近32+ka+BP以来青藏高原东北部沉积物粒度特征及其记录的环境演变.pdf
摘要
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青藏高原东北部位于亚洲季风区的西北缘,受季风环流和西风环流的共同影
响,对气候变化的响应更为敏感。因此,在记录古气候环境的演变方面具有特殊
的优越性。目前,对青藏高原东北部古环境的研究已经取得了一定的成果,但根
据较长时间尺度的沉积物记录的研究仍相对较少。本研究选取青海湖东部的大水
塘(QDST)剖面和共和盆地茫拉(ML)剖面作为研究对象,根据光释光(OSL)
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和碳-14(C)测年结果构建了两个剖面近32kaBP以来的年代-深度框架,通过
综合分析粒度组分、粒度参数以及粒度端元重建了近32kaBP以来青藏高原东北
部较长时间序列的环境演变过程,并进一步探讨了青藏高原东北部气候变化的可
能驱动机制。得出以下结论:
(1)根据测年结果构建了QDST和ML剖面近32kaBP以来的年代框架,其
年代序列与地层沉积序列基本吻合,未出现年龄倒置现象,但ML剖面在顶部沉
积相较于QDST剖面较薄,推断其可能存在沉积间断。
(2)两个剖面由于所处区域的差异性,其粒度组成也有所不同。QDST剖面
以细砂为主,ML剖面则以粉砂为主,其高值均对应砂质古土壤层;而且两个剖
面的黏粒最低,且都不存在粗砂物质。此外,两个剖面的粒度敏感指标(SC/D
值)、中值粒径和平均粒径随着深度变浅整体呈降低趋势,频率曲线均呈尖锐的
负偏峰态,表明区域气候整体向冷干发展。
(3)QDST和ML剖面的沉积物粒度组分均分解出3个端元,并根据磁化率
和红度等指标分析其指示的环境意义。QEM1中的细粉砂是在强劲的冬季风的作
用下的中远源沉积,粉砂组分则可能是冬季风将近源的沙粒携带沉降堆积而成,
其可间接反映区域风沙活动的强弱变化;QEM3可能是受区域性低空风系的影响,
以尘暴的形式对近源地表的颗粒物质进行搬运堆积而成;MEM1与风化成壤作用
有关,可间接指示区域的干湿变化;MEM2是盛行风系作用下以悬移形式搬运的
中远源沉积,能间接反映区域风沙活动的强弱变化;QEM2和MEM3是以跃移或
蠕移形式进行短距离搬运的近源沉积,能够指示区域冬季风的强弱变化。
(4)综合QDST和ML剖面粒度组成、粒度参数及粒度端元,并依据构建的
年代框架,将青藏高原东北部近32kaBP以来的环境演化过程划分为4个阶段:
末次冰期间冰阶(32~23kaBP)为较温暖湿润的地质时期,存在一定程度的成壤
作用,风沙活动较弱;末次冰期盛冰期(23~16kaBP)为气候环境冷偏干的地质
时期,风沙活动影响显著;末次冰期冰消期(16~10kaBP),气候冷干-温润,而
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且经历多次冷暖交替变化。全新世阶段又可划分为3个阶段:全新世早期
(10~8.5kaBP),风沙活动仍具有较强的影响,成壤作用较弱,气候温润;全新
世中期(8.5~2.8kaBP)为大暖期,气候暖润,风沙活动减弱;全新世晚期(2.8
kaBP以来),气候向冷干发展,风沙活动加剧。此外,将青藏高原东北部的环境
演化过程与前人研究的周边连续沉积记录进行对比,发现本研究重建的气候环境
序列符合区域气候整体的变化趋势,说明区域环境变化具有良好的协同性。
(5)对比发现,青藏高原东北部环境演变与ENSO、ITCZ及AMOC替代指
标的变化趋势基本一致,说明青藏高原东北部的气候环境变化对全球气候变化响
应。通过分析ENSO、ITCZ及AMOC探究区域环境演变的可能驱动机制:太阳
辐射是影响青藏高原东北部季风强度变化的主导因素,ENSO、ITCZ及AMOC在
不同阶段上的差异驱动着季风强度的阶段性变化。
关键词:粒度特征;端元分析;环境演变;驱动机制;青藏高原东北部
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