黄土磁化率对千年-百年尺度气候事件的记录及其古气候意义

中国黄土高原的黄土-古土壤风尘堆积序列具有粒度细、沉积速率高和连续性好等特征,是古气候学研究的重要组成部分。黄土沉积物在轨道尺度上与全球气候关系密切,可以记录千年-百年尺度的快速气候事件。中国黄土古气候学取得的核心成果之一,就是磁化率可以作为东亚夏季风替代性指标,然而,磁化率在古气候研究中存在多解性,导致其在高分辨率研究中应用较少。文中选择黄土高原的赵家川和巴谢剖面磁化率数据,通过与格陵兰冰心和中国石笋等高分辨率古气候记录进行对比,发现赵家川剖面磁化率记录了4次Heinrich事件,巴谢剖面磁化率记录了全新世以来新仙女木、9.2 ka和4.2 ka 3次气候快速恶化事件。通过对比分析巴谢剖面磁化率记录的3次快速气候事件及其可能的驱动因素,认为太阳辐射减弱可能是主要因素。     

辽南地区末次冰期以来的环境变化

本文通过对大连七顶山黄土剖面的光释光(OSL)年代、磁化率、地球化学元素、粒度特征等数据,综合分析辽南地区末次冰期以来的环境变化过程,研究结果显示:相当于黄土高原马兰黄土的堆积形成时代为距今125ka。在末次冰期早期(MIS4-5d),86-113ka,沉积物质量磁化率介于6.97-24.14×10-8m3kg-1之间,平均值为14.699×10-8m3kg-1;颗粒粒径较细(3.89-5.22准);硅铝率平均值6.756;风化淋溶系数0.4-0.73之间;退碱系数均值0.333;镁铝比均值22.901。与末次冰期晚期相比,质量磁化率值较高,化学元素各项指标值较低,明了该阶段辽南整体气候环境较为干冷,但并未达到末次冰期晚期程度。而在末次冰盛期时(22-31ka,MIS2),磁化率平均值为6.974×10-8m3kg-1,明显低于末次冰期早期,粒度均值处于3.47准-4.77准之间,主要以颗粒较粗的细砂、粗粉砂为主,粒度明显变粗,硅铝率平均为6.998;风化淋溶系数均值为0.829,退碱系数值0.66,镁铝比值均值28.725,各参数比较一致地表明该阶段研究区整体处于干冷的气候环境之下,堆积作用较活跃。而在末次冰期中期(MIS3)时,OSL年代31-86ka,该区气候条件以温暖湿润为主,黄土遭到侵蚀。     

渭北旱塬黄土记录的晚冰期以来短尺度气候变化

通过对长武下孟村黄土剖面的野外考察和磁化率，粒度，吸湿水含量分析，探讨了该地区晚冰期以来气候变化规律，研究结果表明，该剖面较好地记录了新仙女木期（YD）和博令－阿勒罗德事件（BL＋AL）短尺度较小幅度气候变化事件，对应全新世气候最适宜期（8500－3100a.BP)，该地为黑垆土成壤期，从3100a.BP开始，季风气候格局快速转变，气候干旱化，土壤和土地资源退化，所以3100年来该地区形成了弱成壤的土壤层和黄土层。     

三门峡王官与武威沙沟黄土记录中的末次间冰期向末次冰期转换期的暖性回返事件

河南三门峡王官剖面与甘肃武威沙沟剖面捕捉到了末次间冰期向末次冰期转换时期发生于72 ka前后持续时间约为2 ka的一暖性回返事件,两剖面的冬、夏季风替代指标对该暖性回返事件的反应在时间上大致同步(其时间段约为71～73 ka,在71.4～72.1 ka前后该暖性回返事件最强盛),暗示该暖性回返事件在东亚季风区可能是一普遍存在的气候突变事件.鉴于该暖性回返事件在全球其他地区的海洋、陆地、冰芯记录中也有较普遍的反映,我们认为该事件很可能是一次发生于气候转型期的全球普遍存在的暖性突变事件.     

陕西段家坡黄土剖面沉积界线铱的赋存状态及其对N/Q地外撞击事件的启示

采用悬浮沉降法对陕西段家坡黄土剖面第三系—第四系界线样品进行了粒级分选，然后用中子活化分析方法测定了铱和其他微量元素在不同粒级中的含量。实验结果显示，铱在不同粒级物质中的含量按以下顺序增加：粗粉砂（３０～１０５μｍ）＜砂粒（＞１０５μｍ）＜细粉砂（２～３０μｍ）＜粘土（＜２μｍ）。在粘土颗粒物质中，铱的最高含量达８５６ｐｇ／ｇ，较全岩样品富集约１５倍。除了金之外，其他元素（包括Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等亲硫元素）在不同粒级中的分布形式与铱显著不同。很显然，铱和其他元素有着不同的来源，界线黄土中铱的异常富集不可能由火山活动或者表生地球化学作用所形成，而极有可能和上新世末（２．４ＭａＢＰ）发生在南太平洋的地外撞击事件有关。这一实验结果表明，南太平洋Ｎ／Ｑ地外物体撞击事件产生的爆炸尘埃可能扩散到了北半球。作为一种近似，以黄土剖面Ｎ／Ｑ界线附近铱的剩余通量作为全球平均，可以估计该撞击物体相当于一直径为２．６ｋｍ的Ｃ１型碳质球粒陨石球体。如此巨大的陨石与地球相撞足以诱发全球性的气候灾变效应     

洞庭盆地末次冰期中晚期以来黑褐色土壤剖面野火记录及气候关联

洞庭盆地澧阳玉成黑褐色土壤剖面记录了末次冰期中晚期以来火生态的演变过程.通过野外采样和分析测试,参照可靠AMS-14C测年和考古数据断代,利用沉积物中高分辨率炭屑和黑碳数据,探讨该区域末次冰期中晚期以来的野火发生和快速气候变化以及植被演替的相互作用.结果表明:该研究区域氧同位素MIS3(Marine Isotope Stage,56.0~23.0 ka BP)期间,气候冷干向暖干转变,野火发生十分有限;氧同位素MIS2(23.0~10.6 ka BP)阶段,气候冷湿,C_3木本植被明显增加.然而,随着百年-千年尺度气候冷事件发生,冬季风加强和可燃物干燥程度的增加,促使区域和本地野火普遍发生;氧同位素MIS1(10.6~7.0 ka BP)阶段,随着气温和降水的增加,植被由温带落叶阔叶混交林(C_3木本)所取代,致使区域野火明显下降.洞庭盆地野火发生与末次冰期快速突变气候事件(Heinrich and Younger Drays events)密切关联表明千年尺度野火机制模式受到北半球太阳辐射所控制的东亚夏季风强弱和全球冰量变化以及植被演替的共同影响.     

伊犁盆地晚更新世黄土—古土壤磁化率特征

新疆伊犁河谷海拔高度不同的两个晚更新世黄土剖面磁化率特征存在显著差异:位于海拔1400 m处的库尔德能布拉黄土剖面,其磁化率特征与黄土高原黄土相同,而海拔850 m处塔勒德黄土剖面的磁化率特征则与黄土高原相反.对两个剖面黄土-古土壤磁化率特征等分析研究认为,造成两个剖面S1古土壤磁化率差异的主要原因是末次间冰期土壤发育时期前者降水量大于后者.     

更新世以来,石笋、冰芯记录的气候变化及驱动机制研究

格陵兰冰芯和北大西洋沉积揭示了25 ka至今存在着一系列的冷暖突变由于这些气候突变事件变化速度快,温度振幅大引起了全球古气候学家的关注。本文对格陵兰冰芯近25 ka以来δ18O的变化曲线与石笋记录进行了对比,对比结果显示,石笋记录和冰芯记录中都揭示了东亚夏季风降水史中的Heinrich事件和YD事件,两者有着很好的对比关系,但也不排除两者存在着一定的差别,主要原因可能由于石笋的生长环境与冰芯的形成背景有着一定的差异性,导致两折限时的记录也存在一定的差异,特别是在时间上,存在了2000多年的事件差距。     

汾渭盆地250 kaBP以来黄土粒度记录的环境信息

通过对汾渭盆地西师村黄河第三级阶地上沉积的黄土地层粒度分析发现,沉积物的粒度组份变化曲线能够很好地反映黄土-古土壤地层序列的变化,粒径〈5μm和〉30μm组份的体积分数曲线分别是东亚夏季风和冬季风的良好替代性指标．通过粒度分析所绘制的各粒级组份体积分数曲线显示,古土壤S2和S1发育时期,夏季风加强,并且分别在225,121,101,85kaBP处出现峰值;在40kaBP左右,夏季风有所加强,形成一层弱古土壤Sm．黄土L2和L1堆积时期,冬季风加强,峰值分别出现在185,155,138,15kaBP处．西师剖面的黄土记录整体上反映了最近250ka以来汾渭盆地东亚季风的演化过程,为这一地区在最近250ka以来的东亚季风演化研究作了有益补充．     

贵州荔波42.0kaB.P.~65.0kaB.P.气候变化的石笋记录

对贵州荔波董哥洞D42石笋进行TIMS-U测年和碳、氧同位素分析,建立末次冰期42．0ka B．P．～65．0ka B．P．的古气候变化时间序列。研究结果表明,荔波地区在65．0ka B．P．～42．0ka B．P．石笋记录的冷暖事件所反映出的季风气候变化,大致可分为3个气候阶段;65．0ka B．P．～60．6ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS4晚期,反映本阶段东亚冬季风强盛,气温降低,表现为干旱寒冷的气候环境;60．6ka B．P．～48．4ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3早期,反映东亚夏季风相对增强,气温升高,有效降水相对较少,表现为温暖半干旱的气候环境;48．4ka B．P．～42．0ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3中期,显示东亚夏季风由强变弱,东亚冬季风相对增强,表现为干旱冷凉的气候环境。石笋记录揭示的2次寒冷事件在各类沉积物中均有记录,反映为全球变化的气候事件,相当于北大西洋沉积物中的Heinrich5和Heinrich 6冷事件,可以进行全球对比,显示荔波地区与北极地区存在着古气候的遥相关。     

川东北宋家洞石笋氧碳同位素及锶含量突变分析

通过对宋家洞石笋SJ3的氧碳同位素及锶含量进行Mann-Kendall test突变分析,得出以下结论:(1)氧同位素值记录了末次冰盛期向Heinrich Event 1时期的转变;(2)碳同位素值和锶含量记录了由H1冷期向BФlling-AllerФd暖期的转变;(3)碳同位素值和锶含量指示了在19.8～15.3ka时当地的东亚夏季风和冬季风呈正相关关系,在15.3～14.8 ka呈负相关关系,表明石笋SJ3记录了古气候环境的冷干、暖湿变化,且不同气候指标对环境变化的敏感度不同。     

黄土高原碳酸钙含量变化特征及气候表征研究——以西安和宝鸡为例

以碳酸钙含量为指标表征黄土高原区气候变迁,为重建气候变化时间序列及现阶段解析气候变化特征提供借鉴。对西安少陵塬剖面、宝鸡市北坡塬的马家塬剖面、西安蓝田剖面黄土地层中的碳酸钙含量运用气量法进行测定。少陵塬剖面CaCO_3百分含量远低于马家塬剖面CaCO_3百分含量。马家塬剖面出现了最大峰值,CaCO_3百分含量平均值也达到了整个剖面的最大值9.17%。说明CaCO_3在L2上部是宝鸡剖面的沉积多于少陵塬剖面,也可间接反映CaCO_3在少陵塬淋溶沉积较宝鸡剖面深。少陵塬剖面CaCO_3的迁移深度(5.6m)远大于蓝田剖面的CaCO_3迁移深度(4.4m),反映了这一时期少陵塬较蓝田雨季降水量多且持续时间长。CaCO_3层淀积厚度蓝田剖面比少陵塬剖面厚0.05m。少陵塬CaCO_3层平均含量为12.4%,蓝田CaCO_3层平均含量为38.7%。将少陵塬和蓝田剖面晚更新世时期末次间冰期碳酸钙的淀积深度与现代土壤碳酸钙淀积深度对比,可以得出,晚更新世间冰期年均温在15~18℃,降水量为750~1000mm。总体上看在晚更新世时期,关中平原地区降雨量自西向东呈减少趋势。     

新仙女木事件内部百年尺度弱季风事件的龙腑宫洞石笋记录

基于湖北省神农架龙腑宫洞一支石笋(LFG21)7个U/Th年龄和461组氧、碳同位素数据,建立了末次冰消期12.42~10.53 ka B.P.平均分辨率达3 a的亚洲夏季风强度演化序列.LFG21石笋δ~(18)O详细记录了新仙女木事件(YD)期间的季风突变细节,揭示了YD事件内部的不稳定性.在YD事件结构特征和转型模式上,石笋记录与格陵兰冰芯δ~(18)O记录具有良好的一致性,支持北高纬驱动机制以及高低纬之间的气候联系.其中,在~11.71 ka B.P.氧、碳同位素明显正偏,δ~(18)O从-8.6‰快速正偏至-7.9‰,δ~(13)C从-7.4‰快速正偏至-6.0‰,指示YD内部存在百年尺度的弱季风事件,持续时间为~200 a.这些特征与南京葫芦洞石笋δ~(18)O记录H1事件的内部结构和转型特征十分相似,暗示两者很可能受到同一驱动机制的影响.通过高、低纬地质资料的对比研究和波谱分析,本文认为YD内部百年尺度季风突变事件可能与热带大洋水汽输送变化导致的亚洲季风区水文循环异常以及太阳活动密切相关.     

临汾盆地13万年以来古气候变化研究

本文运用气候代替指标粒度对临汾盆地滨河东剖面S1以来的古气候进行了重建,在末次间冰期-冰期气候旋回中,临汾盆地的古气候经历了暖湿—冷干—暖湿的变化过程.结果发现临汾盆地滨河东剖面黄土-古土壤序列沉积物既有与大区气候变化的一致性,也有本地变化的特点.     

洛川黄土碎屑锆石的粒度特征及其古气候意义

目的 通过对洛川剖面12个层位的锆石粒度分析测量,探讨洛川黄土-古土壤及新近纪红黏土中碎屑锆石的粒度特征及其反应的古气候变化特征.方法 利用Quanta400 FEG场发射环境扫描电子显微镜获得锆石的二次电子图像,并用Scandium软件对锆石的二次电子图像进行粒径测量.结果 第四纪黄土-古土壤及新近纪红黏土中存在大量碎屑锆石,除L24层黄土外,其余黄土层中的锆石粒度均显示出相似的分布特征,主要粒级分布于20～60μm之间,与全岩粒度相比,其中值粒径、平均粒径均有差异,但L9与L15层中锆石中值粒径与全岩差异最小,红黏土中差异最大.结论 成壤作用对粉尘沉积物全岩粒度分析结果影响较大,而对稳定重矿物锆石粒径影响较小.第四纪黄土L9与L15层全岩粒度分析中粗颗粒含量明显增加,应归因于此时粉尘沉积物土壤化过程中成壤作用减弱.新近纪红黏土粗颗粒锆石百分含量的增加,并不预示着此时冬季风的明显加强,而是与周缘裸露的基底岩石提供了近距离的物源有关.L24层黄土在各项粒度指标均显示出其特殊性,可能与青藏高原的阶段性隆升有关.     

柴达木盆地应用自然伽玛反演辨认的末次冰期以来的Heinrich事件

采用柴达木盆地达参１井自然伽玛曲线进行古气候反演,得出了末次冰期以来６个短尺度的气候变化事件,与北大西洋Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件（Ｈ１－Ｈ６）及格陵兰冰心和黄土中的短尺度气候事件均能较好对应,一方面表明内陆湖盆能记录气候长尺度和较短尺度气候变化事件,是反映古气候变化良好的信息载体之一;另一方面也证明了自然伽玛曲线能气候长尺度及短尺度的气候变化事件,表胆自然伽玛曲线能较真实反映古气候变化情况,是良好的古     

长安县黄土中的风化壳与环境研究

据野外调查和室内鉴定 ,在长安县城南布容期 0 78- 0MaBP形成的黄土剖面中确定了三个时期的风化壳 ,它们由第 1 ,4,5层古土壤和风化破碎黄土构成 .黄土中的风化壳是红褐色古土壤在特定的气候条件下转变而成的 ,厚度在 3～ 6m之间 ,风化壳剖面常由 3～ 4个层次构成 ,发育时间为 5～ 1 0× 1 0 4a不等 .风化壳上部是发育好的红色古土壤 ,中部是含铁质胶膜的风化破碎黄土 ,下部是不含铁质胶膜的风化破碎黄土 .粘土矿物分析表明 ,黄土中的风化壳为伊利石 蒙脱石型和高岭石型之间的过渡类型 .黄土中风化壳发育时的年均降水量在 95 0～ 1 0 0 0mm之间 ,是黄土高原降水丰富的气候事件的显示 .风化壳的发育证明黄土中有些古土壤确属淋溶型森林土壤 ,当时亚热带气候至少迁移到了黄土高原东南部     

南京下蜀黄土红外释光测年

红外释光测年应用于南京下蜀黄土许家村剖面的17个样品.通过前处理分离出细颗粒样品,对每个样品应用附加剂量法和再生法两种方法进行年代测定.17个样品剂量率的平均值为4.17 Gy/ka,与黄土高原的黄土和欧洲黄土相当.基于红外释光测年认为,下蜀黄土第1层黄土层形成于末次冰期,其年代相当于黄土高原的马兰黄土.第2层黄土及其以下土层样品的年龄已趋于饱和,只能作为最小年代值.     

腾格里沙漠南缘武威黄土稀土元素及黄土沉积模式

研究发现，武威黄土剖面中稀土元素表现出三种类型：贫轻稀土型、富重稀土型和贫重稀土型；稀土元素平均含量变化及稀土分布模式与黄土高原典型剖面可以对比甚至一致，特征参数平均值也十分接近．提出稀土特征参数δＥｕ，δＣｅ和ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ构成的三角图解，可以揭示不同时代、不同源区或同一源区不同物质组成对于黄土物质的相对贡献，进而追索黄土的物质来源．黄土是一类高度均一化的广源沉积物；腾格里沙漠对于黄土而言在全球气候恶化、变干、变冷、区域地质构造稳定或相对隆升及沙漠发展时期是一物源区．     

塬堡黄土剖面15万年以来磁化率气候记录及黄土磁化率时空特征

将塬堡剖面１５万年以来的黄土磁化率气候记录与其它气候记录信息如孢粉、有机质含量、粒度、ＣａＣＯ３含量进行了对比，其结果十分吻合．文章还运用吕厚远的黄土磁化率关于降水、温度的回归方程，推算塬堡地区的古温度、古降水，其结果也较为理想．但是，黄土磁化率随地区而异，还随埋藏深度发生变化，因而利用黄土磁化率定量地恢复古环境还需进一步深入研究