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西宁盆地末次冰期晚冰阶古气候变化的黄土记录

严焕德  
【摘要】: 黄土研究在中国第四纪研究中独树一帜,始终位于国际第四纪研究的前沿,其中最突出的成就在于对黄土堆积序列古气候变化过程的认识领先于对其它堆积物的研究。黄土是记录新生代晚期以来全球自然环境和气候变化的最好载体。与深邃的海洋或寒冷的极地相比,黄土保存环境信息的数量和内容都比前两者为多为好,而且陆地是我们人类自己生存的环境,它所提供的气候、生物和化学以及物理变化的信息远比深海和极地对人类生存更为直接和重要(刘东生)。 中国黄土由于包含可以反映气候变化的黄土-古土壤序列,并具有分布广,厚度大,地层连续、完整等特点,使之成为全球变化研究中更为理想的地质记录。它不仅可以与深海沉积记录相对比,而且能够准确可靠地提供时空分辨率更高的全球变化信息,有能力确定和对比不同时间尺度的变化事件,从而认识过去环境演变的特征与机制,以及它们在评价预测未来变化中的作用。因此,在目前的全球变化研究中,已把中国黄土序列作为探讨第四纪古环境演化的关键性记录,并且开展了大量的工作,取得了许多令人瞩目的进展(石建省)。这些进展主要包括:通过黄土高原不同剖面的对比,基本查明了2.5MaB.P以来古气候的长周期性变化;在地层学研究的基础上,成功的识别与标定了若干第四纪地质事件;通过对黄土一古土壤序列的生物地层、磁性地层、化学地层、土壤特征与土壤组合等有关指标的气候解释,初步揭示了整个第四纪时期黄土高原古气候变化的时空格局。在与深海沉积记录对比的同时,联系地球轨道三要素(岁差、偏心率和地轴倾斜度)的变化,进而理解第四纪古气候变化的驱动机制。进一步的工作目标主要集中在短周期事件上,深入研究短时段(特别是以25万年以来和近2000年以来的古气候变化作为重点)的古环境及对环境要素的定量评价。 西宁盆地位于高原季风的控制区,这里的黄土堆积良好地记录了第四纪古环境变化的过程,对其进行深入研究可望获得高原季风气候变化的信息。同时,西宁盆地位于我国东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区三大自然地理区的交界处,是环境、气候变迁的敏感地带,这里沉积的厚层黄土敏感地记录了第四纪气候变化的过程,加强该区域的研究对于认识青藏高原隆起对我国及至全球的环境变化和我国三大自然地理区的分异过程的影响以及揭示青藏高原甚至全球第四纪环境变化都有重大意义。 过去对该区黄土的研究主要集中在沉积学、磁性地层学和年代学、磁学性质和地球化学等方面,对高分辨率的第四纪环境变化研究较少。本次研究意在探讨西宁盆地末次冰期晚冰阶西宁盆地高分辨率的气候变化过程。 本次研究的剖面总体表现为晚期马兰黄土L_1L_1,但二个层位有弱成壤作用。根据对剖面的观察及分析,将西宁盆地黄土剖面地层从上到下划分为六个地层单元,黄土层从上到下依次划分为L_1L_1L_1、L_1L_1L_2、L_1L_1L_3;古土壤层从上到下划分为L_1L_1S_1和L_1L_1S_2(又分为淋溶层L_1L_1S_(2E)和淀积层L_1L_1S_(2B))。对该剖面自下而上每2cm连续采样,共采得样品170个,进行分析研究。并且获得4个年代测定样品,进行了~(14)C年龄测定。 主要研究内容:1.剖面的选定及其样品的采集;2.实验项目的选定;3.样品的处理及其测定分析;4.实验数据的分析及其讨论。 粒度是衡量季风强度长期变化的代用指标;全氧化铁含量与成壤强度成正相关;有机碳和高温烧失量与黄土堆积之后的生物气候环境密切。本文采取以上四个气候代用指标对本研究剖面进行了实验分析,并进行了年代测定,获取了次冰期晚冰阶西宁盆地环境变化的资料。 代用指标的实验分析方法:粒度-MS2000粒度分析仪,全氧化铁-火焰法(TAS-986原子吸收光谱仪),有机碳-重铬酸钾硫酸氧化法,高温烧失量-减重法。年代测定用~(14)C法。 本文根据野外考察和实验分析,总结了西宁盆地末次冰期晚冰阶气候变化的基本规律,得出如下结论: 西宁盆地末次冰期晚冰阶内有二个间冰段事件和三个冰段事件。26kaB.P.以前处于末次冰期晚冰阶中的冰段,气候以干冷为主,冬季风占优势,夏季风削弱;26kaB.P.~22kaB.P.处于末次冰期晚冰阶中的间冰段,气候相对较为温湿,是末次冰期晚冰阶中气候相对较好的一个时期;22kaB.P.~16kaB.P.又处于末次冰期晚冰阶中的冰段;16kaB.P.后又经历了一次间冰段和冰段的交替。


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