鄂尔多斯高原全新世风尘赤铁矿浓度及其古环境意义

Aeolian dust has received extensive concerns because of its important influences on climate change and human development. The Ordos Plateau is the key area that linking the source regions and depositional areas of Asian aeolian dust, therefore, it plays an important role on the cognition of the spatio-temporal patterns of Holocene Asian aeolian dust variation. However, the lack of multi-proxy Holocene aeolian dust reconstruction record over the Ordos Plateau restraints the understanding of the emission, transport and deposition mechanism of Asian aeolian dust. In this study, we plan to select aeolian deposits of the Ordos Plateau as research objects, use coarse quartz single-aliquot regenerative-dose (SAR) optically stimulated luminescence (OSL) as the dating method and environmental magnetism as the major research method, supplying with grain size, chroma and geochemistry elements to reconstruct the variation history of aeolian dust concentration. The citrate-bicarbonate-dithionite (CBD) dissolution, diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and end-member modelling of isothermal remanent magnetization (IRM) acquisition curves methods will be used to separate and extract the magnetic signal of detrital hematite, which will be used as proxy for mineral dust concentration. Extensive and detailed comparisons to other Asian dust records will be made, in order to understand the spatio-temporal patterns and emission, transport and deposition mechanism of Holocene Asian mineral dust. The coupling mechanism among mineral dust, climate change and human activity will be assessed by comparing mineral dust records with climate change and human activity series referred from previous studies.

鄂尔多斯高原是联系亚洲风尘源区和沉积区的关键地带，对理解粉尘释放、传输和沉降机制有重要的意义，然而目前该区还缺乏基于多参数综合研究的全新世粉尘浓度重建记录。本项目拟选取鄂尔多斯高原风成沉积剖面为研究对象，利用石英单片光释光测年建立年代框架，以环境磁学为主要研究手段，采用CBD化学溶解、漫反射光谱和等温剩磁获得曲线端元分析等方法分离出风尘赤铁矿的磁信号，结合粒度、色度、地球化学元素等参数，重建鄂尔多斯高原地区全新世粉尘浓度演化历史。通过与其他地区粉尘重建记录进行对比，理解亚洲风尘演化的时空格局及粉尘释放、传输与沉降机制。同时，从地质记录和文献资料中提取研究区全新世气候变化和人类活动演化信息，并与粉尘浓度重建记录进行对比，探讨三者之间的耦合关系。本研究能为预测粉尘可能引起的生态环境和社会经济问题及制定人类应对政策提供地质材料支撑。

鄂尔多斯高原是联系亚洲风尘源区和沉积区的关键地带，对理解粉尘释放、传输和沉降机制有重要的意义。本研究选取鄂尔多斯高原3个风成剖面和1个风成砂-湖沼相沉积剖面为研究对象，通过系统的环境磁学研究，明确磁学参数变化机制，并分离出风尘和成土磁信号，遴选出风尘赤铁矿代用指标，在此基础上结合年代学结果重建了鄂尔多斯高原全新世粉尘演化历史。此外，搜集了毗邻的黄土高原地区的全新世黄土剖面测年结果，集成重建了黄土高原地区全新世粉尘堆积速率演化历史，并探讨了粉尘-气候变化-人类活动之间的耦合关系。主要研究结果如下：（1）“硬”等温剩磁（HIRM）与风尘磁化率存在显著的线性相关关系，表明赤铁矿在鄂尔多斯高原风尘磁性矿物中大体保持稳定的比例，HIRM可以用来指示风尘通量。（2）总体而言，鄂尔多斯高原北部的风尘磁性矿物浓度明显高于东南部。7.4 ~ 4.4 ka期间风尘磁性矿物浓度较低，4.4 ka迅速降低，随后风尘磁性矿物浓度逐渐增加。（3）黄土高原地区全新世风尘堆积速率演化的基本模式为：早全新世堆积速率中等，中全新世堆积速率最低，晚全新世堆积速率逐渐增加。（4）全新世粉尘活动的主控因素是东亚夏季风而不是东亚冬季风。人类活动的影响可能会叠加在夏季风调制的粉尘活动之上。在相同的夏季风降水背景下，4 ka之后的粉尘活动比以前强得多，这可能与粉尘源区人类活动的加强有关。值得注意的是，在过去2000年期间，粉尘活动显著增强的几个时间段并没有伴随着夏季风降水的减少，而是对应于粉尘源区人口的显著增加。