论文部分内容阅读
青藏高原是全球地球科学界瞩目的焦点，青藏高原隆升及其对于全球物质、能量输移与平衡，大气环流格局及亚洲季风形成与演化的驱动作用，是当前该领域前沿的研究热点。青藏高原地形较为复杂，众多指标所反映的区域气候信号差异较大。全新世期间，西南季风到底在“早全新世”还是“中全新世”最强？或者说，全新世期间，到底“早全新世”还是“中全新世”，是古气候最为湿润的阶段，在我国古气候学界一直存在争议，需要在对古气候变化敏感的区域建立可靠的记录来进一步加以探讨。青藏高原中部安多地区的兹格塘错及错那流域内无明显的冰川分布，湖泊补给主要依靠降水，是古气候/古环境重建的理想场所。本文主要借助于色谱-质谱联用技术，对上述两个湖泊沉积岩芯中的生物标志化合物的分布特征及其单体氢同位素的组成进行了系统的研究和总结，探索了生物标志化合物在湖泊系统中的产生、运移及埋藏储存的过程及其气候环境指示意义。此外，基于正构烷烃及其氢同位素在时间序列上的变化特征，阐明了晚冰期以来青藏高原中部有效湿度的演变特征。这对理解青藏高原地区生态环境和古气候变化的空间差异具有十分重要的科学意义。取得的研究成果如下: (1)兹格塘错和错那湖泊沉积岩芯中的正构烷烃分子分布特征极为相似，以n-C15/16/17为主峰碳的短链正构烷烃占据主导地位，其丰度占正构烷烃总量的比例远远高于以n-C21/23/25为主的中等链长及n-C27/29/31占优势的长链正构烷烃所占其比重，指示了湖泊自生浮游藻类与菌类等低等生物对湖泊沉积岩芯中的有机质贡献高于大型水生植物和陆生高等植物叶蜡所产生的有机质。就兹格塘错而言，这一现象主要与半混合型的碱性湖泊水化学环境有关，即:盐度高且以厌氧为主的湖泊环境更加利于浮游藻类的增长和细菌的繁殖，对大型水生植物的生长反而不利。然而，错那湖泊沉积岩芯中相对较高的微生物有机质来源可能归因于其地质载体。该区以红色砂岩为主的地质环境导致需要大量营养物质来源的水生植物并不十分茂盛。此外，湖泊的体积、深度一定程度上亦影响了湖泊有机质的来源。 (2)兹格塘错和错那湖泊沉积岩芯中源于浮游藻类的正构烷烃n-C17与湖水的δD值呈显著正相关，而陆源正构烷烃n-C29的δD值与源区大气降水（那曲、安多与班戈气象站）加权平均δD值亦具有较好的线性相关关系，表明兹格塘错湖泊沉积岩芯中的短链正构烷烃n-C17记录了湖水的氢同位素信号，有效地反映了湖区的生态环境特征;而陆源正构烷烃记录了该流域大气降水的同位素信号，具有气候指示意义。 (3)兹格塘错沉积岩芯中的正构烷烃参数（如:碳优势指数CPI值和平均碳链长度ACL值）以及单体氢同位素比值在时间序列上的变化特征，揭示了晚冰期～全新世之间(13.8～10.9 cal ka BP)，呈现冷湿的气候特征;全新世早期(10.9～5.8 cal ka BP)，气候相对较为干旱，但波动较大;全新世中期(5.8～2.7cal ka BP)，气候较为湿润，湖泊水位上涨，有效湿度增加;全新世晚期(～2.7 calka BP以来)，随着季风强度的逐渐衰弱，气候趋向旱化。错那湖泊沉积岩芯中的正构烷烃参数以及氢同位素比值与兹格塘错在时间序列上基本趋于一致，进一步验证这一代用指标所记录的区域环境信号的准确性与真实性。 (4)与其邻近的冰川融水补给湖泊（如:纳木错、色林错及帕鲁错）记录相比较，全新世早期，纳木错、色林错及帕鲁错记录均指示气候较为暖湿，湖泊水位较高，兹格塘错及错那的沉积记录却揭示相对较为干旱的气候特征。这可能由于纳木错、色林错及帕鲁错在全新世早期气候变暖的条件下大量冰川融水注入湖泊，而兹格塘错及错那流域因缺乏冰川融水补给，太阳辐射引起的强烈蒸发超过西南季风所带来的降水，使得该区的有效湿度减少，湖水氢同位素更加富集。全新世中期，兹格塘错及错那记录显示气候较为湿润，有效湿度明显增加，与西风控制区（如:博斯腾湖及巴里坤湖）的气候特征极为相似。其水汽来源可能受到太阳辐射、西风环流、大陆冰盖的消融、季风叠加效应、局地环流等多种因素的影响。兹格塘错及错那流域在晚全新世阶段的气候呈现干旱化的趋势，这与纳木错、色林错等记录具有可比性。这主要因为随着太阳活动的减弱，季风强度明显减弱，输送的水汽显著降低，导致区域气候较为干燥，有效湿度明显减少。