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西北地区尕海和博斯腾湖沉积记录的晚全新世风沙活动

2020-12-08阅读(544)

西北地区尕海和博斯腾湖沉积记录的晚全新世风沙活动

论文摘要

沙尘天气及其产生的气溶胶不仅影响人类的生产生活,也对全球气候系统有重要意义。中国西部内陆沙漠地区是全球风沙活动最强烈地区之一,然而,晚全新世以来有连续地层、可靠测年的高分辨率的风沙活动记录相对缺乏。本文以位于青藏高原东北缘的尕海以及位于塔里木盆地北缘焉耆盆地的博斯腾湖为研究对象,以尕海沉积记录研究为主,博斯腾湖沉积物记录研究为辅,重建了区域的风沙活动历史。两个湖泊各具特色,尕海是以地下水和雨水补给的面积较小并沉积连续的内陆封闭湖泊,在过去几千年湖区降水较少,植被覆盖低,湖西侧有活动沙丘分布,受北方季节性冷空气影响大,大风频率高;而博斯腾湖位于干旱区的焉耆盆地,降水稀少,两个湖泊及其钻孔周围均有沙丘或沙地分布,是研究风沙活动理想材料。为了重建尕海地区风沙活动历史序列,对GH15B钻孔岩芯及尕海湖边浅滩样、沙丘样、冰面不同位置的沙尘样品进行粒度分析,辅以扫描电镜得到的颗粒微形态证据,理解其现代沉积过程。在尕海湖钻取两支分别长为210 cm（GH15B）和40 cm（GH17B）的钻孔岩芯,利用AMS14C、210Pb和137Cs定年方法建立可靠的时间序列。通过利用粒级-标准偏差模型和端元模型分析（End Member Model Analysis,EMMA）提取钻孔沉积物中对环境变化敏感的粒度组分,选取组分3（>63.24μm）和（EM2+EM3）组分含量重建了近3750 cal yr BP以来的风沙活动历史。结果显示:37502500 cal yr BP为风沙活动低频发生阶段,2500700 cal yr BP较上一阶段风沙活动频率和强度显著增加,700250 cal yr BP风沙活动为整个晚全新世发生频率最高且强度最大的时期,250 cal yr BP以来,风沙活动发生强度迅速减弱。1000年来风沙活动历史有明显的四个高值时段:12701305 AD、13401440 AD、14901510 AD、16501760 AD。另外,博斯腾湖重建结果表明:280410 AD和13201800 AD两个时段风沙活动最强,4101320 AD风沙活动最弱,而70280 AD和1800 AD以来两个时段风沙活动整体表现为较弱。在风沙活动重建基础上,展开对风沙活动的发生机制与规律进行探讨,初步结论如下:（1）尕海和博斯腾湖湖泊沉积物记录的区域风沙活动历史表明在百年-十年尺度上,研究区的风沙活动强度主要与温度相关,低温导致的西伯利亚高压增强使得地表风速增大。（2）尕海湖泊沉积物记录的风沙活动强的时期与与石笋氧同位素记录的弱夏季风时期一致,表明低温抑制了夏季风的强度,降水减少可能进一步导致季风边缘区强的风沙活动。（3）温度重建结果显示青藏高原于1735 AD开始增温,使尕海湖泊沉积物记录的风沙活动则在18世纪中期就显示出同步减弱态势,说明高原风沙活动可能与高原增温有密切联系,因而,未来全球变暖的背景下,区域风沙活动可能会减弱。（4）通过与对比发现,全新世晚期,在长尺度上中国北方地区、东部地区与青藏高原地区粉尘活动有增强的趋势,而新疆和中亚地区却表现并不显著,可能与西风区变湿有关。长期增强的风沙活动与全球气温持续降低之间可能存在一个正反馈机制。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 风沙活动概述
  •   1.2 粉尘的研究概述
  •     1.2.1 粉尘的气候效应
  •     1.2.2 粉尘的地质记录
  •   1.3 湖泊沉积物粒度分析方法
  •     1.3.1 粒度基本概念
  •     1.3.2 粒度分析方法
  •   1.4 选题依据和意义
  • 第二章 研究区概况
  •   2.1 青海湖盆地自然地理概况
  •   2.2 尕海概况
  •     2.2.1 区域位置
  •     2.2.2 水文特征
  •     2.2.3 气候特征
  •   2.3 博斯腾湖区域概况
  • 第三章 材料与方法
  •   3.1 样品采集与野外工作
  •     3.1.1 钻孔岩芯样品获取
  •     3.1.2 现代表层样品采集
  •     3.1.3 岩芯特征描述
  •     3.1.4 BH08B钻孔岩芯样品获取
  •   3.2 古环境代用指标
  •     3.2.1 粒度测试及环境意义
  •       3.2.1.1 粒度测试
  •       3.2.1.2 环境意义
  •     3.2.2 电镜测试与意义
  •       3.2.2.1 电镜测试
  •       3.2.2.2 环境意义
  •     3.2.3 岩芯元素扫描及环境意义
  •       3.2.3.1 岩芯元素扫描
  •       3.2.3.2 环境意义
  • 第四章 结果与分析
  •   4.1 年代学结果
  • C测年与碳库效应'>    4.1.1 AMS14C测年与碳库效应
  • C测年结果'>    4.1.2 GH15B岩芯AMS14C测年结果
  • Pb与（137）Cs定年'>    4.1.3 （210）Pb与（137）Cs定年
  • Pb、（137）Cs测年结果'>    4.1.4 GH17B岩芯（210）Pb、（137）Cs测年结果
  •     4.1.5 BH08B岩芯测年结果
  •   4.2 粒度结果分析
  •     4.2.1 GH15B钻孔沉积物和现代表层样品粒度结果分析
  •       4.2.1.1 GH15B钻孔粒度基本特征结果分析
  •       4.2.1.2 尕海湖表层样品粒度基本特征结果分析
  •     4.2.2 GH15B钻孔粒级-标准偏差分析
  •     4.2.3 GH15B钻孔粒度端元分析
  •   4.3 电镜证据分析
  •   4.4 岩芯元素扫描结果分析
  •   4.5 博斯腾湖粒度分析结果
  •   4.6 风沙活动指标的提取
  •     4.6.1 尕海风沙活动指标提取
  •     4.6.2 博斯腾湖风沙活动指标提取
  • 第五章 全新世晚期风沙活动历史重建
  •   5.1 尕海地区风沙活动历史重建
  •   5.2 博斯腾湖地区风沙活动历史重建
  • 第六章 讨论
  •   6.1 风沙活动驱动机制探讨
  •     6.1.1 影响西北内陆风沙活动的主控因素
  •       6.1.1.1 尕海风沙活动历史与GH15B孔气候指标对比结果
  •       6.1.1.2 博斯腾湖风沙活动历史与本湖气候指标对比结果
  •       6.1.1.3 尕海风沙记录与其它气候指标对比结果
  •     6.1.2 1000AD以来风沙活动
  •       6.1.2.1 尕海1000 AD以来风沙活动历史重建及发生机制
  •       6.1.2.2 青藏高原气候变暖导致风沙活动减弱
  •   6.2 区域对比
  • 第七章 结论与展望
  •   7.1 结论
  •   7.2 展望
  • 参考文献
  • 在学期间的研究成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 周刚平

    导师: 黄小忠

    关键词: 尕海,博斯腾湖,风沙活动,晚全新世,端元分析

    来源: 兰州大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地质学

    单位: 兰州大学

    分类号: P512.2;P532

    总页数: 79

    文件大小: 4501K

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