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青藏高原北部可可西里库赛湖年纹层微区分析及形成机理

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地质学报 2016年第5期90卷 1006-1015页

作者：陈钰刘兴起何利叶莉陈惠芬李凯首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 湖泊与环境国家重点实验室南京210008 北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875 北京师范大学基建处北京100875 国立台湾海洋大学应用地球科学研究所

湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其形成机理的研究能够为高分辨率古气候环境信息的提取提供重要的依据。本文以青藏高原北部可可西里库赛湖沉积的年纹层为研究对象,通过纹层薄片显微镜观察,以及纹层的扫描电镜、... 详细信息

湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其形成机理的研究能够为高分辨率古气候环境信息的提取提供重要的依据。本文以青藏高原北部可可西里库赛湖沉积的年纹层为研究对象,通过纹层薄片显微镜观察,以及纹层的扫描电镜、X衍射和同步辐射X射线荧光等微区分析,对库赛湖沉积年纹层的形态、沉积和成分特征进行了研究,以探讨库赛湖年纹层形成过程和机理。结果表明:年纹层层偶由深浅相间的微层组成,深色层主要由灰褐色—黑褐色的粗颗粒物质组成,磨圆中等、分选性差,矿物以石英、长石、白云母、黏土矿物等为主,其中石英含量占73%左右,且具有明显的风力搬运特征;浅色层呈灰白色,矿物颗粒较细,除石英、长石、白云母、黏土外,还有自生的文石,同时浅色层中含有大量的枝角类碎片和半月形介形类生物壳体。研究认为,库赛湖冬季温度低、风力强劲,风的机械搬运作用使大量的陆源物质在冰面堆积,等到春季湖泊开封,冰面上粗颗粒物质沉积到湖底形成库赛湖年纹层的深色层(粗颗粒层);夏季温度升高,冰雪融化,降水增加,河流搬运的陆源粗颗粒物质由于重力作用先在湖泊边缘沉积,而黏土矿物等细颗粒物质则在湖泊中心沉积,同时夏季湖水温度升高,蒸发作用加强,生物活动增强,湖泊自身的生物、化学作用加强,从而形成以细碎屑矿物、生物残体、自生碳酸盐沉积为主的浅色层(细颗粒层)。因此,库赛湖的年纹层层偶是由冬季冰面风成物质形成的粗颗粒深色层(冰融化后,风成物质沉降至湖底堆积)和夏季沉积的细颗粒浅色层两者交替而形成的。

关键词：青藏高原北部可可西里库赛湖年纹层微区分析形成机理

云南赤土仙人洞石笋黑碳年纹层的发现及其意义

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第四纪研究 2023年第1期43卷 310-311页

作者：江理渊李苗发王芳刘宏蔡炳贵福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福建福州350117 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350117 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223 福建师范大学地理研究所福建福州350117

早在1926年,Allison[1]就报道了美国宾州Bears Cave石笋的层状生长特征;1960年,Broecker等[2]报道了美国加州Moaning Cave一个覆盖了人类股骨的钙华,该样品有1206个可识别的和200个被掩盖的环状韵律层,经放射性碳同位素定年,被认为这些... 详细信息

早在1926年,Allison[1]就报道了美国宾州Bears Cave石笋的层状生长特征;1960年,Broecker等[2]报道了美国加州Moaning Cave一个覆盖了人类股骨的钙华,该样品有1206个可识别的和200个被掩盖的环状韵律层,经放射性碳同位素定年,被认为这些韵律层为年层,可能反映了沉积方式的季节性变化;1993年,Baker等[3]通过微层计数与铀-钍定年,发现二者在误差范围内一致,首次验证了英国石笋荧光微层是年纹层,其发光强度可能与太阳黑子周期有关,并指出显微发光层可能是由上覆土壤的腐殖酸和富里酸的激发引起的。

关键词：太阳黑子周期年纹层石笋放射性碳同位素钙华韵律层误差范围富里酸

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湖泊沉积物年纹层研究的古地磁学意义综述

地质科技情报 2004年第4期23卷 35-40页

作者：刘强游海涛刘嘉麒中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

年纹层发育的湖泊沉积物可以提供独立的、绝对定年的时间标尺,为重建高分辨率的区域古地磁场长期变化主曲线提供了难得的条件;基于长而连续的湖泊沉积物年纹层时间标尺建立的区域磁偏角和磁倾角长期变化参考曲线大大增强了岩芯对比和古... 详细信息

年纹层发育的湖泊沉积物可以提供独立的、绝对定年的时间标尺,为重建高分辨率的区域古地磁场长期变化主曲线提供了难得的条件;基于长而连续的湖泊沉积物年纹层时间标尺建立的区域磁偏角和磁倾角长期变化参考曲线大大增强了岩芯对比和古地磁定年结果的精确性。此外,满足特定条件的湖泊沉积物还可以提供古地磁场强度长期变化的记录并有助于反映宇宙成因核素(如14C、10Be等)产生速率的变化、太阳活动等信息;目前,湖泊沉积物纹层年代学时间标尺及古地磁研究程度较高的主要是瑞典、芬兰和北美一些地区,区域古地磁场长期变化主曲线的地理分布并不均匀,因此在全球范围内寻找长序列的、连续的年纹层发育的湖泊进行古地磁研究可以更好地理解仪器观测记录以前的地磁场行为。

关键词：湖泊沉积物年纹层古地磁场长期变化古地磁定年

东北四海龙湾玛珥湖年纹层的研究方法及初步成果

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地球与环境 2006年第2期34卷 71-76页

作者：游海涛刘强刘嘉麒储国强吉林大学地球科学学院吉林长春130061 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

位于东北龙岗火山区的四海龙湾玛珥湖沉积物保存有清晰的年纹层,为进行高精度的纹层年代学研究和高分辨率的古气候重建提供了良好的材料。本文对四海龙湾玛珥湖岩芯钻取进行了简要的介绍,详细描述了进行纹层研究的岩相学大薄片的制备过... 详细信息

位于东北龙岗火山区的四海龙湾玛珥湖沉积物保存有清晰的年纹层,为进行高精度的纹层年代学研究和高分辨率的古气候重建提供了良好的材料。本文对四海龙湾玛珥湖岩芯钻取进行了简要的介绍,详细描述了进行纹层研究的岩相学大薄片的制备过程,并对这些过程中可能出现的操作失误进行了探讨。最后,介绍了四海龙湾玛珥湖年纹层的研究内容和方法以及已经取得的初步成果。

关键词：四海龙湾玛珥湖年纹层大薄片纹层年代学

内陆干旱区柴达木盆地苏干湖年纹层的发现及其意义

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中国科学（D辑） 2007年第7期37卷 941-948页

作者：周爱锋陈发虎强明瑞杨美临张家武兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

柴达木盆地北缘苏干湖若干钻孔岩芯发现,水深大于3.0m的沉积物均具有裸眼可分辩的由深色层和浅色层组成的纹层层理.以湖泊中心SG03I孔上部5.5m具有纹层结构的沉积岩芯为研究对象.基于沉积物收集装置的现代过程研究发现,苏干湖夏秋季以... 详细信息

柴达木盆地北缘苏干湖若干钻孔岩芯发现,水深大于3.0m的沉积物均具有裸眼可分辩的由深色层和浅色层组成的纹层层理.以湖泊中心SG03I孔上部5.5m具有纹层结构的沉积岩芯为研究对象.基于沉积物收集装置的现代过程研究发现,苏干湖夏秋季以浅色的单水方解石为主,冬半年以深色有机质为主,现代湖泊能够形成冬半年深色层和夏半年浅色层的纹层沉积.岩芯中有四种类型的纹层沉积:单水方解石-有机质纹层、白云石-有机质纹层、碎屑-硅藻(碎屑)纹层与文石-有机质纹层,均具有季节特征,属可靠的年纹层,且顶部纹层计年与210Pb测年结果一致.根据纹层计年,年纹层沉积形成于距今2670a以来.苏干湖纹层沉积是中国西部干旱区发现的第一个能够确认为是年纹层的湖泊沉积,4种不同类型的年纹层指示了不同气候类型及其季节差异,具有重建高分辨率气候变化的重要意义.

关键词：苏干湖现代过程年纹层形成机制

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湖泊沉积物年纹层的研究方法及其意义

第四纪研究 2004年第6期24卷 683-694页

作者：刘强游海涛刘嘉麒中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

文章总结了前人对湖泊沉积物年纹层类型的划分,并根据年纹层的形成过程和组分特征分为3个大类,即碎屑年纹层、生物成因年纹层(如硅藻年纹层等)和化学成因年纹层(如方解石年纹层、菱铁矿年纹层、黄铁矿年纹层、蒸发盐年纹层等)。介绍了... 详细信息

文章总结了前人对湖泊沉积物年纹层类型的划分,并根据年纹层的形成过程和组分特征分为3个大类,即碎屑年纹层、生物成因年纹层(如硅藻年纹层等)和化学成因年纹层(如方解石年纹层、菱铁矿年纹层、黄铁矿年纹层、蒸发盐年纹层等)。介绍了目前应用于湖泊沉积物年纹层研究的主要方法和技术包括:1)新鲜沉积物表面照相、X射线照相技术;2)光学显微镜观察;3)数字化图像分析;4)扫描电子显微镜技术等。而岩相学大薄片是目前年纹层研究工作中应用非常广泛的材料,对目前制作大薄片比较普遍采用的快速冷冻-冷冻干燥和水-丙酮-环氧树脂交换这两种方法进行了介绍并比较了各自的优劣。湖泊沉积物年纹层研究的古环境意义主要体现在两个方面,一是提供了高精度的纹层年代学时间标尺,在诸如气候突变事件的时限、大气14C浓度变化、火山灰层定年、古地磁场长期变化主曲线重建等方面有重要意义;二是年纹层性质研究如年纹层厚度和年纹层微相变化本身所蕴藏的高分辨率古气候环境变化信息,在太阳活动周期、ENSO等气候事件的研究中也有重要意义。最后,文章简单介绍了我国东北龙岗火山区四海龙湾玛珥湖沉积物中年纹层的特征并展望了其研究潜力。

关键词：湖泊沉积物年纹层研究方法古环境意义

石笋年纹层记录的湖北神农架小冰期气候特征及成因

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石笋年纹层记录的湖北神农架小冰期气候特征及成因

作者：崔贵妮南京师范大学

学位级别：硕士

气候研究越来越关注过去2000年气候环境变化,尤其是近百年来的气候变化。这一时期存在着一些重要的气候事件,比如中世纪暖期、小冰期和二十世纪升温期,都是全球气候和环境变化研究的热点。小冰期是处在中世纪暖期和二十世纪升温期之间... 详细信息

气候研究越来越关注过去2000年气候环境变化,尤其是近百年来的气候变化。这一时期存在着一些重要的气候事件,比如中世纪暖期、小冰期和二十世纪升温期,都是全球气候和环境变化研究的热点。小冰期是处在中世纪暖期和二十世纪升温期之间的一个短暂气候降温事件,气候背景比较特殊,因此搞清楚小冰期气候变化特征、起止时间、内部结构以及驱动机制有助于更好的理解和预测未来气候变化过程。本文基于湖北神农架地区犀牛洞三支具有年纹层石笋的16个230Th年龄和1376个年纹层厚度,分别建立了具有年际分辨率的石笋纹层厚度曲线,发现其在整体趋势和细节变化上都有很好的一致性。通过归一化处理将三支石笋纹层曲线最终拼接为一条相对完整的石笋年纹层记录的复合时标(1180AD-1905AD)。精确标定出湖北地区典型的小冰期气候寒冷事件,该事件开始于约公元1365年,结束于公元1710年,持续时间为345年。期间季风气候变化呈现出两谷夹一峰的模式,内部更有次一级的波动,表明小冰期并不是持续的降温事件,而包含了几次冷暖波动。在事件结构和转型模式上与同区域的和尚洞以及不同区域的贵州龙泉洞和印度Jhumar洞石笋记录对比在重叠时段具有很好的一致性,表明气候变化具有大范围的区域一致性。关于小冰期气候的驱动机制有很多,其中太阳活动和火山活动是两个备受争议的因子。将石笋纹层厚度与太阳活动以及火山活动的对比发现,石笋对太阳活动的变化反应+比较灵敏,而对火山活动有一定的滞后效应。另外,小冰期气候变化是各种因素的综合作用,不能忽略自然变化、温室气体浓度以及人类活动等诸多因素的影响。

关键词：石笋年纹层小冰期太阳活动火山活动

泰国西北部年纹层石笋记录的近1700年气候变化

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泰国西北部年纹层石笋记录的近1700年气候变化

作者：陈越福建师范大学

学位级别：硕士

亚洲夏季风降水异常引起的旱涝频繁交替对其影响地区的社会经济发展和生态系统平衡影响深远。泰国西北部所处的泰国季风区是印度季风和西北太平洋季风的交汇地带,是亚洲夏季风的重要组成部分。泰国夏季风降水变化的特征与规律研究,不仅... 详细信息

亚洲夏季风降水异常引起的旱涝频繁交替对其影响地区的社会经济发展和生态系统平衡影响深远。泰国西北部所处的泰国季风区是印度季风和西北太平洋季风的交汇地带,是亚洲夏季风的重要组成部分。泰国夏季风降水变化的特征与规律研究,不仅有利于区域社会、环境和经济发展,还可以增进我们对于亚洲夏季风系统演化规律与机制的理解。由于该区现代器测资料的时间跨度较短,已发表的树轮和石笋研究主要聚焦过去几个世纪,长时间跨度的古气候记录甚少,特别是近2000年时段的高分辨率记录尚未见有报道,限制了对百年至年代际尺度季风降水变化及其机理的认识,该区广泛分布的洞穴石笋可以提供精确定年的高分辨率古气候记录。本文利用泰国西北部Namjang洞1支长约77 cm的文石石笋(编号NJ1202),分析了10个Th年龄、1617条年纹层和655个δO数据,建立了基于年层定年的石笋δO序列,经当地器测数据校准,重建了近1700年来(362～1331 A.D.和1365～2012 A.D.)平均分辨率为3年的夏季风降水演化序列,探讨近1700年来泰国西北部季风降水的演变特征,重点关注典型冷暖气候期季风降水百年至年代际尺度变化及其驱动机制,主要得出以下几点认识:1)NJ1202石笋δO序列显示泰国西北部近1700年来的气候模式大体呈暖湿–冷干组合,如中世纪暖期(MWP)相对湿润,黑暗时代冷期(DACP)和小冰期(LIA)相对干旱,这种数百年尺度的温湿配置特征与印度中北部、印度中东部和泰国东北部的气候记录有较好的一致性,但在较短时间(年代际至年际)尺度上则存在一定的区域差异性,这表明最近1700年来亚洲季风区降水在时空分布上既有一致变化的规律性,但也存在复杂性和多变性。2)在DACP期间(362～892 A.D.):NJ1202石笋δO序列显示该时期夏季风降水持续减少,气候呈现由湿润向干旱转变趋势,这与中国西南地区、西北季风区和长江中下游地区石笋记录的结果一致,说明DACP时百年尺度的亚洲夏季风减弱、降水持续减少现象具有广泛的区域一致性。显著的多年代际振荡是DACP时期最为突出的特征,高分辨率的石笋δO序列清晰捕捉到9个持续时间约20～40年、平均振幅达1.4‰的干旱事件(编号D1～D9),这些年代际尺度的干旱事件在亚洲季风区不同区域都得到不同程度的证实,尤其是中国西南四川地区。3)在MWP期间(892～1170 A.D.):NJ1202石笋δO序列显示该时期夏季风降水总体偏多,气候相对湿润,其内部存在两个多年代际尺度的湿润阶段和一个准百年尺度的严重干旱阶段,总体上呈现“M”型的降水/干湿振荡结构,同时显示出MWP缓慢开始而相对快速结束的特征。NJ1202石笋序列显示温暖气候背景下区域季风降水在总体增加趋势上有发生大规模连旱事件的可能性,这对于预估当前增温情景下区域降水变化具有一定的指导意义。4)在LIA期间(1170～1915 A.D.):NJ1202石笋δO序列显示该时期夏季风降水总体偏少,气候相对干旱。通过与亚洲季风区其他记录对比,提供了亚洲季风区在百年尺度上部分记录LIA时期夏季风降水减少的证据。高分辨率δO序列精细刻画了LIA内部存在两个准百年和6个数十年尺度的干旱事件(编号W1～W8),这些干旱事件在广泛区域的古气候资料中均有不同程度的体现,部分事件还与区域文明演化存在一定的关联。5)NJ1202石笋δO序列与太阳总辐照度、大西洋海表温度记录呈显著正相关关系,说明太阳活动和大西洋多年代际振荡(AMO)可能是泰国西北部近1700年来季风降水百年至年代际尺度变化的主要驱动因子;NJ1202序列的功率谱分析结果显示存在显著的太阳活动周期(550年、206年、83年、19年和9～12年),进一步支持太阳活动的驱动作用,同时显示显著的2～8年周期可能暗示该时期年际尺度的气候变化受到ENSO和(或)印度洋偶极子(IOD)调控。

关键词：石笋δ18O 年纹层夏季风降水过去2000年泰国西北部

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb测年

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第四纪研究 2005年第2期25卷 202-207页

作者：储国强顾兆炎许冰刘强孙青汉景泰刘嘉麒中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 国家地质实验测试中心北京100037

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急... 详细信息

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急剧增加到 18 68±0 17dpm/g,可能 6 5cm对应于 1954年。通过测量 226Ra子核214Pb和214Bi(能量为 295keV, 352keV和 609keV)放射的光子数获得226Ra比活度数据,然后求得过剩210Pb比活度(210Pbuns)。210Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如5 5cm处210Pb比活度较高,与137Cs的峰值对应,这可能与 1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生137Cs,而且可以产生208Pb和210Pb; 4 5cm处210Pb比活度较低,而226Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据210PbunsCRS模式, SHL F6孔 0~19cm的平均沉积速率为 20mg/cm2·a,或约为 0 11cm/a。210Pb测年数据与137Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。

关键词：四海龙湾玛珥湖年纹层 ^137Cs、^210Pb测年