全新世是人类文明发展的重要时期,对该时期的气候演变研究已经成为古气候研究的重点。天水盆地地处青藏高原与黄土高原交接地,是古气候研究中具有独特地理位置的特色典型区域,同时天水盆地位于黄土高原西部,区内发育连续堆积的厚层风成黄土,是记录区域气候环境变化的理想研究材料。这些黄土剖面蕴含的丰富古气候信息还需要进一步挖掘,例如这些沉积物的地层序列和年代序列、理化性质和沉积学特征、风化成壤特征以及揭示的气候演变规律等。本文在野外详细考察的基础上,选择天水盆地师家崖(SJY)典型黄土-古土壤剖面为研究对象,并结合光释光测年(OSL)、地层沉积特征以及文化遗层的断代技术,对其地层序列、理化性质、元素组成、气候演变规律等进行了研究。主要获得了以下结论:(1)建立了黄土地层序列。SJY剖面黄土-古土壤的地层序列从上往下依次为:表土层(TS)→全新世黄土层(L0)→古土壤层上部(S0上)→弱土壤层(Lx)→古土壤层下部(S0下)→过渡黄土(Lt)→马兰黄土(L1)。(2)黄土的沉积学与物理性质特征:SJY剖面中各地层单元理化性质指标差异显著。SJY剖面低频、高频、以及频率磁化率变化趋势相似,在古土壤层呈现高值,在黄土层呈现低值。SJY剖面粒度组成以粗粉砂为主,其次为细粉砂和粘粒。粒度组成较均一,分选性较好,峰态呈中等,属正偏型。粘粒含量、细粉砂含量、粘粒/粗粉砂比值和磁化率在古土壤层上部(S0上)和古土壤层下部(S0下)出现高值,在全新世黄土(L0)、马兰黄土(L1)和过渡黄土(Lt)为低值;而粗粉砂在古土壤中含量较少,在黄土层中含量较多。剖面中吸湿水和烧失量含量变化与磁化率变化趋势基本一致,均在古土壤层上部(S0上)和古土壤层下部(S0下)中较高,全新世黄土(L0)、马兰黄土(L1)和过渡黄土(Lt)中较低,而碳酸钙变化呈相反趋势。(3)黄土的地球化学特征:剖面中常量元素Ca和Na均古土壤层上部(S0上)和古土壤层下部(S0下)中含量呈现高值,在全新世黄土(L0)、马兰黄土(L1)和过渡黄土(Lt)含量呈现低值;而元素Si、Fe、K和Al变化趋势与元素Ca和Na相反;对Ca/Mg、K/Na、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数(CIA)等化学参数进行统计分析,揭示了古土壤层上部(S0上)和古土壤层下部(S0下)层形成时期成壤改造作用强烈,全新世黄土(L0)、马兰黄土(L1)和过渡黄土(Lt)堆积时期成壤改造作用微弱的规律;以Ti为参比,表明Si、Fe、K和A1相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,剖面总体处于低等的化学风化阶段。(4)黄土风化成壤特征:天水盆地SJY剖面经历风化改造作用微弱,处于脱Ca、Na富Al和Fe低等风化阶段。古土壤形成期间,风化成壤较强烈,黄土形成期风化成壤作用较弱。(5)气候变化的阶段性:重建天水盆地全新世以来的古气候演化历程,共分为三个阶段:全新世早期(11500～8500 a B.P.)气候温凉;全新世中期(8500～3100 a B.P.),气候总体上暖湿的,但并不是持续稳定的,其中在7000～6000 a B.P.出现气候波动,气候冷干;全新世晚期(3100 aB.P.以来),气候又进入一个相对温凉少雨的时期。(6)全新世中期千年尺度的气候波动事件:在全新世中期,磁化率和粒级曲线表现出峰谷交错的情况,尤其是在110～80 cm处,粘粒含量曲线波动剧烈。Al、Fe等元素呈现低值,Ca和Na等在此阶段呈现高值,CIA、K/Na等在此阶段呈现低值,表明这一时间夏季风不稳定,冷热交替现象频繁,在7000～6000 a B.P.期间出现了气候波动事件。