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《中国地质大学》 2019年
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山西运城盐湖沉积柱脂类记录的末次冰盛期以来气候环境变化

李越  
【摘要】:相较于末次冰期大幅度的气候变化,全新世气候较为稳定但仍存在波动。我国位于亚欧大陆东部,太平洋西岸,独特的地理位置十分有利于季风的形成,因此在全球大的气候背景下,季风是另一影响我国气候变化的重要因素。我国东亚季风边界线呈北东—南西展布,东部及南部大部分地区受东亚夏季风影响,西南部还会受到印度季风的影响。虽然同样受到东亚季风的控制,我国南北气候特征却并不一致,很多气候记录研究显示,中全新世我国北方气候温暖湿润,而长江中下游流域气候则较为干旱。在我国华北地区气候研究载体中,基于黄土-古土壤序列的气候记录较为完善,记录时间较长,但基于湖泊载体的气候研究记录的时间较短,通常不超过15 ka,且研究手段以孢粉、沉积物磁化率、沉积物粒径、微量元素特征等传统研究手段为主,大部分揭示定性的气候变化趋势,缺乏定量或半定量的气候重建结论,为末次冰期以来华北地区气候变化研究带来了不便。针对上述问题,本文选取位于东亚季风控制区,华北地区中部,山西省南部,来自运城盐湖的沉积时长为22 ka的沉积柱,采用生物标志物方法,综合利用甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)相关指标及正构烷烃相关指标,结合沉积物总有机碳TOC、δ~(13)C_(org)及沉积特征,对华北地区末次冰盛期以来的气候环境变化进行综合分析,探究生物标志物指标综合应用于古气候重建的能力,并尝试对运城地区22 ka以来温度变化进行重建,为东亚季风区我国南北气候对比提供更多资料。得到的主要的认识如下:1.通过对各指标沉积记录的研究,将山西运城盐湖沉积柱记录的22 ka以来气候变化大致分为如下阶段:阶段Ⅰ:22~15.2 cal ka BP---末次冰盛期末期,主要包含H1事件,气候冷干;阶段Ⅱ:15.2~12.3 cal ka BP---B-A阶段,总体温度较高,整体变干;阶段Ⅲ:12.3~11.3 cal ka BP---YD阶段,气候突变期,寒冷干燥;阶段Ⅳ:11.3~8.3 cal ka BP---升温阶段,气候过渡期,温度起伏明显但总体温度较前一阶段升高,环境较前一阶段更加潮湿;阶段Ⅴ:8.3~4.5 cal ka BP---全新世气候适宜期,温度总体较高且伴随频繁波动,理论上降雨量较大,但由于温度同时偏高导致环境整体偏干旱;阶段Ⅵ:4.5 cal ka BP~-10.3 cal a BP---降温阶段,温度波动较大但整体处于下降趋势,其余指标均存在大幅度波动,反映了自全新世气候适宜期结束以来,气候波动逐渐频繁。此外全新世期间由生物地球化学指标变化曲线可以分辨出11个低温事件,其中的8次大致与北大西洋冷事件(Bond事件)对应。2.结合已发表的湖泊及土壤GDGTs研究资料,对运城盐湖沉积柱GDGTs来源进行探讨,认为运城盐湖brGDGTs既有湖泊自生的部分,又在一定程度上受到陆源输入的影响。3.利用已发表的GDGTs温度公式对运城盐湖22 ka以来的温度进行重建。Russell等(2018)的MBT′_(5me)公式可以较好地对运城地区末次冰盛期以来的温度变化进行反映,重建的全新世气候适宜期温度均值在22℃左右,但是并不能排除指标受到高盐度及季节性影响的可能。本文研究证实了生物地球化学指标联合应用于古气候重建的可行性,得到了华北季风区末次冰盛期以来的水热变化趋势,尝试定量恢复对华北季风区22 ka以来的温度变化,并初步探讨了华北季风区气候驱动机制,为华北季风区22 ka以来的气候变化及我国东亚季风区南北气候对比研究提供了更多资料。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P532;P534.63

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