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在记录第四纪气候波动的历史上,中国黄土是一种十分理想的信息载体,它同深海沉积及极地冰芯一起,成为全球气候变化的三大信息库。国内外的研究者在黄土高原对中国黄土做了大量的工作,使中国黄土研究的深度不断提高,不断获得新的认识。
中国的气候系统主要受来自印度洋的西南季风、来自太平洋的东亚季风以及西风环流的控制,青海湖地处三大气候系统的交汇地带,这一特殊的地理位置使其对全球气候环境的变化极其敏感,是研究过去气候变化历史的焦点。青海湖及区域周边广泛发育和分布的黄土敏感地记录了全新世以来古环境变迁的过程,众多学者通过黄土对该地区的环境演化历史进行了大量的研究工作,并取得了显著成果。
本文选取青海湖地区典型的黄土剖面作为研究对象,通过对厚度约为2.5m的黑马河黄土剖面进行了高精度、高密度的光释光采样(共计13个光释光样品),同时也进行14C测年(2个碳屑和1个壳体),所得的光释光测年结果与14C测年结果进行了较系统的相互验证。在确保建立准确年代框架的基础上,结合气候代用指标-色度的综合分析,对该地区全新世以来的环境演化做了深入的研究与探讨。主要结论如下:
(1)石英光释光测年方法在青海湖地区黄土中具有很好的适用性。运用单片再生法(Single aliquot regenerative dose protocol,SAR)获得的年代与标准生长曲线(Standardised Growth Curve,SGC)方法获得的年代具有较好的一致性。绝大多数释光样品的等效剂量分布都很集中,并呈标准正态分布,表明释光样品最后一次沉积之前完全曝光。少数样品的年龄误差较大,且出现倒置现象,这有可能与沉积物在埋藏期间含水量变化有关,但是在误差范围之内都是比较理想,可以接受的。
(2)根据地层沉积相、年代学结果以及色度指标等综合分析,青海湖全新世环境演变过程可以概括为下述几个主要阶段:青海湖在10 ka左右进入全新世,全新世早期气温和降水突然增加,气候开始向暖湿方向转变;10.3-10 ka及9.5-9 ka两个阶段红度值较低,对应气候为冷干。8.6-6.3 ka阶段,青海湖进入全新世大暖期,气候暖湿组合达到鼎盛;全新世大暖期结束后(6.3-2.3 ka),气候不断发生冷暖和干湿变化。2.3 ka-现在,气候虽然在后期有所好转,但冷干程度不断加剧。
(3)青海湖地区的黄土较好的记录了该地区全新世以来环境变化特征并且很好的反映了极端气候事件。其中8.2 ka BP冷事件、全新世大暖期以及近千年以来的(中世纪暖期、小冰期)气候变化均在该区黄土中得到良好记录。在青海湖地区黄土记录的环境演化信息在发展序列和时间先后上都与湖相沉积物具有较好的可比性。
(4)根据黑马河剖面黄土底部分布的湖滨相、湖相沉积物,结合光释光测年结果,可以推断出青海湖曾在13-12 ka左右有过高湖面,但是最高湖面不高于3117m。