中国东北末次冰期松原黄土的释光测年及其古气候意义初探

本文以中国东北松原黄土为研究对象,通过光释光测年建立其末次冰期年代标尺,并探讨磁化率和平均粒径这两个黄土研究中常用的气候替代性指标的可能指示意义。采用成熟的细颗粒石英单片再生(SAR)光释光(OSL)测年技术获得了松原剖面顶部5.5 m年代6个,并获得了2 cm间距的低频磁化率和平均粒径这两个常规参数。石英OSL测年相关检验证实了该技术测量松原黄土的可靠性。测年结果表明,松原剖面顶部5.5 m主要沉积于末次冰期的中晚期,即约5.5—1.8 m((52.18±3.47)—(27.76±1.77)ka)主要堆积于深海氧同位素阶段(MIS)3中晚期,而顶部1.8—0.4 m((27.76±1.77)—(20.61±1.31)ka)堆积于MIS2早期。磁化率自52.18±3.47 ka到27.76±1.77 ka经历了先小幅降低又小幅升高,波动幅度较小,而自27.76±1.77 ka以后,磁化率值呈整体下降并呈现大幅度摆动。平均粒径则自52.18±3.47 ka到46.80±3.13 ka呈明显变小趋势,自46.80±3.13 ka到约20 ka变化不大,自约20 ka以后,平均粒径由约40μm陡然增加至约140μm,并在之后稳定在这一水平。测试结果对比显示,磁化率和粒度的变化不具有明显的相位关系,且同黄土高原渭南剖面末次冰期磁化率和平均粒径的变化也表现出明显的不一致现象。因此,在对松原黄土剖面的研究中,将磁化率和平均粒径分别作为东亚夏季风和冬季风的替代性指标使用时要慎重。     

末次冰期东海嵊山岛黄土元素地球化学特征及其古气候意义

以东部季风区浙江省舟山群岛嵊山岛黄土沉积为研究对象,在光释光测年基础上,探讨黄土沉积的元素地球化学等特征并揭示其记录的古气候意义。光释光年代结果显示,嵊山岛黄土堆积于末次冰期时期。黄土中地球化学成分以SiO_2、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,占比90.22%,与黄土高原洛川剖面中黄土层和古土壤层以及镇江下蜀黄土样品相比,嵊山岛黄土常量元素中的铝、铁元素表现为相对富集,钙、钠和钾元素相对亏损,化学蚀变指数CIA为85.1。从东部嵊山岛到西北黄土高原洛川,不同区域黄土风化强度差异显著,总体表现为：嵊山岛黄土>镇江下蜀黄土>陆源页岩>洛川古土壤>洛川黄土>上陆壳(UCC)。嵊山岛黄土沉积剖面磁化率平均值为70.9×10^-8 m³/kg,磁化率随剖面深度变化明显。结合磁化率指标,嵊山岛黄土地球化学记录揭示了末次冰期间冰阶时期气候大体呈现由暖湿至冷干再至暖湿的波动特征,这与会宁黄土、下蜀黄土等所反映的MIS3时段气候变...     

山东淄博佛村黄土沉积多指标记录的气候环境演变过程

对山东省淄博市寨里镇佛村黄土剖面(FC剖面)进行粒度、磁化率及色度等沉积学指标分析,结果表明:(1)FC剖面6个光释光样品年龄结果介于3.02±0.45—100.99±13.58 ka,说明FC剖面是末次间冰期以来的沉积物;(2)根据沉积物粒度频率分布曲线和粒度组成特征,并与伊犁黄土、黄土高原黄土对比,可判知FC剖面为风成沉积物;(3)FC剖面磁化率与色度曲线具有相似的变化趋势,较好指示了黄土沉积时的冷暖干湿变化;(4)根据粒度中值粒径(Md)、低频磁化率(χlf)、土壤颜色(L~*,a~*)、环境敏感组分(56.23—112.20μm)等气候代用指标并结合光释光测年结果,将FC剖面划分为5个部分,分别对应于深海同位素MIS1—MIS5时期。1、3、5部分分别对应MIS1、MIS3早期、MIS5阶段,夏季风强盛,气候较暖湿,发育古土壤;2部分对应MIS2和MIS3中晚期阶段,4部分对应MIS4阶段,冬季风强盛,气候较干冷,堆积黄土。     

中国黄土释光测年与应用:过去、现在与未来

中国黄土释光测年走过了近40年的历程,这对于推动释光测年技术的进步和黄土古气候古环境研究的深入有重要意义。本文针对中国黄土(以黄土高原为主),简要回顾了以多片法混合矿物热释光(TL)和红外释光(IRSL)测年技术为主的早期(20世纪70年代末期至21世纪第一个十年初期)探索阶段的发展,重点阐述了以成熟的单片再生剂量(SAR)法石英光释光(OSL)技术和延长测年年限的多种方法并存为特征的目前(21世纪以来)研究进展。同时,系统论述了释光测年技术在晚更新世以来中国黄土古气候古环境研究中的意义,如在年代标尺建立、粉尘堆积速率变化重建、地层对比与划分、轨道和亚轨道尺度气候演变与气候事件揭示等方面的应用。另外,也对将来中国黄土释光测年技术的发展方向和其在古气候古环境研究领域的应用前景进行了简单展望。     

末次冰期以来青州黄土光释光测年及其对古气候的指示

黄河下游湿润-半湿润地区的鲁中黄土-古土壤沉积,是记录东亚季风气候变化的良好载体。山东青州邵庄黄土剖面粗颗粒石英（63—90 µm）光释光年代和磁化率、粒度、色度以及主量元素测试结果表明：（1）邵庄黄土末次冰期以来（(51.3±2.5)— (8.1±1.1) ka）沉积连续;（2）与粒度、磁化率和色度指标相比,化学蚀变指数能够更灵敏地反映冰期-间冰期沉积旋回;（3）粒度结果表明“古土壤”层中值粒径（16.9—24.6 μm）明显高于下伏黄土层中值粒径（11.8—22.7 μm）,主要是因为近源沉积在总的沉积通量中所占比例在冰期-间冰期尺度上的变化;（4）灰黑色“古土壤”层底界年龄为(19.1±1.6) ka,明显老于黄土高原全新世古土壤层底界年代（约10—11 ka）,其既包含全新世沉积的加积型土壤,也包含下伏末次冰期黄土层基础上受风化、淋溶形成的非加积型土壤。虽然研究区的“古土壤”包含非加积型土壤,记录了间冰期风化成壤过程,但依然能够反映冰期-间冰期气候旋回,是东亚乃至全球气候变化的产物。     

黄土-古土壤中蜗牛化石总数古气候意义探讨

本文通过研究黄土高原西北—东南断面上三个剖面(渭南、洛川、九州台)末次间冰期以来的蜗牛化石记录,探讨了黄土-古土壤序列中蜗牛化石个体总数可能保存的古气候信息。研究表明,黄土-古土壤中蜗牛化石总数主要受控于研究区域保存条件(温度、降水及相联系的成壤强度)和生存条件(气候环境条件是否适宜蜗牛的生存)。保存条件为黄土高原南部蜗牛化石总数的主要影响因素,而黄土高原北部主要受生存条件控制,黄土高原中部则同时受两个因素的影响。基于洛川蜗牛化石总数的变化特征指出,~400 ka前后冰期气候状况存在明显差异,400 ka前的冰期更加适宜蜗牛的生存,此后洛川地区冰期蜗牛生存的气候环境条件不断恶化。本研究为利用蜗牛化石探讨黄土高原古气候、古环境变化提供了重要参考。     

晚更新世长江中下游沙山和黄土物质来源研究

风成沉积物的产生、搬运和沉积过程是地球各圈层相互作用的产物。晚更新世末次冰期时，长江中下游广泛分布沙山和黄土，对于它们是远源搬运而来，还是近源堆积一直存有争议。对青山、九江、定山和红光这些典型沙山和黄土剖面进行碎屑锆石U-Pb年龄分析，获得346个新数据结果，将其与潜在物源区的碎屑锆石U-Pb年龄进行对比，结合这些地层的沉积时代和区域内已报道的物源示踪结果，发现在末次冰期青山沙山和九江黄土的碎屑锆石来自近源的江汉平原，定山沙山和红光黄土的碎屑锆石来自赣江。长江中下游沙山和黄土的发育属于河流搬运的碎屑物质被东亚冬季风吹拂和高大地形阻挡发生沉积的模式。     

长江三角洲晚第四纪陆-海交互地层的光释光年代学

长江三角洲地层的年代学研究对探讨晚第四纪以来我国东部沿海地区陆海交互作用历史以及海岸地貌的形成与演化具有重要价值。本研究选择长江三角洲YZ07和EGQD14两支钻孔开展系统光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年研究,总结前期已发表的50个年代数据并收集整理该区域相关钻孔的年代地层资料,探讨在可靠的年代框架约束下晚第四纪长江三角洲沉积地层演变特征,取得了以下几点认识：（1）在长江三角洲地区,常规OSL测年以较细石英颗粒OSL测年效果较为理想;对粗颗粒石英,若存在长石包裹体对石英OSL信号的影响,建议用脉冲释光测年（POSL）技术加以解决。（2）以YZ07孔为例,¹⁴C测年和OSL测年结果对比表明在三角洲海岸地区,¹⁴C测年方法建立的年代地层框架需要谨慎对待,建议在此区域开展年代地层学研究时可以尝试将两种测年方法结合使用,以确保年代地层框架的准确和可靠。（3）针对争议较大的氧同位素3阶段（MIS3）沉积环境问题,EGQD14孔给出了新的年代学证据,认为MIS3阶段（约30?—?50 ka）长江三角洲可能是陆地河流相沉积环境为主导,这也得到了区域相邻的几支钻孔沉积记录的佐证。（4）两支钻孔从年代学角度证实了前人关于末次盛冰期（Last Glacial Maximum,LGM）以来长江三角洲发育下切河谷的沉积学判识和地层学论断。此外,多钻孔的年代地层学特征也验证了全新世时段海平面变化控制下的长江三角洲及海岸演变的时空动态。     

金丁剖面MIS3阶段黄土地层记录的温湿气候特征初步研究

通过对黄土高原中北部金丁镇马兰黄土中磁化率、Rb/Sr、全铁含量(TFe)与化学蚀变指数(CIA)等气候指标测试分析,并结合光释光年代学数据,着重地探讨了金丁剖面黄土地层记录的MIS3阶段气候变化特征。研究表明,金丁剖面MIS3阶段总体气候特征温湿,冷暖气候频繁波动,可进一步划分为5个阶段:51.6~44.9ka B.P.,弱温湿;42.0~39.9ka B.P.,中等温湿;37.4~27.8ka B.P.,相对强温湿;以及44.9~42.0ka B.P.和39.9~37.4ka B.P.两个冷干期。金丁剖面MIS3温湿气候成因机制的初步探讨认为北半球太阳辐射量增加导致的增温作用更直接,而高纬驱动与低纬过程耦合作用机制尚待开展进一步研究工作。     

中亚则克台黄土剖面记录的末次冰期以来的环境演变

选取位于中亚伊犁盆地中东部的则克台（ZKT）黄土剖面作为研究对象,基于13 个光释 光年代构建了ZKT 剖面的年代框架,利用黄土沉积速率、粒度以及总有机碳含量重建了伊犁地区 末次冰期以来的环境演变记录。结果表明：（1）伊犁地区末次冰期以来的气候演化阶段可划分为 寒冷期（74.5~60 ka）、温湿期（60~30 ka）、寒冷期（30~11.5 ka）以及11.5 ka 以来的暖湿期, 该气候演化特征与深海氧同位素不同阶段气候特征较为一致;（2）MIS4 至MIS1 阶段则克台剖 面沉积速率呈递减趋势,分别为49 cm·ka^-1、32 cm·ka^-1、13 cm·ka^-1 和8 cm·ka^-1;（3）ZKT 剖面 代表的伊利地区环境演变特征可与格陵兰冰芯进行良好对比,北大西洋地区的快速气候波动信号 在伊犁地区气候记录相对清晰,在时间上呈同步变化。     

马兰黄土中Laschamp地磁漂移的10^Be记录与古地磁测试结果的初步对比

Laschamp地磁场漂移事件发生的确切年代(~42kaBP)已通过相对独立的同位素定年手段确定,并被证实具有全球性特征.但这一事件在我国马兰黄土地层中的记录存在着明显的空间差异.本文初步对比了最近发表的黄土高原洛川剖面mBe4L录的Laschamp漂移信息和前人根据该44面古地磁参数异常结合Heinrich冷事件所确...     

苏北盆地晚更新世晚期湖泊沉积记录的气候环境变化

通过对苏北盆地周奋剖面沉积物进行粒度、地球化学元素比值、磁化率等指标的分析,结合年代数据,重建了苏北盆地晚更新世晚期的古气候环境演化序列。结果表明,晚更新世晚期苏北盆地的古气候环境演变经历了2个阶段:阶段Ⅰ:39.6～30.3 cal ka BP期间,气候整体相对湿润,同时也存在冷干波动;阶段Ⅱ:30.3～18.6 cal ka BP,气候相对比较稳定,以冷干为基本特征。苏北盆地湖相沉积物记录的晚更新世晚期的气候环境演变过程,在大趋势上与三宝/葫芦洞石笋、GISP2冰芯等记录有着很好的对应,千年尺度气候事件也能较好的响应H3、H2等冷干事件,表明苏北盆地晚更新世晚期古气候环境演化具有全球性特征,同时受太阳辐射驱动下的东亚夏季风系统影响明显。     

鄱阳湖北部沙山一处平行层理砂层的释光信号回零分析及年代学研究

鄱阳湖作为中国最大淡水湖,其周边发育若干沙山。虽然此前研究多认为这些沙山为风力堆积的产物,但是这些沙山中上部还普遍保存有水成沉积构造的沉积层。选取江西省湖口县沙洲村沙山一处代表性的平行层理砂层（吴淞高程约40.3 m）为研究对象,首先对目标砂层的石英和钾长石开展光释光信号回零分析。研究结果显示该砂层的石英光释光信号和钾长石光释光信号均呈现明显的晒退不均。这种现象与沉积构造解译一致,即目标沉积层为水成堆积过程的产物。之后,对目标砂层开展年代学研究,通过对比鄱阳湖湖岸一处现代平行层理砂层的光释光年代结果,将沙洲村沙山目标砂层的年代限定为全新世大暖期（石英单片和单颗粒光释光年龄分别为(6.9±1.6) ka和(6.4±2.2) ka）。     

四川西部黄土沉积与环境演变研究综述

四川西部(川西)地处青藏高原东部,黄土广泛分布于河谷和断陷盆地中.该地区黄土的主体属风成堆积,为附近及高原内部地区的冰川沉积、寒冻风化物、河湖沉积、风沙沉积和坡积物等多种沉积物中的细粒物质,在西风、高原冬季风和近地面风的搬运下堆积而成.局部有受坡面流水作用形成的次生黄土.最早的黄土堆积始于早更新世(1150ka),现主...     

Environmental change in Bashang region historical periods

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＢａｓｈａｎｇｒｅｇｉｏｎｉｓｓｉｔｕａｔｅｄａｔｅａｓｔｌｏｎｇｉｔｕｄｅ113°50′-118°00′ａｎｄｎｏｒｔｈｌａｔｉｔｕｄｅ40°58′-42°42′,ｗｉｔｈａｎａｒｅａｏｆ17371ｋｍ2ｆｒｏｍＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＨｅｂｅｉｔｏｔｈｅｎｏｒｔｈｏｆＣｈｅｎｇｄｅ.ＴｈｅｒｅｇｉｏｎｌｉｅｓｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｆｒｏｍａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｔｏｐａｓｔｏｒａｌｒｅｇｉｏｎｓｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ…     

天山北麓黄土沉积粒度及磁化率的差异性研究

本文分析了天山北麓不同海拔高度的两个黄土剖面粒度、磁化率特征及其古气候意义的差异性。结果表明,位于海拔2074m的鹿角湾剖面与海拔527m处的大佛寺剖面黄土粒度特征比较相近,但鹿角湾剖面黄土整体细于大佛寺黄土,并且其细颗粒分布范围也大于大佛寺剖面,而粗颗粒的则相反。鹿角湾剖面中全新世以来地层磁化率与成壤作用相关,显示成壤增强模式,其下末次冰期地层磁化率及大佛寺剖面磁化率与粗颗粒沉积相关,显示风速论模式。造成两个剖面粒度及磁化率差异的原因主要是地形导致的沉积颗粒分选及降水量不同引发的成壤作用差异。全新世中期以来大佛寺剖面记录的气候整体处于干旱状态,而鹿角湾剖面同时期地层受地形影响则记录了相对湿润的气候。     

前处理方法对马兰黄土粒度测量影响的实验研究

采用9种不同的前处理方法对延安新区马兰黄土样品进行了粒度分析,以探讨不同前处理方法对马兰黄土粒度测量结果的影响。结果表明,除去有机物、碳酸盐或加分散剂后,马兰黄土的粒度分布发生明显变化,表现为中值粒径和平均粒径显著减小,粒度分布曲线向细粒方向偏移;马兰黄土中含有一定量的有机质,会影响粒度测量结果。因而,在粒度测量前处理时,需要加双氧水去除有机质;在使用盐酸进行前处理时,可能与矿物发生反应,使得所测粒径变大,且使细颗粒含量减少。综合考虑除去有机物、碳酸盐和加分散剂,前处理方法 7使样品中值粒径、平均粒径和细粒含量变化最为显著。因此,对马兰黄土进行粒度分析时,建议使用方法 7,即给样品加入15 m L浓度为10%的H_2O_2溶液(除去有机质)煮沸使其充分反应,冷却后给烧杯注满蒸馏水,静置24 h,抽去蒸馏水,加入15 m L浓度为4%的(Na PO_3)_6(分散剂)溶液后测量。     

中国第四纪黄土古环境研究若干进展

随着技术进步和多方位研究进展,第四纪古环境研究向着多元古环境替代指标、高分辨率古气候研究、气候变化的多种驱动因素等方面发展。文章总结了中国黄土古环境研究中的主要替代性指标,包括黄土磁化率、黄土粒度、植物硅酸体、孢粉组合、蜗牛化石、碳氧同位素和^10Be、黄土与古土壤。概述了当前对黄土—古土壤的时间标尺、末次冰期的短尺度气候事件以及东亚古季风变化机制的认识。