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全球环境系统变化是当今人类所面临的重大问题之一，尤其是气候变化引起了科学工作者的高度重视。为了避免气候剧变给人类生存环境带来严重的不利影响，了解并掌握气候的成因机制并予以准确预测，就显得极为重要与迫切。研究过去可以预测未来，追溯过去气候的变化规律，是探索气候自然变化的主要途径。把现代气候这一短暂的图景放在历史的长河中去衡量、比较，才有可能辨识任何显著的趋势或者周期。推动人们对现代气候的认识和对未来气候变化的预测，促进人类社会的可持续发展。因此，对古环境、古气候的研究具有重要的学术意义和现实意义。
本文受中国地质调查局“青藏高原新生代地质过程与第四纪环境演变综合研究”项目(项目编号：2006010028，2006～2010)资助，在分析归纳大量文献资料的基础上，选取目前较少报道的以Fe、Mn、As、Se等变价元素的赋存形态作为古气候变化示踪指标，以青藏高原吉隆盆地沃马剖面为研究区域，对地质样品元素形态分析方法进行了研究，并通过大量的分析测试数据，应用元素地球化学原理，对变价元素的不同赋存形态含量与古气候的关系进行了论述。其主要工作内容有：
1、研究了地质样品中元素价态分析方法，在大量实验的基础上建立了以Al2(SO4)3溶液为Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)提取试剂；以KH2PO4溶液为As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的提取试剂；以K2HPO4-KH2PO4溶液为Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)的提取试剂，并以火焰原子吸收光谱法和氢化物发生-原子荧光光谱法为检测手段的元素价态分析方法。
2、将所建立的分析方法应用于青藏高原吉隆盆地沃马剖面117件沉积物样品分析，获得了该剖面Fe、Mn、As、Se价态分析实验数据。
3、根据实验元素所提供的元素地球化学信息，采用比值、地质背景值、衬度系数等数据处理方法，使用多种变价元素指标初步建立起该区域古气候演化的三个阶段：
第Ⅰ阶段(602.9m-420.0m，约3.3-1.7Ma)风化作用较弱，气候处于干冷环境；
第Ⅱ阶段(420.0m-265.0m，约6.7-3.3Ma)风化作用加强，气候处于湿润环境；
第Ⅲ阶段(265.0m-12.3m，约10-6.7Ma)风化作用减弱，气候处于干旱环境。
4、本文提出的相关推断与常规古气候、古环境指标判别结果进行对比，获得了较好的一致性。验证了变价元素Fe、Mn、As相关价态提供的地球化学信息示踪本研究区域内古气候演化的可行性。
本文立足于分析化学、地球科学前沿，对利用多种交价元素赋存形态作为新的代用指标揭示古环境、古气候变化进行探索，为青藏高原吉隆盆地沃马剖面古气候变迁提供元素地球化学方面的证据，并为一步深入开展地质样品元素形态分析方法研究及古环境、古气候研究奠定了一定基础。