东北地区典型黄土剖面“焊接”与古气候解译

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中国黄土分布广泛,目前对黄土沉积物的研究主要集中在黄土高原地区,其他区域的研究较为薄弱,尤其是中国东北地区。重建长时期连续的古气候记录的前期条件是黄土沉积物必须是长时期连续沉积的。但是,黄土的沉积过程由于受到区域沉积因素(如地形、地貌、内部和外部地质力量等)的影响,导致黄土在沉积过程中会出现土壤的侵蚀和堆积,这样就导致黄土剖面中层次的缺失与混乱,因此,在自然界中,很难保存这些长时期连续的、保存完整的理想黄土剖面。为了能够形成一个区域长期连续的古气候记录,把不同地点或不同沉积时期这些类似的剖面进行焊接是至关重要的,而焊接的基础一般至少在两个剖面上进行的,同时研究两个或多个剖面,工作量大,耗时又耗力。当黄土序列沉积不连续时,本文提出一种适合重建一个区域长时期连续古气候记录的有效方法,即“焊接”一个区域的核心剖面来形成这个区域长时期古气候记录,因为核心剖面已经有了一定的研究基础,在此基础上焊接能够在很大程度上提高工作效率。本研究对中国东北的两个典型黄土剖面进行了调查,以探讨“焊接”核心剖面重建该区域长时期古气候的可能性。本研究的主要结论包括以下几点:(1)大酒缸剖面是一个典型的风成黄土沉积剖面,剖面内部经历的不同程度的成土作用,从CIA值、Sa值可以看出其中L1-2S2层、L1-3S1层和S层与相邻土壤相比,土壤发育程度较强;从ba值可以看出L1-1S层、L1-2S1层和L1-2S3层有不同程度的碳酸钙淀积;从Ki值可以看出L1-2S2层、L1-3S1层和S层中Fe和Al相对富集的量多。(2)大酒缸剖面可以焊接三把火剖面的上部(L1层),因为大酒缸剖面与三把火剖面接近,地貌类型相似,具有相同的成因,都是风成黄土。特别是大酒缸剖面记录了多个冷暖气候循环周期,可以克服三把火剖面自71 ka以来缺失的古气候信息。结果表明“焊接”一个区域的核心剖面是形成该区域长时期连续的古气候记录的一种高效方法。(3)大酒缸剖面中EM1含量变化曲线中记录了明显的冷事件(H事件),其中几次含量明显减少正好对应于格陵兰冰芯记录的H事件,分别是H1(16 ka)、H2(22 ka)、H3(28 ka)、H4(40 ka)、H5(51 ka)、H6(61 ka),而且冷事件发生时与深海氧同位素指示的全球冰量增加是一致的。(4)通过对大酒缸剖面的磁化率曲线(MS)与深海氧同位素曲线(MIS2-MIS 4)以及洛川黄土剖面的磁化率曲线进行比较,71 ka BP,东北地区的古气候总体上可以分为三个冷-干和暖-湿交替阶段:在29~14 ka BP期间,该地区整体气候寒冷干燥,年均降水量和年均温,分别为560~470 mm和7.8~6.5℃;在57~29 ka BP期间,气候冷暖交替,年均降水量和年均温,分别为440~580mm和5.6~8.2℃;71~57 ka BP期间,气候由温暖潮湿转为寒冷干燥,年均降水量和年均温,分别为550~420 mm和8.0~5.4℃。综上所述,本文通过资料分析及野外实地考察拟将三把火剖面作为该区域的核心剖面,选择大酒缸剖面对三把火剖面进行“焊接”。论文以光释光测年结果为基础建立了大酒缸剖面的年代序列,对剖面的形态特征、沉积特征、发生学特征等分析结果表明,三把火剖面和大酒缸剖面位置相近,地貌特征相似,黄土的成因和沉积过程一致,将两个剖面“焊接”依据充分,为解译东北长时期古气候变化提供了科学依据和新的素材,同时解译了大酒缸剖面中蕴藏的东北地区71 ka以来的古气候信息。
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