苏北盆地兴化孔晚更新世以来的古植被和古气候记录

苏北盆地兴化孔晚更新世以来的古植被和古气候记录

郭平[1]2004年在《苏北盆地兴化孔晚更新世以来的古植被和古气候记录》文中指出苏北盆地处于典型的季风区域中,是连接陆—海的关键性区域,盆地内连续巨厚的湖泊沉积是研究古气候、古环境的理想材料。本文选择处于苏北盆地内的兴化进行打钻,整个钻孔深度为350m,本文主要对上段25m的样品进行孢粉学研究。 本文在进行孢粉组合划带时,采用了数理分带与常规划带相结合的方法,将孢粉谱划分为3个孢粉带和若干个亚带。 根据孢粉分析结果,恢复了该区晚更新世以来的古植物和古气候。初步结论如下: (1)根据本文中的两个~(14)C年龄和木本百分比曲线与SPECMAP曲线对比的结果,推测兴化孔约从6.4m~5.5m进入全新世,12.64m~6.4/5.5m是末次冰期的堆积物,兴化孔中25.02m~12.64m之间的堆积物是末次间冰期的堆积。 (2)木本百分比曲线与SPECMAP曲线有着良好的对应关系,可以清楚地划分出阶段1(冰后期)、2(末次冰期极盛期)、3(末次冰期间冰阶)、4(末次冰期早冰阶)和5(末次间冰期)。阶段5又可分出a,b,c,d,e5个亚阶段。 (3)古植被 苏北盆地晚更新世以来的古植被演替过程是:含落叶阔叶树种的常绿阔叶林→森林—森林草原→含常绿树种的落叶阔叶林→森林—森林草原→含常绿树种的落叶阔叶林→植被稀疏带→含落叶阔叶树种的常绿阔叶林→含常绿阔叶树种的落叶阔叶林→常绿、落叶阔叶混交林→含落叶阔叶树的常绿阔叶林 (4)古气候 1)末次间冰期 苏北盆地末次间冰期早中期暖湿程度较高,后期较弱,在暖湿的背景上存在着较强的气候不稳定事件,本文检索出两次降温过程,年代分别是115~107 kaBP和93.6~85.1 ka BP,年均温在8℃以下,降水量在600mm左右。另外,与现今的气温相比较,相当于MIS5e阶段的气温比现在高1℃左右。 2)末次冰期 末次冰期对应孢粉组合带2,该带是孢粉贫乏带,所有的木本植物、草本植物花粉以及蕨类孢子几乎全部消失,表明苏北盆地这段时期的气候条件比较恶劣,是一个相对寒冷干燥的时期,中间有一次气候变温的波动。 3)全新世 苏北盆地全新世的最暖期约发生在7.8~6.8ka BP,持续时间约一千年,这段时间可能是该区全新世大暖期的鼎盛期,年均温比现今高1℃左右。 该区在全新世可能发生过两次海侵,第一次海侵大约发生8~5 ka BP,第二次海侵大约发生在1.7ka BP左右。从藜科花粉含量上分析,第二次海侵规模远小于第一次的海侵。

王丹[2]2005年在《苏北盆地兴化孔中更新世的古植被和古气候记录》文中研究说明长序列古气候记录研究有利于探讨古气候变化的周期和规律,可以为预测未来环境的演变趋势提供依据。我国第四纪长序列气候记录的研究多集中在中部黄土和西部高原地区,近年来东南部海洋记录的研究也迅速发展,相比之下,我国东部季风区陆地记录的研究则开展得比较少。苏北盆地正好处于我国东部典型季风区内,且是连接陆地和海洋的关键性区域,重建该地区占植被以及古气候演变历史,对认识东亚季风变迁的过程、觇律以及未来变化趋势等具有非常重要的意义。因此本丈对取自该地区兴化钻孔上部25m~86.5m的岩芯进行了孢粉学分析。 根据孢粉鉴定和统计结果,结合数值分析和常规划带方法,自下而上共划分了14个孢粉组合带。利用孢粉分析结果重建了苏北盆地中更新世的古植被和古气候,初步结论如下: 1、根据前一阶段的研究结果,结合古地磁测年数据以及木本植物花粉百分比曲线、孢粉总浓度曲线与深海氧同位素记录对比的结果,初步认为兴化孔从86.5m深度进入中更新世,又根据气候地层学原理推测中更新世终止点可能在28m处。 2、古温度代用指标木本植物花粉百分比曲线和古降水量代用指标孢粉总浓度曲线与深海氧同位素记录有着良好的对比性,孢粉记录所反映出中更新世存在的7个大的冷暖气候波动旋回基本上可以与深海氧同位素记录所反映的冰期一间冰期旋回相对应,即从下到上可以依次划分出MISI9~MIS6。 3、孢粉记录恢复的古植被 苏北盆地中更新世古植被从老到新的演替过程是:含常绿阔叶树种的落叶阔叶林→植被稀疏带→森林—森林草原→植被稀疏带→含落叶阔叶树种的常绿阔叶林→植被稀疏带→落叶阔叶林—森林草原→植被稀疏带→森林—森林草原→植被稀疏带→含常绿阔叶树种的落叶阔叶林→植被稀疏带→含常绿阔叶树种的落叶阔叶林→植被稀疏带。 4、重建的古气候 对应MISl9:气候总体上比较温暖湿润,年均温比现今约低1℃,年平均降水量约为900mm,但是由于该段后期木本植物花粉含量有所增加,蕨类孢子减少,蒿属增多,所以气候上后期要比早期稍干,气温略高。 对应MIS18:总体上为冷干的气候,但内部仍有温湿的波动,气候环境并非十分恶

宋雪芳[3]2016年在《苏北盆地XH-2孔晚中新世以来古植被与古气候研究》文中研究表明中国现代环境格局是在全球变迁的大背景下从新生代开始逐渐形成的,尤其是在第四纪期间得到进一步发展。青藏高原的隆升、亚洲季风的形成和发展是影响我国新生代以来环境变化的最重要事件。苏北盆地新生代沉积发育,由于其连续性好、分辨率高、包含信息丰富,加之地处中国东部典型季风区,海陆交汇、南北过渡,区域特征十分显着,在东亚季风演化和区域环境变化研究领域受到越来越多的重视。以苏北盆地XH-2孔岩芯为研究材料,通过古地磁和沉积速率推算方法建立了 XH-2孔的地层年代序列,其底部年代约为6.65Ma。通过孢粉学研究方法,初步建立晚中新世以来苏北盆地XH-2孔的古气候与古植被的演变过程。根据孢粉组合特点,将孢粉组合划分为17个带,结合岩性、粒度、自然伽玛测井曲线、磁化率、元素等指标的分析,将苏北盆地6.65Ma以来的环境演化划分为7个大的阶段。第一阶段:6.65~5.29Ma气候较为暖湿,存在干湿波动;第二阶段:5.29~3.70Ma前期较为干旱后期转为温和湿润;第叁阶段:3.7~2.78Ma气候偏冷、干,但其中有变温的波动;第四阶段:2.78~1.86Ma气候为一相对干旱时期,期间有大的干湿波动;第五阶段:1.86~0.94Ma气候相对干旱,存在多次暖湿波动;第六阶段:0.94~0.39Ma气候较为温和湿润且干湿波动明显;第七阶段:0.39Ma~0气候趋向暖湿。通过晚中新世以来中国其他区域陆相沉积环境记录的探讨,发现从中新世晚期以来气候变迁从总体上看具有相对一致性,但是由于各个地区地理位置不同,区域内部环境的演化过程也存在一定的差异性。苏北盆地环境演化过程主要受青藏高原的隆升、全球气候变化的影响,除此之外,沉积环境、水系调整等因素都对苏北盆地晚中新世以来的气候演变有重要影响。

卫艳[4]2005年在《苏北盆地兴化钻孔末次间冰期以来的古气候环境记录》文中提出本文研究区位于苏北南黄海盆地的陆上部分,该盆地是我国东部一个兼跨海陆的盆地,受东亚季风影响显着,海、陆、气耦合作用明显,自新生代以来沉积地层连续,蕴藏着丰富的古气候环境信息。因此在第四纪环境变化研究领域是连接海洋记录与内陆记录的关键地段。通过对苏北盆地兴化钻孔剖面顶部25m沉积物岩性特征的描述、年代测定、以及粒度、磁化率、碳酸盐、孢粉等多环境代用指标的数据处理与分析,初步建立了苏北盆地末次间冰期以来的古气候环境的演变过程与特征,并为进一步讨论该时段中国东西部气候环境演变提供了独特材料。 根据兴化钻孔顶部25m沉积物岩性特征的描述、中值粒径、Md—S_0的散点图、概率累积曲线、频率曲线等粒度参数分析,反映出钻孔顶部25m的沉积环境主要为湖泊相沉积环境,其间因降水量增多,来水量大等原因使入湖河流沉积动力增强,波动加大,造成沉积物颗粒变粗。 根据~(14)C测年、磁化率曲线及孢粉图谱与SPECMAP曲线相对比,推算并建立了苏北盆地兴化钻孔剖面沉积物顶部25m的沉积地层年代序列:末次间冰期深度范围是25~17m,末次冰期范围是17~5.8m,全新世对应范围是5.8~0m;这一划分结果与已有的研究结果具有良好的对比性。 根据沉积剖面年代序列,并结合磁化率、孢粉等环境代用指标和SPECMAP曲线间良好的对应关系,将兴化钻孔剖面沉积物末次间冰期以来的沉积环境划分为五个阶段:即末次间冰期(MIS5)、末次冰期早期(MIS4)、末次冰期间冰段(MIS3)、末次冰期冰盛期(MIS2)和冰后期(MIS1)。并得出研究区域(对应的年代为125kaB.P.)的气候经历了以下几个演化阶段:深度25~17m(124.2~76.4ka B.P.)为相对湿润气候期,后期气候有所转凉;17~13.5m(76.4~55.5kaB.P.)为相对干旱气候期;13.5~8.5m(55.5~25.6ka B.P)为相对湿润气候期;8.5~5.8m(25.6~10kaB.P.)为相对干旱气候期;5.8~0m(10ka B.P.~至今)为相对湿润气候期。末次冰期检测出6个冷事件及冰消期一个突然变冷事件,初步认为是H1~H6及YD事件的表现。因缺少绝对年代的测定,冷事件需进一步确定。 苏北盆地兴化钻孔剖面顶部25m的沉积记录与典型黄土、深海氧同位素、极地冰芯记录相对比,得出苏北盆地兴化所在地末次间冰期以来的古气候环境演变既有与全球气候环境相一致的特征,又有自身的独特性。

牛旭亚[5]2013年在《中更新世以来苏北盆地XH-2孔的古植被与古气候研究》文中研究说明在中更新世全球气候转变中,发生了数次显着的气候转型,一次是中更新世气候转型(MPT),另一个显着的气候转变为中布容事件(MBE),这些转型事件在不同区域的气候与植被变化中响应过程和机制的探究是当前全球变化研究的热点。苏北盆地处于我国东部季风叁角区的南缘,植被与气候深受季风的影响,因此选择苏北盆地开展研究可以揭示该地区第四纪期间气候与植被冷暖波动的敏感性和东亚季风演化提供证据。以苏北盆地XH-2孔上部5.81-80.84m的连续岩芯为研究材料,通过孢粉学研究方法,初步建立中更新世以来苏北盆地XH-2孔的古气候与古植被的演变过程。通过木本植被孢粉百分比数据与深海氧同位素和黄土磁化率的气候地层对比,并结合14C、古地磁测年数据,建立了苏北盆地XH-2孔中更新世以来的年代地层序列。结合数据处理与分析结果,将XH-2孔中更新世以来的生物地层划分14个孢粉组合带,并将植被演替划分为6个演替过程:80.84-75m为含常绿树种的落叶阔叶混交林——75-53m为常绿-落叶阔叶混交林——53-45m为落叶阔叶林——45-30m为常绿-落叶阔叶混交林——30-10m为含常绿树种的落叶阔叶混交林——10-5.81m为芦苇荡植被。中更新世以来苏北盆地XH-2孔沉积记录显示,在MIS16、12阶段发生明显的降温事件,导致植被组成发生显着改变。MIS19-17期间,生长茂盛的亚热带常见的落叶阔叶树种山核桃属、悬铃木属、胡桃属等,以及后期出现的较多的落叶阔叶树朴属在MIS16阶段均出现较明显的快速减少的态势。MIS12时段前后,木本百分比由明显高于草本百分比转变为与草本百分比相当甚至低于草本百分比。植被组成中喜暖湿的栎属、青冈属、枫香、枫杨属等在MIS16几乎消失,在MIS15-13期间逐渐繁盛,在MIS12期间又迅速减少,此变化可与洛川黄土L6、S5、L5很好对比。从孢粉记录可以看出,苏北盆地的气候在0.45Ma发生重大改变,10万年的冰量周期开始表现强烈,与深海氧同位素记录有很好的对应。

谢建磊[6]2017年在《长江叁角洲地区上新世以来主要气候转型事件的沉积响应研究》文中进行了进一步梳理长江叁角洲地区地质环境条件比较脆弱,松散层中孔隙水发育,软土层广布。充分认识上述与国民经济建设密切相关的地质条件,脱离不了中国东部,乃至全球新生代以来气候演化的框架认识。上新世以来,现长江河口地区堆积了近500 m的松散沉积。在这一较厚的松散层中,沉积环境的改变和演化不是偶然的,而是气候等因素作用下的必然现象。然而受制于测年手段、沉积环境变化复杂等因素的影响,对长时间尺度内的气候事件及其对区域、全球气候变化的响应研究比较薄弱、争论较大。因此,本文针对长江口横沙岛松散层厚395.4 m的LZK1孔开展了古气候演化沉积响应的综合研究工作。本次针对磁化率、粒度等传统指标进行了较高密度的采样,并引入了粒径—标准偏差、粒度端元组分模拟、轨道调谐、数字滤波、R/S分析、功率谱和小波分析等线性、非线性的数学处理方法开展了尝试研究,建立了天文年代标尺,综合对比了气候事件的沉积记录,并初步进行了气候周期变化研究,分析了沉积环境与气候之间的耦合关系。结果显示,相关方法在具有短时间尺度沉积缺失的持续沉降地区具有适应性,并能取得比较有效的成果。本次主要成果和认识有:1、沉积旋回清楚,沉积物特征复杂,沉积环境多样,沉积速率阶段性明显。研究剖面可划分为213个小层,15个大层。沉积物类型有粘土质粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、粘土—粉砂—砂、细砂、中砂、粗砂和含砾粗砂、砾质粗砂、砂质砾、泥质砂质砾等。上新世以来,先后发育了冲积扇、辫状河、曲流河、湖泊、曲流河、湖泊—河口湾、曲流河、河口湾、浅海、叁角洲等多个沉积体系。沉积速率变化呈现明显的阶段性。晚更新世以来沉积速率较高,晚全新世达到最大,平均可达4.1~8.5 m/ka;晚更新世以前,平均沉积速率整体波动不大。在1076~1787 ka和5232~6033 ka间极低,约0.011 m/ka。2、质量磁化率、频率磁化率的粒度效应差别较大,气候指示意义不同。质量磁化率、频率磁化率总体上呈中等的负相关性,但局部层位无相关性,都以13~15 m、80~90 m、220~230 m、290~295 m为界发生四次显着变化,其中前叁者与平均粒径、粒度组成含量的突变深度相一致。质量磁化率受粒度控制明显,多与250μm以下粒极正相关。频率磁化率除局部层位外,受粒度控制不明显。磁化率的气候指示意义不确定性较大,高磁化率可指示干冷气候,也可指示暖湿气候,而频率磁化率的气候意义较明确,高值指示暖湿气候,低值指示冷干气候。3、建立了剖面约6.3 Ma以来的年代标尺,识别了16次可能存在的极性漂移、亚时事件,且研究表明在有短时间沉积缺失的持续沉降区,可以通过轨道调谐方法建立总体可靠的年代框架。全新统、上更新统、中更新统、第四系和Gi/Ga界线、Gilbert底界分别约在41.6 m、107.1 m、143 m、219 m、296.6 m、369.6 m。可能记录了全新世I、全新世II、哥德堡、Mono lake、Laschamp、Blake、M/B Precursor、Kamicatsura、Santa Rosa、Jaramillo-cobb mountain、Olduvai、Feni-Reunion、Keana、Mammoth、sidufjall、Thvera等16个极性飘移和极性亚时事件。调谐后的频率磁化率在轨道周期上与ETP曲线高度相关,相关性超过了95%检验标准。100ka、41ka和23ka周期的带通滤波曲线与偏心率、斜率和岁差在振幅和相位上吻合较好,但局部时间段有差异,可能与低沉积速率、沉积速率突变或短时间尺度的地层缺失等因素有关。研究表明,在具有短暂沉积缺失的持续沉降区域,只要保证样品分辨率,可以通过轨道调谐方法建立可靠的年代框架4、通过粒径—标准偏差分析和端元组分模拟方法,提取了剖面的敏感粒径和端元组分,构建了两个组合端元组分分别作为夏季风和冬季风的替代指标。全剖面提取的敏感粒径和分段提取的敏感粒径差别较大,包含关系较差;但全剖面提取的端元组分与分段提取的端元组分基本相近,且能被后者包括。考虑粉尘堆积中悬浮组分通常的上限粒径,认为EM1(2.7~3.9μm)、EM2(10.8~14.3μm)、EM3(33.1~36.2μm)、EM4(76.7~83.9μm)四个端元组分直接或间接含有气候信息。以长期悬浮粉尘堆积的上限为界,构建了EM1+EM2、EM3+EM4两个组合端元,认为分别具有夏季风和冬季风气候演化指示意义,且与灵台黄土剖面平均粒径阶段具有明显可对比性。5、粒度端元组分、平均粒径、质量磁化率、频率磁化率的H值与区内现代气候指标值十分接近,可以很好地指示气候环境的变化。EM1+EM2粒度端元组分、平均粒径、质量磁化率、频率磁化率的H值较接近,且接近1。它们与现代夏季日照数、年最低日气温的H值相近,这表明其与夏季风的强弱密切相关。EM3+EM4粒度端元组分H值与其他四个差别较大,但大于0.5。与冬季平均气温、日照数基本相当,表明与冬季风的强弱密切相关。6、各类气候代用指标具有可比性,综合相关指标提出了上新世以来的气候框架,5.2 Ma、3.5 Ma、2.7 Ma、2.2 Ma、1.5 Ma、1.1 Ma、0.6 Ma等气候转化时间节点,与区域和全球尺度上的研究成果相一致。6.3~5.2 Ma,以暖湿气候为主,冬、夏季风作用均较强,但都逐渐减弱。5.2~3.5Ma间,仍以暖湿气候为主。以约4.7 Ma、4.2 Ma为界,夏季风呈减弱—增强—减弱的过程,而冬季风相对稳定。在约5.0 Ma同时发生冬、夏季风的强化事件。约3.5~2.7 Ma,气候较前一阶段明显变凉、变干,波动加大。夏季风轻微增强的同时,冬季风迅速增强并主导;但在3.0~3.1 Ma,冬、夏季风发生大幅波动。约2.7~2.2 Ma,冬、夏季风的同时显着加强,但冬季风仍占主导,气候变暖偏干。约2.2~1.5 Ma,气候仍较暖,但波动加大。夏季风总体稳定并略增强,冬季风较前明显减弱,两者呈反相关系。约1.5~1.1 Ma,气候较前阶段偏凉干,大幅波动。夏季风占主导,以1.2~1.3 Ma为界,由大幅波动转为逐渐减弱,与此同时,冬季风开始增强。约1.1~0.6 Ma,气候暖湿与干冷交替明显,波动进一步加大。夏季风继续减弱,而冬季风继续增强,两者呈继续反相关。约0.6~0.2 Ma,气候仍表现为暖湿与干冷交替的大幅波动,但总体呈暖湿特征。总体上,夏季风减弱,冬季风增强,两者呈反相关系。0.2 Ma以来,气候的暖湿与干冷交替波动加剧,冬、夏季风呈反相关系,表现为大幅度的增强(减弱),但夏季风总体上有所减弱,冬季风加强。MIS5期,气候暖湿,发育MIS5e、MIS5d、MIS5c叁个阶段。MIS4期,气候变冷,MIS3期(本剖面仅保留48~29 ka阶段沉积),气侯略回暖,夏季风强度相对MIS4应变化不大,但波动明显,而这个阶段的气温转暖可能与冬季风的相对明显减弱有关。末次冰消期始于16 ka,在14 ka附近气候迅速转暖,可能指示B/A暖气的开始。全新世气候呈叁分的特征,约11ka~5.5 ka间以夏季风占主导。约5.5~2.0 ka,气候明显变干。约2.0 ka以来,呈降温和变冷过程。7、初步的气候周期表明,不同指标记录的气候周期有一定差异,但总体都表现出了强烈的岁差和半岁差周期。周期数值波动性较大,具有一定规律性。频率磁化率、EM1+EM2粒度端元组分、Rb/Sr指标的频谱分析表明,区内气候周期主要呈准长偏心率(330 ka)、准200 ka(200 ka、250 ka、166-185ka)、准短偏心率(72~125 ka)、准斜率(38~50 ka和26~33 ka)、准岁差(16~23 ka)和半岁差(10~13 ka)等周期特征。除长周期外,其他周期都波动性较大,尤其是岁差周期,可能与沉积速率较小或短时间尺度的冲刷侵蚀等因素有关。600 ka、1100ka前后存在偏心率、斜率周期发育的区别,可能与中更新世气候革命有关。8、沉积环境变化与气候演化密切相关,清楚记录了区内在MIS5、MIS3、MIS1期间在气候控制作用下发生的叁次海侵事件。气候转型阶段会缺失部分短时间尺度的沉积记录。

参考文献:

[1]. 苏北盆地兴化孔晚更新世以来的古植被和古气候记录[D]. 郭平. 南京师范大学. 2004

[2]. 苏北盆地兴化孔中更新世的古植被和古气候记录[D]. 王丹. 南京师范大学. 2005

[3]. 苏北盆地XH-2孔晚中新世以来古植被与古气候研究[D]. 宋雪芳. 南京师范大学. 2016

[4]. 苏北盆地兴化钻孔末次间冰期以来的古气候环境记录[D]. 卫艳. 南京师范大学. 2005

[5]. 中更新世以来苏北盆地XH-2孔的古植被与古气候研究[D]. 牛旭亚. 南京师范大学. 2013

[6]. 长江叁角洲地区上新世以来主要气候转型事件的沉积响应研究[D]. 谢建磊. 中国地质大学. 2017

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苏北盆地兴化孔晚更新世以来的古植被和古气候记录
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