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《Journal of Asian Earth Sciences》和《Quaternary Research》相继发表我院关于巢湖流域下蜀黄土物源、末次冰消期巢湖流域水文气候变化特征及机制等取得的最新进展
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所在栏目:新闻动态    发布日期:2017-09-27    阅读:650次
 
    中外学者对黄土沉积,尤其是黄土物源及古气候条件进行了大量研究,一系列的研究对象主要是关于中国西北干旱或半湿润大陆性季风区域。为了获得第四纪环境变化更加详实的信息,更全面地理解东亚季风活动及南侵,有必要进一步研究中国东部及南部湿润区风成沉积。长江中下游黄土-古土壤沉积是第四纪环境变化良好载体,记录了华东地区亚热带湿润气候变化的信息。近年来,调查研究长江中下游中晚更新世风成沉积成为全球变化研究热点之一。虽然中国南方黄土风成成因已经被广泛接受,但物源一直处在争议中。传统的、占主导的观点认为南方黄土物源主要来自于北方沙漠;而近年来中外学者对长江以南中晚更新世典型风成沉积物源开展的研究表明其物源主要来源于冰期暴露的长江河谷里细粒漫滩沉积物,但是关于长江中下游物源研究集中于江南地区,而江北区域中晚更新世风尘沉积物源还未得到有力的证实。
    近年来,我院高度响应中国地质调查局号召,在从事区域地质调查工作时,以图幅带专题研究相结合方法开展地质调查和综合研究工作。在上述背景下,我院管后春高级工程师等在中国地质调查局项目、安徽省公益性地质项目等资助下,对巢湖流域下蜀黄土进行了较为系统调查研究(图1、图2),将下蜀黄土磁化率、主量化学元素、粒度特征与西北黄土、镇江下蜀黄土、巫山黄土和宣城黄土进行了对比分析,研究了合肥盆地下蜀黄土类黄土-古土壤序列、经历的化学风化强度及其潜在的物源。研究结果表明,磁化率指示下蜀黄土记录了S3以来水文气候环境变化信息(图3);经历了中等-强烈化学风化强度(图4);地球化学、粒度及沉积速率等均显示合肥下蜀黄土物源有别于镇江黄土及西北黄土(图5),并从岩相古地理、古气候特征和Sr-Nd同位素特征探讨了淮河沿岸及淮北地区河流相、湖相及湖沼相细粒沉积物或许是其潜在的物源(图1、图6)。
    该成果为进一步开展中国南方风尘沉积物源研究提供了新的区域性研究载体、新证据,部分成果已发表在国际(英国)地球科学SCI期刊《Journal of Asian Earth Sciences》上(Houchun Guan, et al., 2016. Grain size, magnetic susceptibility and geochemical characteristics of the loess in the Chaohu lake basin: Implications for the origin, palaeoclimatic change and provenance, Journal of Asian Earth Sciences, 117: 170-183)。
     “将古论今”,揭示过去环境变化的规律和机制,是预测未来环境变化的有效途径。与末次冰期的气候相比较,末次冰消期以来的气候条件和现今及将来的气候环境更为相近,对其气候不稳定性的研究有助于预测未来气候的变化趋势,因而成为近年来研究的热点。无论是高原季风区河湖相沉积、西南季风区的高山湖泊沉积,还是东南季风区低纬度长江中下游石笋都清晰地记录了末次冰消期的不稳定水文气候事件,然而东南季风区中国中东部记录这些事件的湖相沉积却鲜见报道。究其原因,可能源于与以往所获取湖相沉积的年代控制、时间序列长度、分辨率等因素。
    在该背景下,近年来我院管后春高级工程师等在国家自然科学基金、中国地质调查局项目和安徽省公益性地质项目等资助下,对巢湖流域末次冰消期以来的沉积记录进行了较为系统专题调查研究(图7),在精确定年和高分辨率沉积物磁组构、磁化率、粒度、地球化学元素等环境代用指标研究的基础上,揭示了巢湖流域末次冰消期水文气候变化过程及潜在的其驱动机制。首次识别出与深海沉积和格陵兰冰芯可以很好对比的中国中东部湖相沉积记录的博令/阿勒罗德暖期事件(图8),该新发现对研究巢湖流域环境变迁及中国中东部湖泊沉积的全球变化响应有着重要的意义;针对钻孔中岩芯沉积相难以识别问题,利用沉积物磁线理、磁面理、磁化率各向异性度及磁基质颗粒度等很好地辨识出钻孔中的沉积相。
    该研究成果近期发表在国际(美国)地学SCI期刊Quaternary Research上(Houchun Guan et al., 2017. A multi-proxy lacustrine record of last deglacial?Cearly Holocene environmental variability in the lower Yangtze region from the Chaohu Lake Basin, eastern China. Quaternary Research, DOI: https://doi.org/10.1017/qua.2017.52)。
    

(基础地质调查所 汪雅菲)

 
图1 下蜀黄土研究区位置图
 
图2下蜀黄土年龄及岩性
 
图3下蜀黄土磁化率揭示的类黄土-古土壤序列
 
图4下蜀黄土化学风化程度
 
图5下蜀黄土物源特征
 
图6下蜀黄土Sr-Nd同位素特征
 
图7巢湖流域及标准钻孔位置图
 
图8标准钻孔揭示的巢湖流域末次冰消期水文气候变化及对区域和全球变化响应图
 
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