河西走廊花海盆地芒硝沉积与古湖岸堤的年代学及古气候意义研究

花海是位于河西走廊季风-西风过渡带的一个封闭湖盆，该湖中心沉积了三层芒硝沉积，湖盆周围发育了多道古湖岸堤。芒硝沉积是古气候冷事件的指示地层，古湖岸堤是湖面波动的地貌学证据。两者都被广泛应用于第四纪湖泊演化与古气候的研究。以往该地区古湖泊演化的年代学研究主要基于14C测年。由于14C测年在干旱区的应用受到诸多因素的限制，使年代学存在不确定性，年代框架依然存在争议。本研究拟应用光释光技术进一步解决研究区湖泊演化的年代学问题。将光释光测年技术应用于花海古湖岸堤及各芒硝层顶部和底部湖相沉积，并运用U系法直接对芒硝沉积层进行测年，以此确定三层芒硝沉积和古湖岸堤形成的年代序列；结合湖岸堤的年代和差分GPS对湖岸堤的测量结果，建立花海古湖面波动序列。根据建立的年代学框架及芒硝对温度的指示意义探讨区域古气候冷事件对全球变化的响应，并探讨湖岸堤对区域降水的指示意义及季风-西风环流系统相应的演替历史。

本基金项目开展了河西走廊花海地区及邻区晚第四纪湖泊演化的年代学研究。该项目按照申请书中的研究计划，完成了花海地区湖泊地貌学和湖相剖面沉积地层学调查。结合遥感图像判别湖岸堤地貌，使用GPS 测定其空间高程和分布情况，并对其进行系统的沉积学描述和采样，共采集了50个OSL样品和28个14C测年样品以及200套指标测试样品。研究结果表明，花海地区最高湖相地层或湖岸堤（高出湖心约50 m）的14C数据全部落在35-25 cal ka BP，然而OSL测年结果却表明这些湖相地层和湖岸堤形成于90-70 ka。两种测年技术的可靠性评估表明本研究中OSL测年结果是可靠，导致较老地层的两种测年结果出现巨大差异的的原因可能是14C测年低估了样品的实际年龄。这一研究对高湖面的传统观点（即，认为我国西部晚第四纪高湖面形成MIS3a）提出了挑战。另外，一个湖相沉积地层（含芒硝沉积）的系统14C测年结果表明了14C年龄碳库效应随时间变化，不同地层的碳库效应存在差异。这一结果对认识湖泊沉积物14C年龄碳库效应的时空差异性具有重要意义。此外，在本项目和其它国家自然科学基金项目的资助下，我们对腾格里沙漠晚第四纪古湖泊演化的年代学和驱动机制，兰州古沙丘形成年代及环境意义，青藏高原当惹雍错和内蒙古黄旗海的全新世湖相地层光释光年代学进行了研究，并完成了项目主持人的博士论文。该项目资助在Quaternary Research，Quaternary International，Quaternary Geochronology，Global and Planetary Change以及The Holocene等国际SCI刊物上发表7篇论文（其中6篇的第一作者或通讯作者是项目主持人）。