化学蚀变指数指示古气候变化的适用性探讨

腾格里沙漠南缘土门剖面末次冰消期层段由3层沙丘砂、2层湖相沉积、2层古土壤和5层黄土构成,对各沉积相进行了年代学研究与主量元素含量测试,确定该层段为末次冰消期,计算了各沉积相CIA指数,结果显示CIA指数由大到小依次为沙丘砂 &gt;黄土 &gt;古土壤 &gt;湖相沉积。通过对比,发现CIA指示的各沉积相化学风化作用强度(气候环境)与已有粒度成分指示的该时期气候变化研究结论相矛盾,通过对该矛盾现象的深入研究和探讨,得到以下认识:1)研究层段的古土壤、湖相沉积、黄土的沉积物质可能来源于土门剖面东南一侧的黄土高原,沙丘砂沉积物质受北侧的腾格里沙漠沙丘砂强烈影响,各沉积相的物源化学元素存在差别使得不同沉积相CIA指数的对比存在先天性不足;2)土门剖面所处的低洼地形会产生汇水作用,使易迁移的钙、钠、钾等元素随降水迁移而汇聚于此,对不同沉积相的CIA值产生干扰,导致CIA指数偏小,其不能反映真实化学风化作用强度;3)应用CIA指数作为古气候变化的替代指标需综合考虑沉积相物源差异及沉积环境的影响,CIA指数用于指示古气候变化存在一定的适用性问题。</p

腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰期5e的?主量元素特征及其记录的古气候

腾格里沙漠南缘地处中国西北沙漠与黄土交错带,也是东亚冬季风与夏季风交替控制的过渡地带,其对全球气候变化十分敏感,是研究古气候与古生态的理想地点。选择该区域一典型剖面即&ldquo;土门剖面&rdquo;(TMS)为代表,通过野外考察、采样和室内采用X-射线荧光光谱仪进行主量元素测试,探讨了以该剖面主元素氧化物为气候代用指标指示的腾格里沙漠沙漠南缘末次间冰期5e (MIS5e)的古气候变化。年代相当于MIS5e的土门剖面末次间冰期5e层段(TMS5e)由16层风成砂、11层湖积黄土和5层湖相构成,记录了14.5个风成砂与湖相或和湖积黄土构成的沉积旋回与元素旋回。分析结果显示,该层段8种主量元素的含量高低依次为:SiO_2&gt;Al_2O_3&gt;CaO&gt;TOFE(FeO+ Fe_2O_3)&gt;K_2O&gt;MgO&gt;Na_2O&gt;TiO_2,平均值依次为64.11%、11.31%、5.15%、4.08%、2.37%、2.26%、2.01%、 0.41%。这些主量元素在TMS5e层段的垂直方向上呈两组镜像对称变化:一组为SiO_2,其含量在风成砂层位显峰态,而在湖相和湖积黄土层位显谷态;另一组为Al_2O_3、TOFE、CaO、MgO、Na_2O、K_2O、 TiO_2,它们在风成砂层位呈谷态,在湖相和湖积黄土层位显谷态。土门剖面TMS5e层段的主元素氧化物指示的MIS5e腾格里沙漠南缘的气候是不稳定的,经历了14.5次暖湿与冷干交替的气候波动,且可划分为TMS5e5(139~129.30 ka BP)、TMS5e4(129.30~124 ka BP)、TMS5e3(124~ 119.50 ka BP)、TMS5e2(119.5~116.5 ka BP)和TMS5e1(116.5~113.70 ka BP)等5个亚段,其在时代上与末次间冰期5eGRIP冰芯&delta;~(18)O记录的5个阶段具有遥相关关系。该研究深化了对我国西北季风边缘区MIS5e古气候状况的了解,也为国际上仍有争议的&ldquo;MIS5e气候是不稳定&rdquo;的理论观点提供了有力的地质证据。</p

腾格里沙漠南缘土门剖面末次冰消期层段粒度特征及其反映的古气候

腾格里沙漠南缘土门剖面41LD-52L层段由3层黄土状亚砂土、5层砂黄土、2层湖湘和2层古土壤组成,其年代为14 930~11 640 aBP,相当于末次冰消期。分析结果表明,整个末次冰消期层段以粉砂含量占绝对优势,分布范围/平均值21.69%~79.47%/50.33%;砂含量次之,为3.97%~75.37%/38.17%;黏土含量最少,为2.34%~34.02%/11.50%。各不同粒级沉积物、Mz、&sigma;等在垂直方向上呈相反的镜像对称变化。该层段粒度(Mz)指示腾格里沙漠南缘末次冰消期经历了4个以东亚夏季风为主的暖湿气候(W1-W4)与4个冬季风为主的冷干气候(C1-C4),其中W2、W3和W4暖事件与格陵兰GRIP冰心记录的晚阿勒罗德(late Allerod)、早阿勒罗德和波令(Bolling)等暖事件对应;C1、C2和C3冷事件与新仙女木(Younger Dryas,YD)和阿勒罗德(Inter Allerod Cold Period,IACP)冷事件对应。同时,该指标指示的新仙女木冷期(12650~11640 aBP)与波令-阿勒鲁德暖期(14930~ 12650 aBP),可分别与格陵兰GRIP冰心氧同位素记录的新仙女木冷期、波令-阿勒鲁德暖期(B/A转换)在气候性质和相位上具有较好的对应关系。它们之间的良好的对比关系表明,腾格里沙漠南缘气候波动的驱动机制可能与格陵兰冰心代表的北半球高纬度热盐环流驱动机制密切相关。</p