藏中南典型湖泊全新世高湖面沉积及其古环境意义

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湖岸阶地及高湖面沉积物是反映地质历史时期湖面变化和记录古环境信息的直接地貌和岩性证据。这些地貌及沉积物不仅反映了湖泊水体变化历史,同时也可作为揭示区域乃至全球环境变化的重要载体。在青藏高原,许多湖泊发育有湖岸阶地或高湖面沉积物。然而,在青藏高原湖相沉积的研究中,关于高湖面沉积物的研究还较少。至今,还没有详细的研究和揭示这些高湖面的起讫时间和形成机制。而这些基础研究对于了解在全球变化背景下,青藏高原湖面变化的规律和演化趋势是很有必要的。  本研究以现代过程为基础,开展了青藏高原中南部湖泊萝卜螺(Radix sp.)及其宿生水体现代过程的研究。明确了高湖面沉积物中萝卜螺壳体化石记录的Sr/Ca、δ13C和δ18O的水化学及环境意义。以藏中南典型湖泊(纳木错、羊卓雍错和沉错)高湖面沉积物为对象,利用AMS14C和光释光测年方法共同限制高湖面的起讫时间;并利用高湖面沉积中的萝卜螺壳体化石,重建了纳木错高湖面时期古湖水水化学特征(δ18O和Sr/Ca);进而采用多指标阐明了高湖面沉积过程,并探讨了湖面变化的机制。  本研究主要取得如下结论:  1.建立了青藏高原中南部湖泊现代萝卜螺壳体地球化学与其宿生水体水化学之间的关系。  研究结果表明,萝卜螺壳体的Sr/Cashell同其宿生湖水的Sr/Cawater以及宿生湖水的电导率(EC)均存在很好的线性正相关关系。萝卜螺壳体同宿生水体Sr的分配系数(Kdsr)为0.317。另外,当Sr/Cawater较低的时候,Kdsr降低的很快;而当Sr/Cawater>0.0076的时候,Kdsr只呈现出了小的变化。萝卜螺的δ13Cshell取决于湖水的溶解无机碳(DIC)的δ13CDIC。湖水的δ13CDIC主要受水体中碳酸盐的种类的控制。当湖水中无机起源的DIC缺乏的时候,壳体的δ13Cshell很可能受限于水体中来自于有机质降解产生的DIC组分。萝卜螺文石壳体氧同位素分馏系数的变化范围为1.031-1.040,平均值是1.0335。然而,温度对萝卜螺壳体氧同位素分馏系数的影响相对较弱。另外,萝卜螺壳体δ18Oshell的变化主要反映了湖水δ18Owater的变化,进而可以将萝卜螺δ18Oshell同萝卜螺生命周期的湖水水化学变化相联系。萝卜螺壳体的87Sr/86Sr值可以较好的反映其生活水域湖水的87Sr/86Sr值。  2.限定了青藏高原中南部典型湖泊高湖面的发育时间。  青藏高原中南部典型湖泊(纳木错)、南部典型湖泊(羊卓雍错和沉错)的高湖面沉积物的OSL和AMS14C测年结果表明,纳木错这期高湖面的发育时间大约是4.4-2.2ka期间;羊卓雍错和沉错的高湖面发育期也大致处于这一时期。  3.重建了纳木错高湖面时期古湖水水化学特征(δ18O和Sr/Ca)。  基于萝卜螺及宿生水体建立的地球化学关系,结合剖面萝卜螺化石壳体重建了纳木错古湖水水化学特征(δ18O和Sr/Ca)。重建出来的纳木错高湖面时期湖水的δ18OPaleo-water的变化范围在-12‰至-7.8‰。另外,重建出来的纳木错高湖面时期湖水的Sr/CaPaleo-water的变化范围在0.0002至0.0095。分析结果显示:萝卜螺及宿生水体现代过程建立的关系,特别是萝卜螺壳体的δ18Oshell和Sr/Cashell,能够在较大的区域上(青藏高原中南部)进行环境重建应用。  4.探讨了纳木错中晚全新世高湖面的发育机制及溢流状态。  萝卜螺化石壳体的δ13C、δ18O、Sr/Ca及高湖面沉积物的粒度、磁化率、TIC、TOC、微量元素等多指标指示,中晚全新世纳木错高湖面的形成机制可能是该时期印度夏季风的增强带来相对增多的降水造成的;同时,该时期较弱的蒸发也扮演了重要的角色。此外,萝卜螺化石壳体δ18O及地貌证据指示纳木错在高湖面期间可能存在间歇性外流。
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