一、Problems of the magnetic susceptibility signature as the proxy of the summer monsoon intensity in the Chinese Loess Plateau(论文文献综述)
刘硕,迟云平,郝冬梅,谢远云,康春国,吴鹏[1](2021)在《中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、地球化学和总有机碳记录》文中研究表明哈尔滨黄土位于松嫩平原东北部,处于欧亚大陆中纬度干旱—半干旱地带的东部边缘,是季风和非季风区的过渡地带,对季风气候的变化非常敏感。然而,由于沉积档案露头的缺乏,使得该地区的气候变化研究极为薄弱。为此,我们对哈尔滨黄土进行了磁化率、总有机碳(TOC)和地球化学测试,并结合小波分析,对松嫩平原中更新世以来的夏季风演变及其控制机制进行研究。结果表明,中更新世以来松嫩平原的夏季风演化分为两个阶段:1) 460~180 ka时期,哈尔滨黄土较低的化学风化程度和TOC值指示了弱的夏季风强度;另外,在此时期还存在3个次一级的夏季风的微弱增强,叠加在夏季风强度偏弱这一大趋势之上。2) 180 ka~至今,哈尔滨黄土—古土壤序列的磁化率、化学风化程度和TOC值呈现出逐渐增大的趋势,表明东亚夏季风强度逐渐增强。通过哈尔滨黄土与邻区赤峰黄土和黄土高原洛川黄土的磁化率和粒度综合对比分析,表明松嫩平原首先响应间冰期夏季风主导的温度升高及降水增加带来的气候变化,但这种响应的持续时间偏短;哈尔滨黄土记录了360~340 ka和280~250 ka两次显着的夏季风减弱的气候现象,这是全球气候和区域环境变化综合作用的结果。小波分析结果表明,哈尔滨黄土—古土壤序列磁化率小波变换的主导周期为98 ka(100 ka),结合海平面温度、全球CO2浓度、60°N太阳辐射量、深海氧同位素综合对比分析,表明松嫩平原夏季风演化主要受全球冰量驱动;36 ka和44 ka(40 ka)倾角周期以及最低振荡29 ka周期的出现,表明倾角驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原夏季风起到微弱调控作用,而岁差驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原影响较小。
方正坤[2](2021)在《黄土高原东部上新世红粘土序列GDGTs组成与古气候研究》文中研究说明近几年来,全球气候发生了很多有害变化,包括全球变暖、冰川融化、海平面上升等。这些气候的发生,对我们人类社会以及人类赖以生存的地球生态系统造成了严重的负面影响,因此,环境问题受到了广大学术界的重点关注。上新世(5.3-2.6Ma)是全球平均温度以及大气二氧化碳浓度,大陆构造和海洋深度与现代最为相似的一个持续温暖期,同时中国黄土高原上新世的古季风变化是上新世古环境气候主要组成之一,因此重建上新世的古气候演化特征、过程以及其驱动机制被认为对预测近未来全球变暖气候起到至关重要的作用。过去几十年,学者们主要通过磁化率与粒径、孢粉学、碳酸盐含量、铁元素等多项研究来解释东亚季风降水的变化。然而,可能由于不同气候替代指标对于温度和降水的敏感性不一样,或者一个指标同时被温度和降水影响等原因,所得结果往往存在差异,引起巨大争议。因此,本论文我们首次将甘油二烷基甘油四醚膜类脂物(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,也称为GDGTs)在中国黄土高原石楼红粘土序列中应用,通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)对红粘土中的GDGTs化合物进行检测,讨论GDGTs的组成分布特征,并且将之前学者们提出的,针对其他地质载体的GDGTs气候代用指标公式应用于石楼红粘土中,结合前人给出的石楼红粘土磁性年代学年龄,讨论MATmrs、Ri/b以及BIT公式的适用性,重建上新世研究区的古气候变化,并且综合讨论影响干湿程度变化的可能驱动机制。具体结果如下:(1)石楼红粘土剖面几乎检测到了所有的GDGTs化合物,其中细菌brGDGTs化合物含量更高,约为古菌iso GDGTs的1.84倍。古菌iso GDGTs中主要以cren和GDGT-0为主,GDGT-1次之,GDGT-2,GDGT-3以及cren’化合物含量较低。细菌brGDGTs包括Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅲa、Ⅲb以及6-甲基的异构体Ⅱa’、Ⅱb’、Ⅱc’以及Ⅲa’、Ⅲb’化合物,其中以Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱa’、Ⅱb、Ⅱb’、Ⅲa、Ⅲa’为主,其余化合物含量较低,Ⅲc、Ⅲc’低于检测线水平。(2)石楼红粘土剖面中不同GDGTs浓度随着时间的变化很强烈,而GDGTs化合物的组成与分布变化主要由于受大气温度、土壤p H以及含水量等因素控制的产GDGTs微生物群落的变化,说明合成GDGTs化合物的微生物对这些环境变化的敏感度极其强烈,支持了利用红粘土中GDGTs化合物重建古气候环境变化的使用性。(3)细菌brGDGTs以及古菌iso GDGTs浓度变化趋势相似,并且在上新世期间出现明显的阶段性:5.2~3.7Ma,两种GDGTs总浓度变化较大,含有多个高峰;3.7~3Ma,两种GDGTs总浓度稳定并且保持较低值;3~2.6Ma,两种GDGTs的总浓度出现极高值。(4)前人基于细菌brGDGTs所建立的所有温度代用公式中,经过评估,MATmrs公式可以被用在石楼红粘土GDGTs数据中。但是利用该代用指标恢复的上新世古环境变化,与上新世全球逐渐变冷趋势相反,不能被用来反映石楼地区古温度变化。本文以及前人在中国黄土高原中黄土-古土壤以及红粘土序列中,利用brGDGTs相关古温度代用公式获得的温度与同剖面磁化率变化非常一致,故brGDGTs相关古温度代用公式可能指示了其他环境因素,如古地磁变化。(5)根据Ri/b指标和BIT指标重建的石楼红粘土剖面上新世古气候变化情况,大致可以将上新世干湿变化分为以下四个阶段:第一个阶段从5.2到4.7Ma,研究区干旱潮湿环境变化频率很大;第二个阶段从4.7到3.7Ma,亚洲干旱程度的增强,出现了多次极端干旱事件;第三个阶段从3.7到2.9Ma,潮湿度增加并且保持稳定;最后一个阶段为2.9到2.6Ma,研究区再次出现干旱化。根据前人对石楼同一剖面的磁化率以及粒径重建的古环境对比,发现我们重建的该地区干湿变化能很好地对应上古东亚季风变化。(6)将Ri/b指标和BIT指标重建古干湿变化情况与同一剖面磁化率、粒度,黄土高原临近研究区其他红粘土剖面的磁化率、孢粉、蜗牛化石、Rb/Sr以及Zr/Rb数据、正构烷烃数据以及东亚季风指标进行比对,发现他们之间存在很好的一致性。同时,磁化率、粒度指标并没有指示出Ri/b指标指示出的极端干旱事件,说明Ri/b指标在恢复干旱事件时的精确性。(7)本文重建的研究区上新世古干旱/潮湿演化很好地对应上青藏高原快速抬升和巴拿马海峡闭合的构造活动事件,并符合全球冰量增加,同时与上新世暖期ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)现象影响的赤道太平洋温度差异改变很好匹配。其中,4.7~3.7Ma的极端干旱事件主要受控于ENSO事件,3.7Ma之后的湿度骤变主要由青藏高原迅速抬升影响,4.7Ma之后湿度增加也受到巴拿马海峡闭合的影响,并受控于全球冰量增加。
荆雪媛[3](2021)在《旬邑红粘土序列记录的东亚古季风和古环境变迁 ——基于岩石磁学和磁组构特征》文中提出新近纪时期的亚洲大陆,主导气流逐渐由行星风系主控阶段过渡并转换到季风风系主控阶段,而青藏高原抬升导致的气压梯度力显着性增大,进一步加强了大尺度海陆能量交换的亚洲古季风。我国黄土高原地区广泛分布的连续且稳定的红粘土沉积序列记录了亚洲大陆晚新生代气候环境演变的过程,通过各种研究手段挖掘其蕴含的古气候及环境信息,可以揭示我国晚新生代古气候和古环境的演化机制。地处黄土高原中部的旬邑地区发育有沉积连续、层位清晰、岩性稳定、产状水平、露头良好、富含哺乳动物化石的晚新生代风成红粘土沉积序列,是挖掘晚新生代亚洲内陆乃至全球古气候信息的重要试验场。前人以位于旬邑北部的下墙风成沉积序列为研究对象,通过生物地层学和磁性地层学为其建立了可靠的年代学框架,并从磁化率、粒度、地化和微形态特征等方面还原了旬邑红粘土沉积期的古气候和古环境。然而,对旬邑红粘土所反映出的东亚季风变迁史的研究并未展开,对古环境演变史的研究可进一步加强。因此,本次研究工作将基于前人的研究成果,引入岩石磁学和磁组构研究方法从微观角度去挖掘旬邑红粘土蕴含的东亚季风变迁史和古环境演化史。三轴等温热退磁和K-T实验结果表明,旬邑红粘土中所含有的磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并含有针铁矿。该剖面含有的磁性矿物的种类与黄土-古土壤序列和其他红粘土剖面一样。而以亚铁磁性矿物、具有形状各向异性的磁铁矿为主导,并作为磁化率最主要贡献者,为AMS的引入重建古风向提供了科学的支持。旬邑上墙剖面的磁组构参数反映整个红粘土剖面的磁化率椭球体都为饼状,磁面理F比磁线理L发育,符合弱动力搬运特征。该参数还反映了旬邑上墙红粘土主要是以风成为主,沉积环境总体稳定,但是在气候转型期存在的不稳定的沉积环境或者降水的不稳定性影响到了磁性矿物的定向排列,造成磁各向异性的不稳定,在磁组构参数异常处表现出较大的波动。旬邑上墙红粘土剖面的AMS参数很好地记录了约5.9-2.6Ma以来东亚季风的演化信息,对比获得的年代学结果和AMS参数显示,东亚季风在5.9Ma已经形成,并对研究区的古气候和古环境产生明显的影响。在5.9-2.6Ma期间,冬季风携带来的粉尘物质为旬邑上墙红粘土提供了物源,并在5.9-4.3Ma期间强度较小。4.3-2.6Ma之间,冷干的冬季风加强明显,并占主导地位,造成气候在4.3-2.6Ma期间的逐渐干冷化。在5.9-4.3Ma期间,冬季风的强度在此时较为弱小,夏季风强度要明显大于冬季风,不断增强的夏季风为旬邑地区带来丰富的热量和丰沛的降水,使得该地由湿热下的冷干转变为完全的湿热气候。AMS分析出来的亚洲古季风风向和强度的变化所反映的古环境信息与薛祥煦等(2001)通过磁化率、地球化学手段分析的结果一致。
任雪萍[4](2021)在《柴达木盆地晚新生代古气候和化学风化研究》文中认为解析构造-气候相互作用过程和机制是当前地球科学领域极富挑战性的科学问题之一。其中,区域/全球气候与青藏高原隆升之间的关系是研究构造-气候相互作用这一科学问题的典型案例。青藏高原隆升不仅对亚洲季风的形成演化产生了重大影响,而且高原隆升能通过增强硅酸盐化学风化,进一步降低大气二氧化碳浓度,导致全球气候变冷。因此,在青藏高原东北缘地区获取可靠的长序列气候变化历史和硅酸盐化学风化记录是全面理解上述难题的一个重要途径。柴达木盆地是青藏高原东北缘典型的新生代沉积盆地,既处于构造活跃区,又位于西北内陆干旱区、东亚季风区和青藏高原高寒区的交汇地带。同时,盆地内发育巨厚且基本连续的富含古生物化石的新生代河湖相地层,比较完整的记录了新生代气候变化、构造变形和化学风化信息,是解决上述问题的理想地区。本文选取柴达木盆地东北部出露较好的大红沟剖面,在已有磁性地层年代框架的基础上,运用环境磁学和元素地球化学指标分别进行古气候和硅酸盐化学风化强度研究,利用重矿物组合结合前人发表的碎屑锆石U-Pb年龄谱和古流向证据讨论祁连山构造隆升历史。最后,综合对比分析古气候、化学风化记录和构造隆升历史,探讨晚新生代亚洲古气候演化和硅酸盐化学风化的驱动力,进一步理解构造-气候相互作用过程。通过研究,本文得到以下主要结论:(1)大红沟剖面环境磁学指标-频率磁化率/高场等温剩磁(χfd/HIRM)记录的柴达木盆地降水在17-14 Ma和11-5 Ma时期发生增强,与黄土高原和南海地区记录的东亚夏季风降水变化相似,说明柴达木盆地在此期间受到东亚夏季风降水影响。(2)通过对大红沟剖面全岩和分粒级(0-5,5-20,20-63和>63μm)元素地球化学研究发现,在17-14 Ma期间,大红沟剖面记录的化学风化强度相对较强,14 Ma以来风化强度呈现逐渐降低的趋势。(3)利用大红沟剖面重矿物组合,并结合前人的碎屑锆石U-Pb年龄谱和古流向等数据进行物源分析发现,大红沟剖面物源在~19 Ma、~11 Ma和~8 Ma发生了三次转变,表明祁连山可能在~19 Ma发生轻微抬升,在~11 Ma和~8 Ma发生快速抬升。(4)综合对比晚新生代夏季风演化记录、同期构造事件和全球气候记录,发现中中新世暖期(17-14 Ma)夏季风降水增强与全球气候暖期对应,支持高的二氧化碳浓度是该期夏季风降水增强的主要原因;晚中新世时期(~11-5 Ma)和晚上新世时期(4-2.7 Ma)夏季风降水增强与高原东北缘构造活动时间一致,支持夏季风增强可能主要受青藏高原隆升驱动。(5)综合对比晚新生代化学风化强度记录、全球气候(深海δ18O和海表温度)和构造隆升事件,发现中中新世以来硅酸盐化学风化强度与全球变冷记录变化相似,表明全球温度是控制硅酸盐化学风化强度的主要因素。
金雅琪[5](2021)在《黄土高原泾川红粘土晚中新世以来地球化学记录的环境演化》文中进行了进一步梳理我国黄土高原的风尘沉积序列蕴含着丰富的古气候环境信息,是良好的记录环境演化的载体。对于黄土高原沉积序列前人已经取得了丰富的研究成果,认为黄土-古土壤和红粘土同属风成成因,相对而言黄土高原古气候环境演化的研究更多集中于上覆黄土-古土壤沉积序列中,而下伏红粘土研究相对不多。本文通过实验获得了泾川红粘土剖面的微量元素、碳酸盐碳氧同位素、矿物含量等特征,结合前人研究成果选取了多种环境替代指标进行综合分析,对黄土高原泾川红粘土晚中新世以来地球化学所记录的环境演化进行了研究,得到以下结论:(1)根据磁化率曲线的变化趋势,与前人已建立起古地磁年代的泾川、灵台红粘土剖面磁化率特征进行对比,间接获得了泾川红粘土的年代序列为7.1~2.58 Ma。(2)通过泾川红粘土稀土元素地球化学特征研究发现,新近纪红粘土与第四纪黄土-古土壤沉积序列具有相似的元素配分模式,与上地壳平均成分十分接近,表明它们的物质均来自黄土高原上风向广阔的荒漠区域,反映了红粘土与黄土古土壤成因上的相似性,支持了红粘土为风成成因的观点。(3)综合对微量元素、同位素、矿物含量指标的分析,将晚中新世以来泾川红粘土记录的气候环境变化分为以下阶段:7.1~5.5 Ma,气候表现为新近纪整体温暖背景上的相对干凉阶段,冬、夏季风都比较弱;5.5~4.8 Ma,为整个红粘土沉积时期最温暖湿润的时期,夏季风不断加强,成壤作用增强,冬季风减弱到最低;4.8~3.4Ma期间冬夏季风较稳定,气候较温和,相对前一时期蒸发作用较强烈,相对较干旱,总体处于一个较温暖半干旱的时期;3.4~2.8 Ma期间冬、夏季风同步增强,季节性变化加强;2.8~2.58 Ma期间,开始进入晚新生代北半球大冰期,冬、夏季风进入此消彼长的东亚季风盛行期,气候也由新近纪的整体温暖向第四纪的温湿干冷交替过渡。同时认为,青藏高原的隆升与北极冰盖的演化可能是控制新近纪气候环境变化的主要因素。(4)3.4 Ma时冬夏季风均加强且季节性变化显着,这可能是与青藏高原在3.4 Ma开始整体隆升有关,一方面青藏高原的构造隆升切断了印度洋向中国中西部的水分来源,加速了亚洲内陆的干旱化,另一方面加强了季风环流,降雨的季节性分配更显着。(5)本次泾川红粘土剖面中原白云石的存在,揭示了泾川红粘土为温暖和季节性干旱气候条件,表明红粘土沉积时期主要是以强降雨量和强蒸发量为组合的长干短湿的干暖气候。
卢佳仪[6](2020)在《中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制》文中研究表明亚洲季风是全球气候系统的重要组成部分,解密它的时空演变规律对人们全面理解不同时间尺度下的全球气候变化具有重要意义。尤其是晚新生代东亚季风的形成与演化无论对区域性还是全球性气候均产生了重要影响。长期以来,对东亚季风轨道尺度上的演化研究众多,而对构造尺度上季风的演化相对较少,且多聚焦于黄土高原、青藏高原和中国南海等区域。中国东部地区因地表覆盖而缺乏长时间尺度的沉积露头剖面,新近纪以来的古气候演化研究一直是个薄弱环节。虽然晚新生代以来东亚季风在构造时间尺度上的演化被认为与青藏高原隆升有关,但有关季风演化的机制目前仍存在很多争议。特别是,与季风相关的干湿古气候在中国东部地区的空间变化规律还不清楚,它是否与现代干湿气候一样存在巨大的空间差异(如,中国东部降雨两极或三极模态)?如是,那么驱动机制又如何?这些问题都有待于深入探讨。同时,伴随着新近纪气候变化,陆地生态系统也出现了重大的转变,尤其是新生代晚期C4草原的出现使C3植物被C4植物大规模取代,草原生境在全球范围内得到了极大的扩张。有关C4植物在中新世的第一次扩展事件已经有了大量的深入研究,人们对这次事件从低纬度向中高纬度的扩张过程的基本框架已经建立。但是,有关东亚地区晚中新世以来的C4植物是否存在第二次扩张事件还不清楚。如有,具体机制又是如何?它与第一次扩展事件有哪些不同点?这些问题都有待于深入探讨。近年来,基于区域地质调查工作的不断发展,在中国东部第四纪强烈覆盖区也获得了晚中新世(ca.8 Ma)以来连续沉积的钻孔岩芯,这为研究中国东部晚中新世以来干湿古气候的变化创造了很好的条件,使得我们能更全面地揭示东亚季风区干湿古气候的演化规律,并为深入探究其驱动机制提供了关键素材。同时,分子古气候代用指标的不断突破也为建立干湿古气候的时间演化序列创造了条件。尤其是来源于微生物细胞膜的甘油二烷基链甘油四醚化合物(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,简称GDGTs),因其在各个环境中分布广泛,且对环境变化响应灵敏,被广泛应用于古环境古气候重建的研究中。所以利用微生物脂类GDGTs的指标重建东亚季风演化具有积极的意义。中国东部长时间尺度钻孔沉积多为河湖相沉积,基于GDGTs化合物的众多指标中,能用于长尺度河湖相干湿古气候重建中的指标须在现代河湖相沉积环境中进行验证其可靠性。本研究从现代河流-湖泊沉积环境入手,选择青海湖等对干湿古气候比较敏感的地区为现代过程研究对象,分析基于GDGTs构建的各指标在现代河流和湖相中的变化及控制因子,选出可靠的干湿古气候指标,再用于中国东部华北平原和苏北平原晚中新世以来的河湖相钻孔中以重建干湿古气候演化。同时,利用有机碳同位素检测方法重建了晚中新世以来中国东部的植被演化。论文取得的主要创新性认识概况如下(部分研究成果已经发表在国际刊物上):1.依据微生物GDGTs现代过程调查,提出了河湖相的干湿古气候代用新指标。通过对干湿气候极其敏感的青海湖地区湖泊沉积物、河流沉积物以及周围土壤中GDGTs化合物的检测,分析了古菌isoGDGTs化合物和细菌br GDGTs化合物在不同沉积环境中的变化规律,讨论了基于GDGTs构建的各古气候重建指标与环境因子间的关系。古菌isoGDGTs在河流和湖泊中的变化较细菌br GDGTs的变化更有规律,且基于isoGDGTs建立的指标GDGT-0/Cren与湖泊水深之间存在显着相关性,可作为可靠的干湿古气候重建指标。而细菌br GDGTs化合物构建的指标在河湖相环境中变化复杂,且受控因子众多。例如,能反映p H的CBT指标在河流沉积物中被发现与盐度有关;能用于重建温度的MBT’指标在湖泊环境中显示出与水深有关等。这使得基于br GDGTs构建的古环境指标在长尺度河湖相沉积中的应用受到很大限制,而GDGT-0/Cren指标原理更清晰,受控因子单一,在河湖相干湿古气候重建中显示出明显优势。在此基础上,综合全球已经报道的湖泊沉积物(包括部分中国东部地区的湖泊沉积物)和泥炭地的GDGT数据,进一步支持了GDGT-0/Cren指标可以作为陆地水体环境的干湿古气候代用指标。2.发现了中国东部晚中新世以来构造时间尺度的干湿古气候呈现出三极模态的空间变化,提出了赤道太平洋海温梯度的驱动机制。通过对华北平原天津G3钻孔(8 Ma至今)和苏北平原盐城ZKA4钻孔(~7.6 Ma)河湖相沉积物中GDGTs化合物的测试分析,利用新发现的古气候指标GDGT-0/Cren和以前建立的Ri/b指标重建了晚中新世以来中国东部北方的干湿古气候变化。华北平原以及苏北平原的分子记录显示,晚中新世至早上新世气候干旱,降雨量少;自上新世早期(约4.2~4.5 Ma)起东亚夏季风(EASM)显着增强,季风降水突然增加,气候变湿润,直至现在。这种以早上新世为界的干湿古气候变化规律与黄土高原及中国南海的记录一致,而与中部长江中下游的记录相反,即晚中新世到早上新世华北及南海中南部气候干旱(-),而长江中下游和南海北部气候湿润(+);早上新世4.2 Ma之后这种模式发生反转。因此本研究认为自晚中新世起,中国东部的降雨模式呈现出南北一致而中部相反的“类三极模态”,且这种降雨模式在早上新世4.2 Ma左右发生反转,即从“-,+,-”变成“+,-,+”模式。根据中国东部现代年际和年代际降雨分布模式以及结合早上新世全球古气候记录,本研究认为早上新世4.2 Ma左右中国东部降雨的“三极模态”发生的原因主要由赤道太平洋纬向和经向海温梯度自早上新世开始显着增加,导致西太平洋菲律宾上空对流活动增强所导致。此外,增强的Hadley环流以及Walker环流从赤道热带通过极地向的运输使得向北传播的水汽增多对早上新世以来东亚夏季风的增强也有所贡献。微生物脂类指标所揭示的中国东部构造时间尺度干湿古气候的这种三极模态空间变化及其驱动机制进一步得到了古气候模型模拟结果(由国外合作者完成)的支持,但这一驱动机制与本课题组之前报道的中国东部千年时间尺度三极模态干湿古气候的驱动机制(Zhang et al.,2018,Science)有较大差异。3.依据分子地球生物学记录,发现了C4植物在早上新世出现晚新生代以来的第二次扩张事件,提出了大气CO2浓度的驱动机制。通过对华北平原G3钻孔以及苏北平原ZAK4钻孔中全岩有机碳同位素进行分析,重建了中国东部晚中新世以来C3/C4植物演化历史,并与东亚其它地区以及全球各大陆同时期植被记录进行对比,深入探讨了影响C4草本扩张的机制。天津G3钻孔的有机碳同位素显示出在4.1 Ma左右出现明显正偏且波动剧烈,盐城ZKA4钻孔的有机碳同位素显示在4.5 Ma左右出现明显正偏。两根钻孔的数据较为一致的指示了早上新世中国东部有一次明显C4草本扩张事件。这次C4草本扩张事件同样在黄土高原土壤碳酸盐碳同位素研究中也有记录,说明具有区域性特征。进一步综合全球数据发现,早上新世的这次C4草本扩展事件在非洲、西亚、澳大利亚、北美和南美同时期碳同位素记录均有显示。由此提出了早上新世的C4草本扩张是一次全球性事件,且与晚中新世的第一次全球C4扩张事件是相互独立的。虽然晚中新世的C4扩张被认为可能与干旱化增强和火灾变多有关,但这并不能解释早上新世的C4草本扩张。本研究结合早上新世全球古气候记录,推测这次全球C4扩张事件主要由大气CO2分压的长期降低所引起的。这一推论得到了光量子产率模型的支持,该模型显示,在早上新世,随着大气CO2分压以及温度的降低,很多地区的气候条件越过了有利于C4草本生长的阈值,特别是在如华北平原、苏北平原这样的中纬度地区,因此C4草本出现了再一次大规模的扩张。
达佳伟[7](2020)在《基于黄土高原成壤碳酸盐的古大气二氧化碳浓度定量重建研究》文中研究说明大气CO2是全球气候变化的重要驱动因子。工业革命以来,人类活动导致以大气CO2为代表的温室气体浓度持续攀升,远超过去80万年大气CO2浓度(p CO2)的变化范围(180-280 ppm)。相比于器测记录,古气候记录可以提供更长时间尺度上地球系统对各个驱动因子的响应信息,帮助改善气候模型,使其更好地预测未来全球气候变化。晚新生代板块构造等边界条件与现今类似,同时已有的p CO2重建记录与现今水平相似,被视作理想的气候类比期。然而,该时期的p CO2重建记录主要基于海洋沉积物指标,且不同指标的重建结果存在明显差异,影响到大气CO2含量变化机制及其古气候效应的理解。古土壤CO2气压计基于成壤过程中形成的次生碳酸盐(成壤碳酸盐),被广泛应用于各个地质历史时期的p CO2重建工作中。然而,由于土壤呼吸作用产生的CO2浓度(S(z))这一关键参数一直缺乏有效的限定方法,气压计方法存在着较大误差。我国黄土高原风尘堆积序列中广泛分布有成壤碳酸盐。黄土高原成壤碳酸盐δ13C记录在过去主要被用来重建C4植被及东亚夏季风演化历史。然而已有的成壤碳酸盐与有机质δ13C记录显示,二者时空分布存在差异,暗示了大气CO2对研究区成壤碳酸盐δ13C值的潜在影响。本研究通过对黄土高原现代土壤观测和古土壤δ13C记录的系统调查,结合多种矿物学地球化学手段,定量评估了成壤碳酸盐δ13C值受控因素。在此基础上,本研究通过建立古土壤S(z)定量模型降低了气压计方法误差,并开展了古大气CO2浓度定量重建工作。本次研究得到以下主要成果与结论:1)传统气压计方法采用钙结核作为研究对象。然而,由于黄土中钙结核形成深度大,且在古土壤序列中不连续分布,无法进行高精度古气候重建。本文首次选取不含白云石的古土壤全岩碳酸盐样品作为研究对象。这类全岩样品中的细颗粒碳酸盐以针簇状方解石为主要形态,属于典型成壤碳酸盐。其形成深度浅,在古土壤序列中连续分布,是重建连续古大气CO2记录的理想材料。2)黄土高原古土壤成壤碳酸盐与有机质δ13C值的时空分布差异广泛存在,暗示了成壤碳酸盐δ13C值并不仅仅受控于区域植被类型。现代土壤CO2观测数据与古土壤δ13C记录的结果表明,在黄土高原干旱-半干旱气候条件下,较低的土壤生产力(低S(z)水平)导致大气CO2在土壤中的相对占比升高,对成壤碳酸盐δ13C值产生重要影响。基于土壤CO2两端元混合模型的计算结果显示,大气CO2在成壤碳酸盐形成时期的土壤CO2系统中占据重要比例(10-50%)。3)黄土高原地区现代土壤CO2通量数据与降水量呈现显着相关性,暗示了研究区S(z)主要受控于夏季风降水强度。过去80万年间冰期古土壤全岩磁化率值与土壤S(z)水平也存在显着相关性。运用磁化率-S(z)模型可以有效限定古土壤S(z)值,降低古土壤CO2气压计方法误差。4)基于磁化率-S(z)模型与早更新世古土壤样品,本研究进一步使用古土壤CO2气压计方程估算了早更新世间冰期大气CO2浓度。结果显示早更新世p CO2整体处于180-300 ppm之间,与最近发表的南极早更新世“蓝冰”冰芯p CO2记录相近,表明更新世以来全球气候系统一直在低大气CO2水平下运行。
万琳琪[8](2020)在《黄土高原2.6Ma以来伊利石结晶度变化及其古环境意义》文中研究说明黄土高原完整的黄土-古土壤序列记录了2.6Ma以来的丰富的古气候信息,为研究第四纪古环境与古气候变化提供了很好的研究材料。黄土中含有大量的粘土矿物,粘土矿物是黄土物质组成中的重要组分,也是其中十分活跃,对气候非常敏感的部分,粘土矿物学在黄土研究中占据着不可忽视的作用,是黄土重要的研究方面之一。本文选取黄土高原地区自西北向东南的环县、西峰、长武、永寿和渭南五个黄土剖面,通过X射线衍射方法对五个剖面末次间冰期以来的粘土矿物做定性及半定量分析,并对其伊利石结晶度进行时空变化分析,在此基础之上,对邵寨剖面2.6 Ma以来黄土-古土壤序列的伊利石结晶度所记录的古环境信息进行初步探讨。本文的研究结果及认识主要有:(1)黄土高原末次间冰期以来黄土-古土壤粘土矿物主要类型为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,在位于南部的永寿和渭南剖面古土壤层中还有少量的蛭石以及微量的层间羟基物矿物。黄土高原5个黄土剖面各地层粘土矿物的组成较为相似,其中主要以伊利石(69%~79.5%)为主,其次是绿泥石(7.3%~16.7%)和高岭石(6.3%~13.2%),蒙脱石(1.2%~7.2%)含量最少。(2)在粘土矿物的剖面变化和空间变化中,伊利石在古土壤层中的相对含量高于黄土层,且古土壤层中的伊利石呈现从西北向东南增加的趋势,而黄土层中变化较小。绿泥石在黄土层中较多,古土壤中较少,绿泥石变化在位置靠南的永寿和渭南剖面中更为显着,这种变化趋势与绿泥石在末次间冰期与全新世时期受湿热气候影响风化形成蛭石/绿泥石混层矿物有关。高岭石相对含量在五个研究剖面均较低,且变化波动小,这也可能与物质来源有一定的关系,可反映原始风尘的基本状况,受气候影响较少。蒙脱石的相对含量最少,但从地层对比来看,黄土层中相对较高而古土壤层较低,这可能与蒙脱石在末次间冰期和全新世时期受到丰沛的降水影响而进行风化有关。(3)黄土高原末次间冰期以来的伊利石结晶度KI值基本都呈现古土壤层高于下覆黄土层,伊利石结晶度KI值在末次间冰期S1中最高,全新世S0中次之,在末次冰期L1中最低,这种变化趋势在位置靠南的长武、永寿和渭南剖面更为显着;在空间上,古土壤S0与S1中伊利石结晶度KI值呈自西北向东南逐渐增加的变化趋势,而黄土层L1中伊利石结晶度KI值的增加趋势较小,这与磁化率的变化趋势能够较好的对应起来。对比了伊利石结晶度KI值在黄土与古土壤中增加幅度在空间上的变化发现,自西北向东南伊利石结晶度KI值在黄土与古土壤中增加幅度逐渐变大。在排除粒度效应与沉积速率的影响之外,发现,黄土层中伊利石结晶度KI值的变化主要受源区物质的影响所控制,而古土壤中的伊利石结晶度KI值与风化成壤作用密切相关,伊利石结晶度KI值与磁化率良好的相关关系也能较好的说明这个问题。上述特征表明,伊利石结晶度KI值可以作为东亚夏季风变化的一个有效指标。(4)从邵寨剖面2.6Ma以来的伊利石结晶度的变化记录中可以发现,整体上,伊利石结晶度KI值呈上升趋势,且在冰期-间冰期的旋回上,伊利石结晶度KI值与磁化率对比良好,尤其在0.8Ma以后,这表明,伊利石结晶度可在短时间尺度冰期-间冰期旋回中很好的指示化学风化作用。对冰期黄土层与间冰期古土壤层伊利石结晶度KI值进行考察后发现,二者指示意义并不一致。冰期黄土层的KI值从0.65Ma以来逐渐上升,指示了黄土高原地区的物源的不断扩大,这主要与青藏高原的阶段性隆升和全球冰量影响下,源区物质经变质成岩作用,并且在各种“高山过程”后,表生物质的增多有关。间冰期古土壤中的伊利石结晶度KI值以0.8Ma为界限,在早更新世时期KI值相对较低,且呈逐渐下降趋势,但在中更新世以后KI值则相对较高,这指示了东亚夏季风在中更新世前后势力强弱的不同。早更新世东亚夏季风较弱,中晚更新世夏季风较强,我们的研究结果也支持海表温度梯度所导致的沃克环流对东亚夏季风的影响这一假说,但不排除受到青藏高原阶段性隆升所导致的间冰期夏季风增强的影响有关。
梁潇[9](2020)在《黄土高原西部黄土环境磁学和气候变化研究》文中指出中国的黄土高原作为世界上面积最大且分布最集中的黄土区,是一直以来人类发源和发展的重要陆相地表之一,研究其记录的古气候古环境对于预测未来在人类生产生活影响下的气候如何变化有重要意义,对于未来黄土高原较大时间尺度上的生态环境治理规划有指导意义。本次研究选取了黄土高原西部,六盘山以西,青藏高原东北缘兰州盆地的和平镇剖面。兰州盆地地理位置特殊,对夏季风敏感,黄土—古土壤序列沉积较厚,具有高分辨率。利用环境磁学参数与漫反射、土壤元素等环境代用指标,探讨和平镇剖面磁化率的变化机制,建立和平镇剖面的年代标尺,分析黄土序列的磁学特征以及非磁学参数的变化特征,探讨其指示的环境意义,为黄土高原西部12万年以来的黄土沉积研究提供一定的科学依据。通过实验与分析研究,得到了以下几点结论:(1)结合磁化率随深度的变化特征和野外观测记录的地层描述,40.2 m长的和平镇剖面可划分至S1层,具体如下:S0层(0~2.8 m),磁化率曲线在这一段明显峰值较高,出现整个和平镇剖面的磁化率峰值;L1层(2.8~34.26 m),这一层较长,而磁化率和频率磁化率等值均维持在较小的值附近小幅波动;S1层(34.26~40.2 m),磁化率的曲线波动较中部更为剧烈,较顶部更为平缓,共出现了四个波峰,但均值与L1层相差不大。磁化率整体变化趋势与黄土高原其他地区相同,但局部也有其独特的变化特点。(2)将和平镇磁化率变化与具有精确年代的三宝洞石笋和北极冰芯氧同位素(δ18O)变化曲线进行对比,建立了和平镇剖面黄土—古土壤序列的年代框架,将和平镇剖面底部的年代确定为120.1 ka;并发现和平镇S0层的磁化率和频率磁化率记录都对发生在末次冰消期的BA暖事件(B?lling-Aller?d Warming,BA)和YD冷事件(Younger Dryas,YD)具有明显的响应,L0和S1层的磁化率记录的气候变化也与三宝洞洞穴沉积物和格陵兰冰芯δ18O记录的气候变化具有良好对比性。(3)根据和平镇剖面黄土—古土壤序列的环境磁学参数研究,整个剖面的磁性矿物含量总体都不高,以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主。古土壤层含有更丰富的SP、SD磁铁矿和磁赤铁矿颗粒,以S0层的变化尤为明显;黄土层的粒径较大,SP、SD颗粒含量较低。(4)和平镇漫反射数据中亮度、红度与H/G值都指示了气候从晚更新世开始变向干冷方向转变,土壤有机质减少,植被发育逐渐缓慢,又在全新世到来之前变的温暖湿润,土壤有机质增多,植被发育茂盛。L1层和S0层微量元素(Rb、Mn、Fe、Ti、V、Zn、Sr、Ni和Th)在剖面上含量的变化记录了这两个地质层的沉积环境变化,L1层沉积时冬季风较强,风成黄土迅速大量堆积,成壤作用弱,气候寒冷干燥,植被发育稀疏,期间波动出现过相对较暖湿的气候;S0层沉积时夏季风增强,气候开始变得温暖潮湿,风化成壤强度增大,植被发育茂盛。
陆浩[10](2020)在《中纬度亚洲黄土记录的MIS-13古气候空间差异及其影响机制研究》文中研究说明第四纪大冰期以来全球经历了两次重要的气候转型。第一次是主要发生在0.9 Ma BP左右的中更新世转型(MPT)或者中更新世革命(MPR),以全球冰量增加,气候变化的主导周期由41 ka转变为100 ka为特点;第二次是发生在深海氧同位素阶段(MIS)12和MIS-11之间,大约430 ka BP的中布容事件(MBE)。这次事件以全球冰量进一步增加,大幅度的冰期-间冰期波动,全球范围内碳酸盐加剧溶解为特点。然而,与MBE之后的间冰期相比,有着低幅度冰量变化的MPT和MBE之间的时段,全球气候演化状况还并不清楚。中纬度亚洲内陆广泛分布着第四纪黄土-古土壤序列,这些序列记录着丰富的古气候信息,并使之能与深海氧同位素和极地冰芯记录相对比。在中国黄土高原,S5古土壤层(俗称红三条)发育着三层亚古土壤层(S5-1、S5-2、S5-3),异常高的磁化率显示S5-1古土壤层(对应着深海氧同位素(MIS)13,大约发生在500 ka BP左右,是古气候演化的特殊时期)经历了过去800 ka以来最强烈的风化成壤,有可能指示着异常强盛的东亚夏季风。这似乎与深海氧同位素和南极冰芯记录的较冷的间冰期相矛盾。虽然,已有研究者提出异常强盛的东亚夏季风可以发生在相对冷的间冰期的观点,但仍需更多的证据支持。与此同时,S5-1古土壤发育强度的区域差异也可能存在。有研究发现,黄土高原西部S5-1的土壤发育相对较弱,而S4(对应MIS-11)则发育强烈;明显区别于黄土高原中部和东部的黄土序列。这种差异是由大气环流格局导致还是由土壤长时间成壤导致?依然存在争论。相对于黄土高原,中亚黄土古气候的研究相对较少,该地区气候状况常年受西风环流控制很可能与季风区表现出不一样的土壤发育状况。因此,我们会产生疑问,MIS-13古气候状况是否存在空间差异?如果存在,那么产生这种差异的影响机制又是什么?为了理解这些问题,本研究采集受东亚季风影响的黄土高原中部西峰剖面和受西风影响的中亚塔吉克斯坦Darai Kalon(DK)两个剖面,并在全球收集已发表文献中涉及MIS-13或S5-1古土壤的多种类的指标记录为研究材料。利用轨道调谐方法获取年代序列,以磁学参数、粒度和色度等为古气候代用指标,并结合LOVECLIM气候模型去解释驱动机制,获得的主要结论如下:(1)通过调查黄土高原中部西峰剖面S5-1古土壤含铁矿物的属性,结果展示S5-1古土壤的磁性增强是强于其它古土壤层,这种增强主要由于成壤产生的细粒亚铁磁性矿物所导致的。长时间的成壤并不是导致S5-1古土壤磁化率增加或者MIS-13土壤强烈发育的主要因素。成壤赤铁矿和针铁矿变化以及随磁性增强的比例,指示着S5-1古土壤发育在异常湿润的环境。(2)黄土高原收集的指标记录显示在黄土高原中东部和西部S5-1古土壤的发育强度是不同的。在黄土高原中部,与以前的研究结果一致,S5-1发育为最强的古土壤层。然而在黄土高原西部,S5-1发育较弱,而古土壤S4却发育最强。黄土记录的这种局地空间差异主要受控当时的大气环流控制。与MIS-11相比较,MIS-13期的东亚夏季风雨带并没有向黄土高原西部深入,而是更加偏北靠东。基于热带太平洋海表面温度(SST)记录,我们认为MIS-13东亚夏季风时间和空间的异常变化可能与一个强烈的拉尼娜(La Ni?a)或者类拉尼娜(La Ni?a-like)气候态有关。在如此的气候状况下,西太平洋副热带高压(WPSH)变弱并向东北撤退,导致了中国北方中东部获得更多的降水,而西北内陆获得较少的降水量。(3)本研究使用了磁学指标、粒度和亮度等多个代用指标,研究中亚塔吉克斯坦黄土-古土壤序列中的土壤发育状况,并探讨MIS-13古气候状况及其影响机制。磁学结果支持了气候是引起土壤磁化率增强的主要因素,粗粒径(>25?m)含量可以被用来指示低空大气环流强度。磁学参数、亮度和粒度记录了弱发育的S5-1古土壤,指示当时气候以相对温暖、干旱的环境和弱的表面风状态为特征;以及强烈发育的S3(对应着MIS-9)古土壤,指示当时气候以相对温暖、湿润的环境和不稳定的表面风状态为特征。通过对比印度夏季指数,我们认为MIS-13较低大气温室气体浓度也许造成了较低的南半球高纬度温度,并最终通过大气循环过程导致印度夏季风增强、扩展,相应的副热带高压和西风环流也向北扩展,而中亚塔吉克斯坦地区正好受到靠北的副热带高压的控制,气候长期炎热、干燥,才使得古土壤S5-1发育较弱。(4)结合模拟结果对比MIS-13与MIS-9中纬度中东亚的古环境状况发现,在太阳辐射和温室气体的联合影响下,黄土高原与中亚塔吉克斯坦湿度状况与我们指标记录较为一致。进一步对比全球其它区域陆地的地质记录发现,MIS-13相比其以后的间冰期:在北半球,除了亚洲季风区以外,以40?N为界限,40?N到20?N之间的亚热带和暖温带地区大部分指标记录指示着干旱的环境,而40?N以北的区域几乎所有的地质记录指示着温暖、湿润的环境,20?N以南的热带地区又显示出温暖、湿润的环境。而南半球从中纬度副热带(40?S-20?S)和低纬度热带地区(20?S-0?)均显示MIS-13与以后的间冰期相比是相对干的时期。通过对比MIS-13和MIS-9两个时期不同海洋钻孔记录的SST最大值,却发现MIS-13相比MIS-9在不同区域SST状况也存在着差异。本文将气候模拟结果与全球地质记录相联系去解释产生MIS-13古气候空间差异可能的驱动与反馈机制。MIS-13古气候空间差异是由外部驱动因素和气候系统内部反馈共同造成的。具体来说:一方面,由于MIS-13北半球高纬度夏季能够获得比南半球高纬度夏季更多的太阳辐射,再加上较低的温室气体浓度容易造成冷的南半球和相对偏暖的北半球,即南北半球气候的不对称,这种不对称可能会造成不同气候带的向北移动。由此而造成南半球陆地不同的地质记录指示了MIS-13较为干旱的环境。而在北半球由于赤道热带辐合带(ITCZ)的北移使得热带季风区普遍发育着强盛的夏季风。这种北移也会增强北大西洋经向翻转流(AMOC),使得南半球更多的热量输送到北半球高纬度,进一步加剧了半球间的气候不对称。与此同时,也会引起热带东西太平洋海表温度(SST)产生异常,并产生一个强盛的类拉尼娜(La-Ni?a-like)气候态。这种强盛的La-Ni?a-like气候态会造成西太平洋副高(WPSH)位置和强度的异常。另一方面,这种外部驱动因素的配置,会引起北半球高低纬之间的径向温度梯度增大,由此造成中纬度西风环流增强、偏北,在北大西洋形成类似于正相位北大西洋涛动(NAO)的气候态。与此同时,正向相位的NAO可能会促进大西洋表层海水流的向北输送,从而进一步增强AMOC,增强的AMOC会进一步增强热带太平洋La-Ni?a-like的气候态。反过来,这种La-Ni?a-like的气候态通过大气遥相关又进一步促进正相位的NAO。正是这样一种正反馈机制造成了MIS-13中纬度亚洲古气候的空间差异。
二、Problems of the magnetic susceptibility signature as the proxy of the summer monsoon intensity in the Chinese Loess Plateau(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Problems of the magnetic susceptibility signature as the proxy of the summer monsoon intensity in the Chinese Loess Plateau(论文提纲范文)
(1)中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、地球化学和总有机碳记录(论文提纲范文)
1 研究区概况 |
2 材料与方法 |
2.1 研究材料 |
2.2 研究方法 |
(1) OSL和ESR测年 |
(2)磁化率 |
(3)元素地球化学 |
(4) TOC |
(5)小波分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 年代学分析 |
3.2 哈尔滨黄土—古土壤序列气候指标的变化 |
3.3 中更新世以来松嫩平原东亚夏季风气候演化 |
3.4 东亚夏季风强度的区域性对比 |
3.5 松嫩平原黄土—古土壤序列气候驱动机制 |
4 结论 |
(2)黄土高原东部上新世红粘土序列GDGTs组成与古气候研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 中国黄土高原红粘土序列研究进展 |
1.2.1 红粘土序列特点及成因 |
1.2.2 红粘土序列年代学研究 |
1.2.3 红粘土序列各种替代指标研究 |
1.3 生物标志化合物在古气候重建中的应用 |
1.3.1 甘油二烷基甘油四醚膜类脂物(GDGTs) |
1.3.2 GDGTs应用指标研究进展 |
1.3.3 GDGTs替代指标在黄土高原黄土-古土壤序列中的应用 |
1.4 存在问题以及研究思路 |
1.4.1 存在问题 |
1.4.2 研究思路以及工作量 |
第二章 研究区域概况与实验方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 研究区自然地理概况 |
2.1.2 研究区域地质背景 |
2.1.3 石楼剖面概况与采样 |
2.1.4 石楼剖面磁性地层学年代模型 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 有机化合物的萃取 |
2.2.2 GDGTs的测试及分析 |
第三章 黄土高原东部上新世红粘土四醚膜类脂物组成与分布特征 |
3.1 石楼红粘土总GDGTs组成及其分布序列 |
3.2 研究区不同GDGTs组成及其分布特征 |
3.2.1 石楼红粘土古菌isoGDGTs组成及分布特征 |
3.2.2 红粘土细菌brGDGTs组成及分布特征 |
3.3 本章总结 |
第四章 黄土高原东部上新世红粘土四醚膜类脂物记录的古温度与干旱化 |
4.1 与GDGTs相关的古温度代用指标计算 |
4.1.1 古温度代用指标的计算及适用性讨论 |
4.1.2 MAT_(mrs)影响因素和可能指示意义的假设 |
4.2 古水文变化 |
4.2.1 干旱化指标R_(i/b)变化序列 |
4.2.2 BIT指数 |
4.2.3 R_(i/b)指标和BIT指标指示的水文/干旱事件 |
4.3 本章总结 |
第五章 黄土高原东部上新世干旱化演变以及驱动机制 |
5.1 研究区上新世期间干旱化及季风演变 |
5.2 研究区上新世干旱化的可能驱动机制 |
5.3 本章总结 |
第六章 结论、不足与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的文章 |
致谢 |
(3)旬邑红粘土序列记录的东亚古季风和古环境变迁 ——基于岩石磁学和磁组构特征(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 研究概况及进展 |
1.2.1 红粘土研究概况及进展 |
1.2.2 岩石磁学研究概况及进展 |
1.2.3 磁组构在沉积岩研究中的应用及进展 |
1.3 研究思路及样品的加工和实验测试 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究工作流程 |
1.4 工作量及创新点 |
1.4.1 工作量 |
1.4.2 研究创新点 |
第二章 研究区域概况 |
2.1 研究区地质地理背景 |
2.2 旬邑晚新生代沉积地层研究进展 |
2.2.1 磁性地层学研究进展 |
2.2.2 古气候学和古环境学研究进展 |
第三章 研究剖面特征 |
3.1 采样剖面特征 |
3.2 旬邑上墙红粘土剖面描述 |
第四章 旬邑上墙红粘土剖面研究结果 |
4.1 磁化率对比与年代学框架的构建 |
4.2 岩石磁学实验结果 |
4.2.1 物质的磁性和岩石中常见的磁性矿物简介 |
4.2.2 岩石磁学简介及研究内容 |
4.2.3 K-T曲线实验结果和讨论 |
4.2.4 三轴等温热退磁实验结果和讨论 |
4.3 磁组构研究结果 |
4.3.1 磁组构简介 |
4.3.2 磁组构在重建古风向中的应用实例 |
4.3.3 磁组构实验结果及讨论 |
4.4 旬邑上墙红粘土记录的亚洲风系和古环境信息 |
第五章 结论与展望 |
5.1 岩石磁学结论 |
5.2 磁组构研究结论 |
5.3 存在的问题 |
5.4 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士/硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)柴达木盆地晚新生代古气候和化学风化研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 新生代全球气候变化研究进展 |
1.2 晚新生代亚洲古气候演化 |
1.2.1 高原东北缘沉积盆地记录的古气候演化 |
1.2.2 黄土高原地区记录的古气候演化 |
1.2.3 南海地区记录的古气候演化 |
1.3 新生代硅酸盐化学风化研究进展 |
1.3.1 新生代高原隆升风化假说进展和挑战 |
1.3.2 青藏高原周边硅酸盐化学风化研究 |
1.4 晚新生代青藏高原构造隆升历史研究进展 |
1.4.1 青藏高原隆升过程和阶段 |
1.4.2 青藏高原古高程研究进展 |
1.5 选题背景和意义 |
1.6 研究内容和拟解决关键问题 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 拟解决关键问题 |
1.7 论文工作量和创新点 |
1.7.1 论文工作简介 |
1.7.2 论文创新点 |
第二章 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 柴达木盆地自然地理概况 |
2.1.2 柴达木盆地区域地质概况 |
2.1.3 柴达木盆地大红沟剖面地层和年代 |
2.2 研究材料和方法 |
2.2.1 样品采集 |
2.2.2 磁学指标和粒度指标测试 |
2.2.3 化学风化指标测试 |
2.2.4 重矿物提取和测试方法 |
第三章 柴达木盆地磁学、化学风化和重矿物指标意义及结果 |
3.1 磁学指标指示意义及结果 |
3.1.1 磁学指标的指示意义 |
3.1.2 大红沟剖面磁学指标结果 |
3.2 粒度指标意义及结果 |
3.2.1 粒度指标的指示意义 |
3.2.2 大红沟剖面粒度指标结果 |
3.3 全样和分粒级化学风化指标意义及结果 |
3.3.1 化学风化指标的指示意义 |
3.3.2 大红沟剖面全样化学风化指标结果 |
3.3.3 大红沟剖面分粒级化学风化指标结果 |
3.4 重矿物指标意义及结果 |
3.4.1 重矿物指标的指示意义 |
3.4.2 大红沟剖面重矿物结果 |
第四章 柴达木盆地晚新生代气候变化历史 |
4.1 柴达木盆地晚新生代气候变化历史 |
4.2 东亚夏季风降水演化历史 |
第五章 柴达木盆地晚新生代硅酸盐化学风化历史重建 |
5.1 硅酸盐化学风化指标的评估 |
5.1.1 粒度分选效应评估 |
5.1.2 成岩作用评估 |
5.1.3 化学风化强度和物源效应 |
5.2 柴达木盆地晚新生代源区硅酸盐化学风化历史 |
第六章 物源变化及其对构造事件的响应 |
6.1 大红沟剖面物源变化及构造响应 |
6.2 青藏高原东北缘中新世以来构造隆升历史 |
6.2.1 祁连山隆升过程 |
6.2.2 青藏高原东北缘构造隆升过程 |
第七章 晚新生代夏季风演化和硅酸盐化学风化的驱动机制 |
7.1 晚新生代夏季风演化的驱动机制 |
7.2 晚新生代硅酸盐化学风化的控制因素 |
7.2.1 硅酸盐化学风化强度与全球变冷和构造隆升的关系 |
7.2.2 对风化-构造-气候之间关系的启示 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 存在问题和研究展望 |
参考文献 |
附录一 图目录 |
附录二 表目录 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(5)黄土高原泾川红粘土晚中新世以来地球化学记录的环境演化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 黄土高原红粘土研究进展 |
1.1.1 红粘土的成因及来源 |
1.1.2 红粘土代用指标记录的环境演化特征研究进展 |
1.2 主要研究内容以及工作量 |
1.2.1 主要研究内容 |
1.2.2 论文完成工作量 |
第二章 研究区概况与实验方法 |
2.1 黄土高原区域环境和地质概况 |
2.1.1 黄土高原区域环境 |
2.1.2 黄土高原地质概况 |
2.2 甘肃省泾川县区域环境和地质概况 |
2.3 样品采集及剖面概况 |
2.3.1 黄土层(Sect-0) |
2.3.2 红粘土层(Sect-1~Sect-10) |
2.4 实验方法与样品测试 |
2.4.1 磁化率测试 |
2.4.2 微量元素测试 |
2.4.3 碳氧稳定同位素测试 |
2.4.4 X射线衍射(XRD) |
第三章 剖面年代序列 |
3.1 磁化率特征 |
3.2 泾川年代序列 |
第四章 泾川红粘土的地球化学特征 |
4.1 微量元素特征及指示意义 |
4.1.1 微量元素特征及意义 |
4.1.2 微量元素比值特征及意义 |
4.2 稀土元素特征及指示意义 |
4.3 碳酸盐中的碳氧同位素特征及其指示意义 |
4.3.1 碳酸盐中的碳氧同位素对古气候环境的指示意义 |
4.3.2 碳酸盐中的碳氧同位素的分层特征 |
4.4 矿物组成特征及其指示意义 |
4.4.1 硅酸盐矿物组成特征及其指示意义 |
4.4.2 碳酸盐矿物组成特征及其指示意义 |
4.4.3 粘土矿物组成特征及其指示意义 |
第五章 泾川红粘土地球化学记录的气候环境演化 |
5.1 泾川红粘土沉积时期的气候环境演化特征 |
5.2 黄土高原晚新近纪时期气候环境演化特征及演化机制 |
5.2.1 黄土高原晚新近纪时期气候环境演化特征 |
5.2.2 黄土高原晚新近纪时期气候环境演化机制 |
第六章 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录 A 泾川红粘土数据 |
附录 B 采样和实验照片 |
附录 C 研究生期间发表的学术论文及科研项目 |
附录 D 研究生期间获奖情况 |
(6)中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 国内外研究进展及存在问题 |
1.2.1 晚新生代东亚季风的演化 |
1.2.2 微生物四醚膜脂化合物GDGTs的研究现状 |
1.2.3 新生代晚期全球植被演化 |
1.2.4 目前存在的问题 |
1.3 主要研究内容和研究思路 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 论文思路 |
1.4 论文工作量统计 |
第二章 研究区域与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 青海湖区域概况 |
2.1.2 天津G3钻孔区域研究概况与钻孔岩性特征 |
2.1.3 盐城ZKA4钻孔区域研究概况与钻孔岩性特征 |
2.2 样品采集 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 GDGTs化合物的提取和分离 |
2.3.2 GDGTs化合物的检测 |
2.3.3 有机碳同位素前处理及测试 |
2.3.4 其它测试 |
第三章 现代河湖沉积物GDGTs化合物的分布特征及对古环境重建的指示意义 |
3.1 序言 |
3.2 古菌isoGDGTs及相关指标在现代河湖相沉积环境中的变化 |
3.2.1 古菌isoGDGTs在湖泊及河流沉积物中的分布特征 |
3.2.2 古菌isoGDGTs化合物及相关指标在土壤-河流-湖泊动态过程中的变化 |
3.3 干湿古气候指标GDGT-0/Cren在河湖相沉积环境中的适用性 |
3.3.1 现代湖泊沉积物中GDGT-0/Cren与水深的关系 |
3.3.2 GDGT-0/Cren在现代湖泊中与季节性降雨的关系 |
3.3.3 GDGT-0/Cren在现代湖沼环境中的变化 |
3.4 细菌br GDGTs及相关指标在现代河湖相沉积环境中的变化 |
3.4.1 细菌brGDGTs化合物在不同沉积环境中的分布特征 |
3.4.2 brGDGTs相关指标在土壤-河流-湖泊动态过程中的变化及其影响因素 |
3.4.3 不同环境下影响brGDGTs指标的因素讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 中国东部晚中新世以来干湿古气候时空变化规律及其驱动机制 |
4.1 序言 |
4.2 GDGTs指标重建中国东部晚中新世以来干湿古气候变化 |
4.2.1 GDGTs化合物在G3和ZKA4钻孔中的分布 |
4.2.2 中国东部晚中新世以来干湿古气候变化 |
4.3 8Ma以来东亚季风区干湿古气候空间变化模式 |
4.4 晚中新世以来东亚季风区干湿古气候变化的驱动机制 |
4.4.1 现代中国东部降雨“三极模式”及机制简介 |
4.4.2 早上新世中国东部干湿古气候变化的机制初探 |
4.5 晚中新世以来西风区与季风区干湿古气候变化的对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 植被演化反映的中国东部晚中新世以来气候环境演变 |
5.1 序言 |
5.2 8Ma以来C_3/C_4植物在中国东部的演化 |
5.2.1 有机碳同位素在天津G3钻孔以及ZKA4钻孔中的变化特征 |
5.2.2 中国东部晚中新世以来C_3/C_4植物演化 |
5.3 上新世全球C_4植物扩张及其驱动机制 |
5.3.1 上新世全球C_4扩张记录 |
5.3.2 pCO_2的降低引起上新世C_4植物的全球扩张 |
5.4 上新世之后东亚季风区草本的演化 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
(7)基于黄土高原成壤碳酸盐的古大气二氧化碳浓度定量重建研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 新生代大气CO_2浓度重建的研究背景 |
1.2 成壤碳酸盐碳同位素在古气候研究中的应用 |
1.3 黄土高原碳酸盐稳定碳同位素研究进展 |
1.4 论文选题、研究构想与技术路线 |
1.5 论文工作量 |
第二章 区域地质背景及研究方法 |
2.1 区域地质背景介绍 |
2.2 研究样品选取 |
2.3 样品测试方法介绍 |
第三章 成壤碳酸盐碳同位素控制因素研究 |
3.1 成壤碳酸盐矿物微形态及微量元素组成 |
3.2 成壤碳酸盐碳同位素组成 |
3.3 古土壤有机质碳同位素组成 |
3.4 成壤碳酸盐碳同位素受控因素定量分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 古土壤呼吸作用强度定量重建 |
4.1 黄土高原现代土壤剖面CO_2浓度监测 |
4.2 黄土高原现代表层土壤CO_2通量 |
4.3 古土壤成壤碳酸盐S(z)值计算 |
4.4 磁化率-S(z)定量模型 |
4.5 本章小结 |
第五章 早更新世古大气CO_2浓度重建 |
5.1 碳酸盐矿物微形态及微量元素组成 |
5.2 成壤碳酸盐碳同位素时空分布 |
5.3 古土壤有机质碳同位素时空分布 |
5.4 大气CO_2对早更新世成壤碳酸盐碳同位素影响 |
5.5 早更新世成壤碳酸盐S(z)与古大气CO_2浓度重建 |
5.6 本章小结 |
第六章 3.6-2.6Ma红粘土碳同位素应用研究 |
6.1 上新世红粘土序列碳酸盐矿物时空分布及形态特征 |
6.2 蓝田红粘土钙结核微量元素同位素 |
6.3 红粘土成壤碳酸盐碳同位素时空分布 |
6.4 红粘土有机质碳同位素时空分布及C_4植被演化 |
6.5 成壤碳酸盐碳同位素受控因子定量评估 |
6.6 晚上新世S(z)值及磁化率定量模型 |
6.7 本章小结 |
第七章 主要结论、不足之处与研究展望 |
7.1 主要结论与创新点 |
7.2 不足之处与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表文章目录与参会情况 |
期刊论文 |
会议摘要 |
(8)黄土高原2.6Ma以来伊利石结晶度变化及其古环境意义(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 国内外进展研究及其存在的问题 |
1.2.1 黄土古气候研究的主要代用指标 |
1.2.2 主要存在的问题 |
1.3 研究内容与意义及技术路线 |
1.3.1 研究的内容 |
1.3.2 研究意义 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究材料与方法 |
2.1 伊利石 |
2.1.1 基本概念和结构 |
2.1.2 伊利石结晶度 |
2.2 研究区概况及其剖面选取 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 X射线衍射(XRD)基本原理 |
2.3.2 样品的制备与实验方法 |
3 黄土高原黄土-古土壤中粘土矿物的定性及半定量分析 |
3.1 粘粒样品的X射线衍射曲线鉴别 |
3.2 黄土-古土壤粘土矿物的相对含量 |
3.3 小结 |
4 黄土高原末次间冰期以来伊利石结晶度的时空分布特征 |
4.1 伊利石结晶度时间变化特征 |
4.2 伊利石结晶度空间变化特征 |
4.3 伊利石结晶度时空分布特征的古环境意义 |
4.4 小结 |
5 邵寨黄土-古土壤序列2.6MA以来伊利石结晶度记录的古环境信息 |
5.1 邵寨黄土-古土壤序列2.6MA以来伊利石结晶度的变化特征 |
5.2 邵寨黄土-古土壤序列2.6MA以来伊利石结晶度变化所指示的环境意义 |
5.2.1 中更新世以来冰期伊利石结晶度KI值增强的环境意义及驱动机制 |
5.2.2 中更新世以来间冰期东亚夏季风增强的机制探讨 |
5.3 小结 |
6 主要结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(9)黄土高原西部黄土环境磁学和气候变化研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 环境磁学简述 |
1.1.2 磁性矿物简述 |
1.1.3 中国黄土简述 |
1.2 国内外研究进展 |
1.3 研究方法与参数 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容与问题 |
1.4.2 技术路线 |
2 研究区域概况及研究进展 |
2.1 兰州盆地地理地质背景 |
2.2 兰州地区黄土研究进展 |
3 研究剖面特征和研究方法 |
3.1 和平镇剖面特征 |
3.2 研究方法 |
4 岩石磁学与非磁学参数的指示意义 |
4.1 和平镇剖面磁化率变化特征与年代标尺的建立 |
4.1.1 和平镇剖面磁化率变化特征 |
4.1.2 和平镇剖面年代标尺建立 |
4.2 磁性矿物分析 |
4.2.1 磁性矿物的种类、含量与粒度 |
4.2.2 小结 |
4.3 非磁学参数分析 |
4.3.1 漫反射光谱 |
4.3.2 地球化学元素 |
4.3.3 小结 |
5 和平镇剖面黄土环境磁学的指示意义 |
5.1 磁学参数与非磁学参数的垂向变化分析 |
5.2 和平镇黄土—古土壤序列的环境意义 |
6 主要研究结论与展望 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(10)中纬度亚洲黄土记录的MIS-13古气候空间差异及其影响机制研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 黄土与第四纪古气候研究简介 |
1.1.1 中国典型黄土沉积与古气候研究进展 |
1.1.2 中亚干旱区黄土与古气候研究进展 |
1.2 间冰期MIS-13研究进展 |
1.2.1 MIS-13轨道参数配置及温室气体浓度 |
1.2.2 MIS-13海洋沉积物的研究 |
1.2.3 MIS-13陆地沉积物的研究 |
1.2.4 MIS-13两极冰盖的研究 |
1.3 选题依据和研究思路 |
1.3.1 选题依据和拟解决的科学问题 |
1.3.2 研究思路 |
第二章 研究区概况、研究材料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 黄土高原 |
2.1.2 塔吉克斯坦 |
2.2 研究剖面 |
2.2.1 西峰剖面 |
2.2.2 Darai Kalon剖面 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 环境磁学原理 |
2.3.2 土壤发育强度指标的测量 |
2.3.3 代用指标的环境意义解释 |
2.3.4 气候模拟 |
第三章 年代框架的建立与分析 |
3.1 轨道调谐原理 |
3.2 轨道调谐方法与年代序列的建立 |
3.2.1 目标曲线和初始年代标尺 |
3.2.2 靶曲线 |
3.2.3 轨道调谐与年代序列的建立 |
第四章 黄土高原MIS-13古气候空间格局及其影响机制 |
4.1 黄土高原中部MIS-13土壤强烈发育的原因 |
4.1.1 结果 |
4.1.2 讨论 |
4.2 黄土高原MIS-13古气候的空间差异及其影响机制 |
4.2.1 代用指标记录的选取 |
4.2.2 结果 |
4.2.3 讨论 |
4.3 本章小结 |
第五章 塔吉克斯坦MIS-13古气候状况及其影响机制 |
5.1 塔吉克斯坦MIS-13古气候状况 |
5.1.1 结果 |
5.1.2 讨论 |
5.2 塔吉克斯坦MIS-13古气候状况的影响机制 |
5.3 本章小结 |
第六章 MIS-13古气候状况区域对比 |
6.1 全球地质记录的选取 |
6.2 亚洲季风区与西风区对比 |
6.2.1 对比研究 |
6.2.2 模拟结果 |
6.3 与其它区域的对比 |
6.3.1 陆地其它区域对比 |
6.3.2 海洋区域对比 |
6.4 驱动与反馈机制 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 问题与展望 |
参考文献 |
附录Ⅰ:西峰和 Darai Kalon 剖面远眺及采样照片 |
附录Ⅱ:中文图表目录 |
AppendixⅢ:A list of Figures and Tables |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
四、Problems of the magnetic susceptibility signature as the proxy of the summer monsoon intensity in the Chinese Loess Plateau(论文参考文献)
- [1]中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、地球化学和总有机碳记录[J]. 刘硕,迟云平,郝冬梅,谢远云,康春国,吴鹏. 地质科学, 2021(04)
- [2]黄土高原东部上新世红粘土序列GDGTs组成与古气候研究[D]. 方正坤. 西北大学, 2021
- [3]旬邑红粘土序列记录的东亚古季风和古环境变迁 ——基于岩石磁学和磁组构特征[D]. 荆雪媛. 西北大学, 2021(12)
- [4]柴达木盆地晚新生代古气候和化学风化研究[D]. 任雪萍. 兰州大学, 2021
- [5]黄土高原泾川红粘土晚中新世以来地球化学记录的环境演化[D]. 金雅琪. 昆明理工大学, 2021(01)
- [6]中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制[D]. 卢佳仪. 中国地质大学, 2020(03)
- [7]基于黄土高原成壤碳酸盐的古大气二氧化碳浓度定量重建研究[D]. 达佳伟. 南京大学, 2020
- [8]黄土高原2.6Ma以来伊利石结晶度变化及其古环境意义[D]. 万琳琪. 浙江师范大学, 2020(01)
- [9]黄土高原西部黄土环境磁学和气候变化研究[D]. 梁潇. 山西师范大学, 2020(07)
- [10]中纬度亚洲黄土记录的MIS-13古气候空间差异及其影响机制研究[D]. 陆浩. 兰州大学, 2020(01)