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《南京大学》 2013年
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南洛河流域更新世黄土沉积揭示的古人类生存环境变迁

张红艳  
【摘要】:南洛河流域位于中国自然地理南北分区的界线上,气候受亚洲季风环流控制。同时,该流域又是中国南北旧石器文化交流的重要通道。第四纪以来,南洛河的河流阶地等地貌部位堆积了大量较为连续的黄土沉积,记录了更新世该流域的环境变化过程。在这些黄土堆积中发现了数以万计的中更新世以来的古人类活动遗留的旧石器制品。因此,南洛河流域黄土与古环境变化的研究,对于理解更新世以来南洛河流域古人类演化、旧石器文化发展中的环境因素以及亚洲季风对中国中部地区的影响都具有重要意义。本论文通过黄土地球化学元素和Sr/Nd同位素等判别了南洛河流域黄土的成因和物源;通过粒度、磁化率、有机质碳同位素等指标重建了该流域更新世的气候和植被变化过程;通过元素碳和炭屑分析揭示了流域内火的发生状况。最后与人类活动阶段相对比,恢复了人类活动时期的气候、植被情况并探讨了当时人类用火与环境变化的关系。 黄土的成因和源区分析是通过黄土沉积序列来重建环境演变过程的基础。南洛河流域黄土与黄土高原标准黄土具有相似的粒度分布特征和化学组成,表明研究区的黄土是上地壳物质经过多次搬运、充分混合而沉积形成的,具有典型的风成沉积特征。Sr/Nd同位素分析表明,南洛河流域的黄土具有相对较高的87Sr/86Sr比值和非常低的εNd(0)值,表明其物质来源不同于黄土高原,而具有多源区的混合特征。结合流域黄土地层分布、沉积特征、现代尘暴监测数据等推断,南洛河流域黄土一部分来源于中国西北地区的广大沙漠、冲洪积扇等,另外一部分来源于与附近造山作用相关的松散基岩碎屑风化物质以及邻近的古河流、古湖泊沉积物等。 南洛河流域旧石器考古点附近的黄土细粒级组分较黄土高原黄土多,黄土和古土壤中粒度变化不明显,表明来自北方的寒冷气流受到秦岭山系的阻挡,冬季风对该地区的作用较秦岭以北的黄土高原地区明显减弱;化学元素组成在黄土和古土壤层间分布均匀、化学风化指数(CIA)较黄土高原黄土偏高,指示研究区黄土在沉积后经历了较为强烈的风化和淋滤作用,与中国北方的广大黄土高原地区相比,受夏季风的作用更加强烈,气候整体较为温暖湿润。在第四纪以来中国北方逐步干冷化的背景下,南洛河流域这种稳定且较为温暖湿润的气候为当时古人类生存提供了一个庇护所。 南洛河流域黄土全样有机质碳同位素(δ13Corg)与磁化率变化对比良好,揭示了该流域更新世以来植被组成变化主要受冰期-间冰期控制下的气候变化影响。0.4Ma之前黄土δ13Corg值较为稳定,主要分布在-24%o左右,植被主要为纯C3植被;0.4Ma之后,δ13Corg值随冰期-问冰期气候变化波动加剧,其分布范围扩大,以C3占主导的C3和C4植物混合植被为主,间冰期C4植物增加。南洛河流域的古人类活动强度在0.4Ma前后明显增加,结合有机碳同位素、孢粉和古生物资料分析得出,南洛河流域早期人类主要生存在以C3为主的C3和C4植物混合的森林草地植被环境中。 黄土中的炭屑含量变化与黄土磁化率和δ13Corg变化具有很好的相关性,表明南洛河流域更新世以来自然火的发生主要受气候和植被变化的控制。古人类用火的时段对应自然火的高发时段,表明白然火的频繁发生为人类用火提供了有利条件。黄土元素碳主要代表一种高温下的燃烧或者化石燃料的燃烧。元素碳含量在地表以下一直处于较低水平且变化不明显,指示旧石器时期人类在用火时还不会主动选择燃料。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P534.631

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【参考文献】
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