晚更新世早期共和盆地同期异相沉积粒度特征及环境演变

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晚更新世早期的气候变化是古环境研究的热点之一,共和盆地位于青藏高原东北部,地处东亚季风和西风环流的交界处,对气候变化反应灵敏,是研究环境演变的理想场所。本文选取共和盆地典型湖相沉积过马营沙沟剖面(SG剖面)、风成沉积茫拉剖面(ML剖面)作为研究对象,运用粒度指标、结合OSL测年,恢复了共和盆地90-70 ka BP的环境演变过程,揭示出末次间冰期-末次冰期气候变化具有明显的不稳定性,无论是夏季风还是冬季风均表现出千年尺度上的急剧快速变化,得到以下结论:(1)SG剖面中粒度组分含量均值从高到低依次为:细砂粒>粗粉粒>中粉粒>细粉粒>粗黏粒>粗砂粒>细黏粒;ML剖面中粒度组分含量均值从高到低依次为:粗粉粒>细砂粒>中粉粒>细粉粒>粗黏粒>细黏粒>粗砂粒,粗粉粒、细砂粒是剖面中含量较大的组分。ML剖面ML2黄土层的成壤强度大于ML1风成砂层;SG剖面各层成壤强度大小依次为SG3>SG1>SG5>SG4>SG6>SG2,总体为粉砂层风化成壤强度大于细砂层。气候向干旱化方向发展,期间经历了冷暖干湿的交替。(2)SG剖面Mz、(?)自剖面底部向上大致呈现出―一峰两谷‖的变化特征,整体呈波动减小的趋势;Kg与之相反。ML剖面Mz值对气候突变反映灵敏,出现一峰一谷,整体逐渐减小,表明90-70 ka BP共和盆地气候整体向冷干方向发展。ML剖面的粒度频率曲线呈现为单一的单峰型曲线,为典型的风成沉积;SG剖面粒度频率曲线出现了多种类型,沉积动力较复杂。C-M图动力分析可知,SG剖面中牵引流仅发育PQRS段,共和古湖水动力条件较弱,湖水整体较深。(3)ML剖面的B2粗粒组分高值,表示近源风力强,对气候反映更灵敏。SG剖面的A1细粒组分高值指示入湖径流量大,B1粗粒组分高值反映区域风沙活动强。ML剖面EM1端元指示风化成壤作用,受水分影响;EM2、EM3端元反映区域风力作用,高值指示冬季风强及区域风沙活动强。SG剖面中,EM1、EM2端元高值指示湖泊入湖径流量大,EM3、EM4端元高值指示区域风沙活动强。(4)通过两个剖面的粒度参数、粒度组分、频率曲线、敏感粒径提取和端元分析,重建了90-70 ka BP共和盆地的古环境,将其划分为2个阶段:MIS 5(91.5-80.1 ka BP)、MIS 4(80.1-70.1 ka BP)。ML剖面从黄土层变为风成砂层,气候向干旱化方向发展;SG剖面气候发生了温润→凉干→温润→温和偏干→温湿→冷干→凉润的演变过程,共和古湖水位随气候变化产生波动,气候也呈现出干旱化趋势。(5)共和盆地末次间冰期-末次冰期转换期,茫拉地区发育了风成砂-黄土剖面(ML剖面),沙沟地区形成了沉积序列连续的湖泊沉积剖面(SG剖面),二者是横向异变、同期异相。研究区的气候演变趋势和全球气候变化趋势一致,但因区域差异性,共和盆地在MIS 5向MIS 4过渡时间比全球其它地区早5 ka,表明青藏高原共和盆地对全球气候变化更灵敏,是全球气候变化的启动机和放大器,可作为重建古气候环境的重要载体。
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