花海湖泊环境变化的地球化学记录研究

【摘要】：花海盆地位于河西走廊西端,平均海拔约1195—1250m,多年平均降水56mm,年蒸发量达3000mm以上,年均气温8℃,属于温带干旱气候。干燥多风,常年盛行西北风,每年有风日数不少于300天,全年日照时数达三千三百多小时。流域内河流的流量主要靠山区的冰雪融水来补给,河流径流量的变化与区域温度正相关。区域温度升高,河流的径流量增加,温度降低则径流量减小。花海湖泊是河流的尾闾湖,湖泊水量主要靠河流的入湖水量来补给,湖泊水位对气候的变化非常敏感。 通过对地球化学和粒度等指标的综合分析,得知花海湖泊在沉积过程中以氧化环境为主,基本不存在还原环境。花海盆地位于干旱区,蒸发量远大于降水量,流域淋溶作用较弱,沉积物中Fe、Mn、Y、V、Rb等元素主要随水流进入湖泊,其含量变化主要记录了这些地球化学元素入湖量的变化,也即反映了入湖水量的变化。由于入湖水量的变化依赖于河流流量的变化,而河流流量变化与区域温度正相关,因此元素入湖量实际上反映了区域温度变化,温度升高,入湖水量增加,沉积物中元素含量增多,湖泊水位也升高;温度降低则入湖水量减少,沉积物中元素含量降低,水位降低。 在以上地球化学综合分析的基础上,结合粒度、CaCO_3、TOC、C/N和TS等指标随深度的变化,重建了花海盆地近11000年来湖泊水量和区域气候演化历史。全新世花海盆地经历了早期入湖水量逐渐增多,温度逐渐升高和变湿的过程,中期湖泊水位较高而且变化较小、气候稳定,晚期入湖水量减少,水位降低,气候相对变冷、变干的三个阶段,其中包括: 10600—10200aBP期间,湖泊水量减少,湖泊处于硫酸盐阶段,气候干冷。 10200—9500aBP期间,入湖水量增多,湖水盐度降低,气候逐渐变暖。 9500—9000aBP期间,湖泊水量突然减少,沉积物中元素含量骤减,区域环境恶化,风沙活动强烈,气候干冷。 9000—3500aBP期间,对应于全新世大暖期,湖泊水位较高,气候比较稳定,。但9000—8600aBP波动明显,气候不稳定;约在8300aBP、6200aBP、4500aBP存在三次入湖水量减少,湖泊萎缩的变化过程;4000—3500aBP左右水位升高,存在一期高湖面,湖泊扩张。反映了大暖期气候的不稳定性。