基于光释光测年的柴达木盆地风成沉积演化与环境变化研究

The Qaidam Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau, with high altitute,severe cold and arid climate, makes the desert special in the whole world. Additionaly, the Qaidam Basin located at the modern margin of Asian summer monsoon, so it was sensitive to the palaeomonsoon change. As a result, the studies of both aeolian processes and climate change are very important, and aeolian sediments in the Qaidam Basin could be served as perfect archives for these information. However, due to the poorly developed dating methods and the special depositional records, these crucial palaeoclimatic archieves have not been well studied,especially the chronology, which is basis for the palaeoclimatic reconstruction. In this project, both Optically Stimalated Luminescence (OSL) dating and radiocarbon dating will be applied to estabalish chronology for aeolian sediments in the Qaidam Basin to study the onset ages and evolution of aeolian sediments from different regions of the Qaidam Basin. On the basis of the well estabalished chronology, the starting ages and evolution processes of aeolian sediments in different regions in the Qaidam Basin will be studied. Then palaeoclimatic information will be reconstructed based on the effective moisture index in the eastern basin, and based on the sequence of aeolian sand and plant residual in the shrub-coppice dunes in the southern margin of the basin. Finally, relevent driving mechanisms of the evolution of aeolian sediments and palaeoclimatic changes in the Qiadam Basin will be discussed.

柴达木盆地地处青藏高原东北部，盆地内海拔高、极寒、极旱的环境，使其内部的沙漠在全球尺度上都有其特殊性，并且柴达木盆地位于亚洲夏季风边缘区，对历史上季风强度的变化响应比较敏感，因此，柴达木盆地的风成沉积过程和气候变化的研究有重要的研究意义，而盆地内的风成沉积可以很好的记录这些信息。但是由于年代学研究方法的限制和沉积记录的特殊性，这一重要的古气候记录未能得到足够的研究，尤其是年代学方面的研究基础十分薄弱，而系统、准确的年代学框架是进行古气候重建的基础。本研究拟采用光释光和14C测年对柴达木盆地内的风成沉积建立高分辨率的年代框架，研究风成沉积在盆地内各主要分布区的起始堆积时间和演化序列；并在此基础上对东部的风成沉积运用有效湿度指数法，对南缘灌丛沙丘应用风成砂和植被残体的交互沉积提取其记录的古气候信息；最终讨论风成沉积演化与气候变化的相关机制。

通过对柴达木盆地风成沉积进行系统的光释光和碳十四年代学研究，分别针对年轻和较老沉积物提出了可靠的光释光测年方法，并据此建立了柴达木盆地不同区域、不同类型风成沉积的年代学框架。确定柴达木盆地的干旱化和风蚀主要发生于MIS6以来，同时将风成沉积的历史拓展到MIS6末期以来，并填补了MIS5-3阶段风成沉积记录的空白，确定了LGM期间风成沉积几乎不存在的事实。末次冰期以来至晚全新世是铁奎沙漠风沙活动的主要时期，现有盆地南缘的灌丛沙丘和盆地中部的线形沙丘均形成于~3 ka以来，新月形沙丘则形成于0.1 ka以来。根据不同时期的风沙活动特征分析了古环境和古气候特征，根据高分辨率连续的黄土-古土壤剖面进行了全新世以来的古气候重建，发现中全新世以来是气候较为适宜的时期，形成古土壤，直至约2 ka以来才重新堆积黄土，这与气候变化的背景略有差异。本研究表明自末次冰消期以来铁奎沙漠内部发生了大规模的风水相互作用，影响了沙漠演化的进程，风水相互作用的大规模进行有助于沙漠的固定，而2ka以来风水相互作用的结束则会造成沙漠内部干旱化，引起沙漠的活化和粉尘输出的增加。因此风水相互作用可以影响沙漠内部以及外围整个风成沉积系统的演化，并据此提出风水相互作用等地表过程对沙漠演化和环境变化的控制作用。但在不同时间尺度上柴达木盆地风成沉积演化的驱动机制是不同的，冰期-间冰期尺度的环境变化和地貌演化主要受全球气候变化的控制，而轨道尺度的环境变化则受气候变化和地表过程的共同控制。.