论文摘要
研究亚洲夏季风的时空变化特征对理解其行为、动力学机制以及对未来气候的预测至关重要。末次冰消期以来的高分辨率地质记录多来自我国中部和北部地区,而在南方热带和亚热带地区具有可靠年代约束的地质记录则相对较少。广东湛江湖光岩玛珥湖（21°9′N,110°17′E）作为雷琼半岛晚更新世形成的典型玛珥湖,因其沉积分辨率高和古环境信息丰富的特点而受到国内外古气候学者的持续高度关注。此外,目前在北半球报道的地磁场长期变化和古强度记录绝大多数来自于欧洲、北美和加拿大等高纬度地区,来自东亚和热带地区的可靠记录则较为缺乏。湖光岩沉积具有连续性好、岩性均一、磁性强等特征,是记录区域地磁场行为（包括地磁场方向和强度）和探讨全球地磁场行为机制的理想载体。本论文运用“芯杆活塞钻”在湖光岩水深13 m处钻取2只交叉岩芯,基于标志层、AMS 14C和210Pb/137Cs测年结果,获得了时间跨度为22 kyr的高分辨率拼接岩芯,对其开展了系统的岩石磁学、环境磁学、古地磁退磁及古气候指标测试分析。磁化率和微量地球化学测试结果显示:湖光岩岩芯样品的磁化率与中国黄土高原典型黄土样品相比明显要大很多,而与围岩磁化率较为接近;湖光岩沉积的稀土元素分配型式与围岩几乎一致,而与我国北方黄土呈现的Eu亏损、轻稀土相对富集和重稀土相对平缓的变化特征明显不同。以上证据足以表明湖光岩沉积物源主要为其周缘火山岩,而非北方干旱地区的风成堆积。详细的岩石磁学（包括热磁分析、磁滞回线分析、FORC图解分析和低温磁学分析）并结合扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射结果表明:湖光岩沉积物中的磁性矿物以超顺磁和假单畴（含钛）磁铁矿以及顺磁性菱铁矿（主要出现在新仙女木期和中、晚全新世等磁浓度较高阶段）为主,并可能含有少量的硫铁矿物。详细的环境磁学、孢粉和有机地球化学测试结果表明:由岩芯顶部向下磁信号呈阶段性逐步下降趋势,并与有机质含量呈显著的反相关关系,可能表明沉积后还原条件对磁性矿物的保存/溶解具关键作用。具体来说,在早全新世气候最适宜期（11,500-6500 yr BP）和B?lling–Aller?d（BA）暖期,热带和亚热带树种百分含量、总机质及硫含量最高,而Ti元素含量和磁浓度最低,磁性物质在强还原环境下被大量溶解,与该时段降雨量较大、湖面水位高和气候较为适宜的特征相一致;而在新仙女木（YD）冷期和中、晚全新世时期,磁浓度和Ti元素含量较高,有机质和硫含量显著降低,湖面水位较低和气候较为干旱,在弱还原环境下部分磁性矿物得以保存。将湖光岩16 kyr BP以来的古环境记录（孢粉、环境磁学和有机质含量）与我国南方石笋、极地冰芯、北方东亚季风区的古环境记录和北纬30o太阳辐射等对比发现:在亚轨道尺度上,湖光岩的古气候变化总体上与北纬30o夏季太阳辐射呈较一致的变化;在千-百年尺度上,湖光岩记录了末次冰消期以来的主要气候事件,包括BA暖期、YD冷事件和全新世以来的8个冷事件（分别对应于9.2,8.2,6.5,5.3,4.2,2.8,1.4和0.4 kyr BP）,而且以上8个干冷事件与Bond et al.（1997）在北大西洋发现的气候冷事件完全可以对应。因此,末次冰消期以来湖光岩沉积的古气候记录总体上反映了由太阳辐射控制并受到高纬度短尺度事件显著影响的亚洲夏季风历史。此外,湖光岩孢粉百分含量与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）指数的对比分析显示,从7 kyr BP开始,随着ENSO活动频次和强度的逐渐增加,湖光岩草本植物百分含量高而热带植物树种百分含量低的阶段基本上对应于ENSO活动频繁的时期,可能表明在年代际尺度上亚洲夏季风的变化与ENSO存在一定的关联性。对u-channel古地磁样品系统的交变退磁结果显示,湖光岩沉积记录了稳定可靠的原生剩磁方向,10 kyr BP来磁倾角长期变化曲线（PSV）与GEOMAGIA模型拟合结果可以较好对比,但沉积后还原过程在很大程度上影响了相对古地磁强度记录的可靠性,导致古强度记录并不理想。湖光岩PSV记录不仅可与东亚考古磁学、火山熔岩、海洋和湖泊沉积记录在磁倾角变化特征和幅度上具有较好一致性,而且总体上可与瑞士、芬兰、英国、大西洋西部、美国东部和加拿大东部等北半球湖泊记录进行对比,表明了PSV记录在北半球较大区域范围内的一致性。
论文目录
文章来源
类型: 博士论文
作者: 盛美
导师: 王喜生
关键词: 亚洲夏季风,末次冰消期,成岩作用,太阳辐射,地磁场长期变化,北半球
来源: 中国地质科学院
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 地质学,地球物理学
单位: 中国地质科学院
分类号: P318;P532
总页数: 110
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