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沉积物有机地球化学指标在古环境研究中的应用

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沉积物有机地球化学指标在古环境研究中的应用

作者：巩伟明南京大学

学位级别：硕士

生物所产生的有机质仅有一小部分能够保存在沉积物中,但它却是联系生物圈、水圈、大气圈和沉积物圈等地球表层圈层的关键,全方位地记录着古环境古气候变迁的历史。正因如此,有机地球化学指标在古气候环境变化研究中具有不可替代的重要... 详细信息

生物所产生的有机质仅有一小部分能够保存在沉积物中,但它却是联系生物圈、水圈、大气圈和沉积物圈等地球表层圈层的关键,全方位地记录着古环境古气候变迁的历史。正因如此,有机地球化学指标在古气候环境变化研究中具有不可替代的重要性。本论文阐述了有机地球化学指标TOC、TN和δ13CTOC、δ15N以及生物标志化合物在古气候古环境研究中的应用。主要工作集中在两个方面：1)论文研究了盐城地区新洋港河表层沉积物δ13CTOC、TOC和生物标志化合物(C32醇/C30醇之比和胆固醇/谷甾醇之比)从入海口到上游随到入海口的距离的变化,河流悬浮物颗粒有机质(POM)和表层沉积物总有机碳的δ13C值从河口向上游逐渐降低,指示大米草和海水浮游植物对POM与表层沉积物的贡献减小,而芦苇和河水淡水浮游植物的贡献则相应增大。与大米草输入减少、芦苇输入增多相应,醇类C32/C30之比、胆固醇(cholesterol)/谷甾醇(sitosterol)之比降低。沉积物有机质δ13C值和生物标志化合物能够作为指示海水入侵的指标,在古海平面重建方面有着很大的潜力。2)通过对湖光岩玛珥湖沉积物的TOC、TN、δ13CTOC、δ15N和s-ratio的研究,我们重建了全新世期间湖泊初级生产力的变化,从而揭示了湖光岩地区全新世气候演变历史。早全新世时期(10400-6100yrBP),高TOC、TN、δ13CTOC和低δ15N、s-ratio指示了高水平的湖泊初级生产力,反映了温暖湿润的气候条件;8500～7400yr BP期间,δ15N出现最低植,同时TN出现高值,表明可能受了固氮蓝藻的影响,指示该段时间季风减弱;中全新世期间(6100-3600yr BP),TOC、TN和δ13CTOC下降,s-ratio上升,指示湖泊生产力下降,气候逐渐向冷干转变;晚全新世期间(3600yr BP至今),TOC和TN继续下降,δ13CTOC处于最低值,s-ratio达到最大值,代表季风最弱的时期和湖泊生产力持续降低。这些变化反映了全新世北纬30°太阳辐射减少驱动的季风逐步减弱。在～1000yr BP以后,δδ13CTOC与615N表现出不同于全新世演化趋势的异常,可能指示人类活动的加剧,尤其是烧荒开田对沉积物的影响。

关键词：有机地球化学指标湖光岩玛珥湖新洋港河古气候演变同位素生物标志物

青海湖北部地区全新世风成沉积记录的环境变化

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青海湖北部地区全新世风成沉积记录的环境变化

作者：薛红盼中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)

学位级别：硕士

青海湖地区地处青藏高原东北缘,因其独特的地理位置及复杂的大气环流模式,在揭示区域气候环境的演变上具有重要作用。风成沉积在青海湖地区广泛分布,其对于重建区域风沙活动历史及气候环境演变具有重要意义。前人对该区风成沉积开展了... 详细信息

青海湖地区地处青藏高原东北缘,因其独特的地理位置及复杂的大气环流模式,在揭示区域气候环境的演变上具有重要作用。风成沉积在青海湖地区广泛分布,其对于重建区域风沙活动历史及气候环境演变具有重要意义。前人对该区风成沉积开展了大量研究,但多集中于湖区东岸、西岸及南岸,其北岸研究鲜有报道,且综合青海湖周边具有代表性的风成沉积剖面以重建古气候演变的研究也较为缺乏。基于此,通过分析青海湖北岸风成沉积剖面(刚察剖面:GC剖面;热水村剖面:RS剖面)沉积物的光释光(OSL)年代学及粒度、磁化率、色度、元素地球化学等古气候指标,并结合湖区周边具有代表性的风成沉积剖面的地层学和年代学研究结果,以及湖相沉积和湖滨沉积的研究结果,重建了青海湖地区全新世以来(11 ka B.P.)的环境演变过程,浅析了青海湖地区环境变化的驱动机制,取得以下初步认识:(1)GC和RS剖面沉积物OSL年代未出现年代倒置。GC和RS剖面底部年代分别为9.5±0.8 ka和11.0±0.9 ka,RS剖面顶部可能存在沉积间断,类似现象也存在于青海湖地区其它风成沉积剖面中。(2)GC和RS剖面沉积物中粉砂物质占主要比例,RS剖面风成沉积物粒度粗于GC剖面。粒度端元分析(EMA)结果揭示细组分(EM1)可能指示相对湿润且风沙活动较弱的气候环境,粗组分(EM2、EM3)可能指示相对干旱、风沙活动较强的气候环境。两剖面古土壤层具有较低的亮度(L*)值和较高的磁化率值,揭示其沉积期间处于温暖湿润的气候条件下,受到了较强成壤作用的影响。(3)GC和RS剖面沉积物的化学蚀变指数(CIA)值和A–CN–K三元图(AlO–(Ca O*+NaO)–KO)表明,大部分沉积物处于弱、中等程度的化学风化强度,仍处于斜长石早期风化Na和Ca的去除阶段。CIA值的波动变化反映青海湖地区经历了较大的干湿交替。各地球化学指标总体上能够对应沉积地层的变化。(4)青海湖地区具有代表性的风成沉积剖面地层单元综合记录表明:风成砂和黄土广泛沉积于全新世早期,古土壤沉积于中全新世,全新世晚期被现代土壤或风成砂所取代。(5)青海湖地区GC和RS剖面多指标分析结果、已发表的其它风成沉积地层学和年代学资料集成记录以及湖相沉积和湖滨沉积的综合研究结果显示:青海湖地区11.0～7.5 ka之间气候可能相对干旱,风沙活动较强,风化作用较弱;7.5～3.0 ka之间气候变得湿润,风沙活动较弱,这一时期青海湖为高湖面时期;3.0 ka至今由于气候变得干旱,风沙活动可能再次增强。本文初步认为北半球夏季太阳辐射和亚洲季风环流的强弱变化可能引起有效湿度的增减,从而导致青海湖地区气候在全新世期间的干湿变化。

关键词：风成沉积全新世青海湖地区古气候演变有效湿度

A high-resolution environmental change record since 19 cal ka BP in Pumoyum Co, southern Tibet

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Chinese Science Bulletin 2011年第27期56卷 2931-2940页

作者： LU XinMiao ZHU LiPing NISHIMURA Mitsugu MORITA Yoshimune WATANABE Takahiro NAKAMURA Toshio WANG Yong Key Laboratory of Tibetan Environment Changes and Land Surce Processes Institute of Tibetan Plateau Research Chinese Academy of Sciences Beijing 100085 China School of Marine Scinece and Technology Tokai University Shizuoka 424-8610 Japan Botanical Garden Okayama University of Science Okayama 700-0005 Japan Graduate School of Science Tohoku University Sendai 980-8578 Japan Centre for Chronological Research Nagoya University Nagoya 464-8602 Japan Graduate University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

A 380-cm-long sediment core was acquired from the deep water area of Pumoyum Co, southern Tibet. Twenty-five plant residue samples were selected, and organic carbon stable isotopes were obtained using the AMS 14 C chronological method. The 14 C age and carbon reservoir effect were calibrated with surface sedimentation rate measurements using 210 Pb dating. Results showed that the core sediment deposited over 19 cal ka BP. Based on a multi-proxy analysis of TOC and IC contents, grain size and pollen assemblage data, the palaeoclimatic evolution of Pumoyum Co was reconstructed since the last glacial. Pumoyum Co was a shallow lake prior to 16.2 cal ka BP; although the glacier around the lake began to melt due to increasing temperatures, climate was still cold and dry. In the interval of 16.2-11.8 cal ka BP, the sedimentary environment fluctuated drastically and frequently. Two cold-events occurred at 14.2 and 11.8 cal ka BP, and these may correspond to the Older Dryas and the Younger Dryas events, respectively. After 11.8 cal ka BP, Pumoyun Co developed into the deep lake as it is now. The lake water temperature was relatively lower at that time because of influx of cold water from glacial meltwater entering the lake. As a result, the multi-proxy indicators showed no sign of warm conditions. Comparisons between the sedimentary record of Pumoyum Co with that of other lakes of the same age in southern Tibet indicate a warmer climate following the last deglaciation influenced the southeastern Tibetan Plateau. These results imply that the southwest Asian monsoon gradually became stronger since the deglaciation during its expansion to the inner plateau. The glacial-supplied water of the lake responded sensitively to cold-events. The entire southern Tibet region was dominantly influenced climatically by the southwest Asian monsoon during the Holocene.

关键词：西藏南部环境变化 CAL BP 合作高分辨率青藏高原东南部古气候演变

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论“榆社组”地层的时代归属及其环境变迁

海洋地质与第四纪地质 1984年第2期 77-89页

作者：何培元中国地质科学院地质力学研究所

“榆社组”这一地层组的名称是三十年代由德日进(Teilhard de Chardin)和杨钟键教授通过对山西省榆社新生代盆地的研究之后提出的,并将该组地层的地质时代归属于上新世至更新世早期.随后,又有巴尔博(***)教授、桑志华(***-cent)教授等... 详细信息

“榆社组”这一地层组的名称是三十年代由德日进(Teilhard de Chardin)和杨钟键教授通过对山西省榆社新生代盆地的研究之后提出的,并将该组地层的地质时代归属于上新世至更新世早期.随后,又有巴尔博(***)教授、桑志华(***-cent)教授等人先后数次对榆社、武乡、太谷等地的新生代河湖相沉积地层进行过调查和研究.解放后,中国科学院古脊椎动物及古人类研究所、北京大学地理系、山西省地质局区域地质调查队也相继在这一地区作了程度不同的调查研究工作,并提出研究报告和地质报告,对“榆社组”地层的地质时代归属提出了各自的认识和看法.笔者对他们报告中提出的看法,大体上有两点是基本一致的:第一,“榆社组”的上段应归属于早更新世;其中段和下段应划为上新世时期;第二,这套地层是连续沉积的河湖相地层,沉积厚度较大,出露比较完整,是华北新生代地层颇具代表性地点之一.近年来,笔者在野外调查的基础上,通过若干方面的实验测试研究认为,“榆社组”地层的时代应重新加以厘定,并对这一时代的古地理、古气候及其环境变迁等方面提出一些粗浅的认识和看法.但是,限于笔者的水平,不足和错误之处难免,望有关专家和同志们指正.

关键词：地层时代早更新世连续沉积古地磁榆社砂层古气候演变分选系数时代归属化石上新世第三纪湖相地层底界沉积物粒度沉积特征环境变迁

青海省西宁市大墩岭黄土剖面元素组分变化与第四纪古气候演化

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青海地质 2001年第B12期10卷 1-5,9页

作者：王永明侯元才青海省地质调查院西宁810001

根据黄土剖面中古土壤系列与砂质黄土中常量元素氧化物含量基本特征,主要地质特征、黄土堆积与古土壤形成古气候环境、演化过程与主要元素组分特征、关系进行了讨论,结合孢粉测年等资料,1.19MaB.P.黄土形成以来的气候演变过程与元素组... 详细信息

根据黄土剖面中古土壤系列与砂质黄土中常量元素氧化物含量基本特征,主要地质特征、黄土堆积与古土壤形成古气候环境、演化过程与主要元素组分特征、关系进行了讨论,结合孢粉测年等资料,1.19MaB.P.黄土形成以来的气候演变过程与元素组分变化关系。

关键词：黄土地球化学古气候演变剖面元素组分变化第四纪

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南京江北地区全新世环境演变的沉积学研究

安徽师范大学学报（自然科学版） 2000年第3期23卷 241-246页

作者：张强朱诚南京大学城市与资源学系江苏南京210093

通过区域地貌调查及对南京浦镇林峰桥剖面沉积物进行粒度、地球化学和稳定碳同位素等环境替代指标的分析研究 ,结果表明 :本区在 140 0 0aBP左右先后经历了沼泽扩张期 ,此后气候变干 ,沼泽开始退缩 ,直至消失 ,在经过了长时间的沉积间... 详细信息

通过区域地貌调查及对南京浦镇林峰桥剖面沉积物进行粒度、地球化学和稳定碳同位素等环境替代指标的分析研究 ,结果表明 :本区在 140 0 0aBP左右先后经历了沼泽扩张期 ,此后气候变干 ,沼泽开始退缩 ,直至消失 ,在经过了长时间的沉积间断后又经历一次洪水泛滥期 .经过新仙女木期(10 2 0 0～ 10 80 0aBP)的寒冷期后进入了全新世的增温期 .后又经历多次冷暖波动 ,在 756 2± 90aBP～ 380 0aBP全新世最适宜期增温事件后 ,受 14～ 19世纪小冰期气候的影响 ,气候又开始向冷干转变 .同时在研究中还发现 ,古洪水多发生在气候转型期 ,因此笔者提出古洪水的发生可能与全球气候变迁历史中的突变事件有某种必然的联系 .

关键词：全新世古气候演变沉积学特征环境演变南京市

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新疆若干地区全新世环境演变与开发利用

中国沙漠 1987年第4期 37-44页

作者：韩淑媞新疆大学地理系

新疆若干地区全新世环境演变经历了早期凉、中期温暖湿润、晚期干冷偏旱的演变过程。而每阶段又各有不同时间尺度的小气候波动。新疆全新世气候变迁过程与全球气候波动规律基本一致,但具有明显的地区性特征。早全新世的现代构造运动深... 详细信息

新疆若干地区全新世环境演变经历了早期凉、中期温暖湿润、晚期干冷偏旱的演变过程。而每阶段又各有不同时间尺度的小气候波动。新疆全新世气候变迁过程与全球气候波动规律基本一致,但具有明显的地区性特征。早全新世的现代构造运动深刻地影响着新疆内的自然环境的演变。中全新世以温暖湿润的气候为主要特色,晚全新世是干旱迅速发展时期,也是整个新疆全新世发展史上极为重要的一页。对新疆若干平原、山麓及山区不同时期各种沉积相的研究表明;整个全新世虽存在着干旱与湿润、冰期与间冰期的变化,但总的趋势向着更为干旱的方向发展。这些结果为未来气候预测和生产投资提供了重要的信息。

关键词：全新世干旱化演变过程气候波动气候振动古气候演变环境演变新疆

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临夏盆地中新世至上新世微量元素分布意义

山西建筑 2009年第32期35卷 117-118页

作者：马万龙司白梅兰州石化职业技术学院土木工程系兰州工业高等专科学校建筑工程系

介绍了临夏盆地的地理概况及地质背景,利用∑REE,∑LREE/∑HREE,Zn,Co,Mn/Y,Co/La,Zn/Y七种指标,分析了临夏毛沟剖面的微量元素含量变化特征,进而恢复临夏盆地晚新生代的古环境气候演变。

关键词：盆地晚新生代稀土元素古气候演变