兰州地区晚新生代沉积的岩石磁学记录及其古环境意义

位于黄土高原和西北干旱区过渡带的兰州地区,在晚新生代发育了一套风成红黏土和冲积—河湖相沉积.这套地层详细的岩石磁学研究结果表明,磁化率等一些磁学参数在细节上可能反映成壤作用强弱,但在大的趋势上大致反映干旱化,在长尺度研究中可作为干旱化的指标.S-300mT等另一些磁学参数主要反映赤铁矿质量分数,与红度值明显相关,因此同红度一样可作为温度的指标.底部冲积一河湖相沉积中黏土的主要载磁矿物是磁铁矿和赤铁矿;中下部红黏土沉积的主要载磁矿物是磁赤铁矿和赤铁矿,可能含针铁矿;中上部红黏土主要的载磁矿物是磁赤铁矿、磁铁矿和赤铁矿,可能含针铁矿.利用岩石磁学恢复的古环境表明,兰州地区在8.35～7.2 Ma是一个较为温暖的以冲洪积和河湖相为主的沉积环境;7.2～3.5 Ma主要为干陆地环境,同主体黄土高原一样接受粉尘沉积;6.3 Ma风尘沉积在沉积物中开始占主导地位;5.2 Ma兰州及其周边地区发生了急剧干旱化,可能伴随着快速降温;3.5 Ma开始的青藏高原运动A幕使兰州盆地瓦解,并于1.4 Ma开始接受黄土沉积,成为了黄土高原的西缘部分.     

中全新世（5400aBP）亚洲季风气候季节性与年际变率的南海珊瑚氧同位素记录

对现代珊瑚的氧同位素组成的季节与年际变化研究业已表明,海南岛东岸现代珊瑚氧同位素组成在冬季主要受表层海温控制,而在夏季则主要受夏季风降水决定的表层海水盐度影响.基于这一联系,本研究在高精度铀系测年基础上对中全新世滨珊瑚40a的同位素分析结果表明,5400a前的全新世中期滨珊瑚的δ18O值相对于现代升高了0.613‰(相当于11%),指示着海水δ18O值和盐度相对于现代的升高程度,可能主要与南海和太平洋水体交换强度增加所导致的盐度增大有关;结果同时显示,δ18O值的季节性幅度相对于现代增加了0.535‰(相当于33%),可能主要由冬季海水δ18O值升高引起,这一变化也与中全新世日照相对于现代的季节幅度增加相一致,分析认为日照增加引起的蒸发量增加和太平洋海水交换加强可能是根本原因.重建的冬夏季风代用指标的结果显示,中全新世冬夏季风的年际变率相对于现代都有所增加;谱分析结果揭示出冬季风年代尺度波动和夏季风约3a周期的存在,这些周期仍位于ENSO对季节变化的周期之内.     

海生贝类壳体生长层的高分辨率同位素记录研究——以南海北部典型贝类为例

对南海北部贝壳生长层高分辨率分析表明,贝壳生长率、成分和同位素组成存在着显著的季节性变化和趋势变化,季节性变化主要是气候变化所致,而趋势变化主要反映贝类的生理趋势.由于大多数贝类成年后的生长比较缓慢,所以在整个生长序列中都存在生理趋势,分离生理趋势后可获得环境的季节性变化.与环境变量对比分析表明,贝壳氧同位素组成季节性变化主要受海温影响,并与之有较好的相关性,因而是高分辨率研究海洋环境的替代性指标.在本研究的贝类中,鳞砗磲与海蜗牛氧和碳同位素的变化基本是同步的,并且与温度的季节性变化有较好的相关性,指示着在温度控制下它们的氧碳同位素发生了平衡分馏,而褐带鹑螺则相反,意味着其碳同位素还可能受代谢作用的影响.     

末次间冰期黄土高原夏季风气候的初步研究

中国黄土-古土壤地层序列的古气候研究表明,黄土高原的黄土是冬季风的产物,与之相间的古土壤则发育于夏季风环境效应优势期.约130～70kaB.P.的末次间冰期,黄土高原以夏季风强盛为其基本气候特点,发育了一套由三层复合的、成壤作用较强的古土壤S1.为了半定量地恢复这一时期黄土高原夏季风气候,我们布置了几乎覆盖整个黄土高原的三条大剖面线(图1(a)),沿线尽可能等间距选择典型地层剖面,对末次间冰期以来黄土-古土壤序列进行了实测,对各剖面的夏季风替代性指标-磁化率作了较为系统的测量.通过对104个地     

晚新生代塔里木盆地中西部地区磁性地层与环境演化

报道了塔克拉玛干沙漠腹地塔格山剖面的磁性地层和古环境记录的研究结果.结果表明:塔里木海湾消亡、副特提斯海最终退出塔里木盆地发生在4.2 Ma以前;3.4 Ma塔里木盆地首次出现大型流动沙丘,塔克拉玛干沙漠开始形成;2.6 Ma塔里木盆地干旱化程度进一步加剧,沙漠的规模进一步扩大,形成了当今极度干旱的大型沙漠环境.     

南海珊瑚灰度记录中反映人类引起的气候变化信息

分析了南海西北部珊瑚生长带的长期趋势变化. 珊瑚生长带资料提供了综合的气候环境变化信息. 研究表明, 近两个世纪南海西北部珊瑚年平均密度的变化趋势与全球大气CO2浓度的变化相吻合. 在19世纪末之前, 二者长期变化趋势都很微弱; 之后二者的趋势变化非常显著, 尤其是从20世纪60年代到90年代(该珊瑚记录的结束日期). 从19世纪末期到20世纪末, 珊瑚密度表现出稳定的下降趋势. 因此, 南海北部珊瑚密度的年变化趋势能够揭示出人类引起的气候变化的历史, 这一结果与其他地区器测以及其他代用气候记录的结果一致. 提出了一个简单的基于珊瑚生长带的代用指标来重构过去两个世纪人类引起的气候变化资料.     

南海北部珊瑚灰度及其反映的华南降水年代际变化

利用1789～1992年南海北部逐年珊瑚灰度与1908～1992年广州逐年降水资料，采用Mann—Kendall法、奇异谱分析、相关分析、合成分析等方法对南海北部年珊瑚灰度的年代际变化进行了分析，并探讨了用珊瑚灰度重建的广州降水时间序列所反映的华南降水的年代际变化特征．结果表明：南海北部珊瑚灰度变化存在明显的趋势项、权重很大的年代际变化和较弱的年际变化．1880年代末存在显著的由正异常到负异常转变的世纪尺度突变，突变前后对应的全球海温差值场是：南海及其附近的北印度洋、中西太平洋大部、北大西洋沿岸为负异常，这种大范围的海温异常分布是与南海珊瑚灰度世纪尺度突变相伴随的．南海珊瑚灰度与广州降水在年代际尺度上存在显著的负相关，用年代际尺度南海珊瑚灰度资料反演的广州年代际降水表明了华南降水年代际变化具有明显的阶段性．对寻找研究华南年代际以上尺度气候变化的代用指标有一定的意义．     

蓝田白鹿原晚第三纪风成红粘土序列的古季风气候记录

对陕西蓝田段家坡红粘土剖面进行高分辨率研究,获得了古地磁年龄数据,并以磁化率和碳酸盐含量为气候代用指标,获得了7.3-2.6MaB.P.期间黄土高原南缘古气候变化的记录。这些结果揭示了晚第三纪时期的气候变化过程,进而表明3.4-2.6MaB.P.可能是东亚古季风演变的重要转型期。     

古环境记录的数字图像分析及应用

地质或生物记录对环境变化的响应往往直观地表现在不同形式的影像中，对这些影像进行数字图像分析可快速提取记录中的环境变化信息，其原理是在记录的发育方向上选择剖面线，沿剖面线读取图像色值并进行环境代用指标的计算、生长层的识别与自动定年和生长层结构演化等研究。在详述图像分析原理的基础上，提出珊瑚、树轮和石笋记录图像分析的方法，并通过实例阐述了这些记录图像参数的环境意义。