晚全新世以来中亚咸海湖泊粉尘记录与气候环境变化研究

对GISP 2冰芯中的粉尘研究表明，控制中亚地区粉尘活动的西伯利亚高压系统可能与北大西洋地区低压系统有关，要证实二者的关系需要在中亚地区寻找粉尘活动的历史记录。本研究拟选择中亚西部咸海湖泊沉积进行晚全新世古环境重建，尤其是建立粉尘变化记录。通过表层样品的粒度分析、粘土矿物和元素地球化学分析,掌握咸海现代粉尘的来源和搬运过程,为古气候古环境解释提供依据；通过岩芯样品高分辨率的研究，利用多种指标（粒度、粘土矿物和地化）反映咸海湖泊粉尘近2000年来的风场强度、物源以及陆源粉尘碎屑物质供应大小的变化。重建咸海地区大气环流格局的演化历史，讨论咸海湖泊粉尘沉积对区域和全球气候系统的响应，评价人类活动对咸海地区环境变化所产生影响。

亚洲粉尘形成和变化和气候系统的影响有着紧密的联系，可能与北半球的冰盖、海洋以及大气环流相关。通过格陵兰冰芯的研究，Meeker & Mayewski（2002）发现在年-百年尺度上亚洲粉尘和西伯利亚高压之间存在线性关系。为验证这一假说，本项目选择中亚内陆地区的咸海湖泊沉积物进行验证。在本项目的经费支持下，我们主要开展了研究区大气环流季节性变化特征调查、表层沉积物粒度分析、钻孔记录粒度、粘土矿物、全样矿物和元素地球化学分析等一系列工作，基本完成了申请书中所列出的研究内容。通过分析取得的主要认识和成果为：.（1）钻孔沉积物样品的粒度分布特征与现代粉尘粒度分布特征相似，表明咸海沉积物中有粉尘物质的贡献。.（2）粒度分布数据和X-荧光岩芯扫描（XRF）数据主成分分析揭示细粉砂组分（6-32μm）对粉尘物质的贡献变化敏感，细粉砂/粗粘土比值可作为指示中亚地区春季粉尘活动以及大气环流强弱的指标。.（3）粒度分布非负矩阵端元分析表明，咸海湖泊沉积粒度可以分解成3个端元或因子，可以分别解释为层状冲刷作用、粉尘输入和沉积物的再搬运过程；其中因子2分布特征与典型的风成沉积相似，它所对应的混合系数可以作为指示咸海地区粉尘变化的指标。该指标与细粉砂/粗粘土指标有良好的线性关系。.（4）综合分析表明，中亚西部粉尘活动规律可以分为 5个强弱更替的波动阶段。较弱时期包括A.D.0-350，A.D.700-1400， 1940-现今；较强时期为A.D.350-700和A.D.1400-1940。特别值得注意的是从中世纪暖期到小冰期，粉尘活动强度增加最显著。分析表明，中亚地区粉尘活动与大气压、气温的变化具有良好的耦合关系。.（5）粘土矿物初步分析揭示咸海沉积物中粘土矿物类型包括蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石。粘土矿物中蒙脱石的含量最高，指示物源区沉积物以干旱气候条件下的物理风化为主。伊利石和绿泥石的异常高值期与湖平面较低时期一致，反映粘土矿物含量的变化和湖平面的变化有一定的联系。