基于粘土粒级铁组分重建渭河盆地始新世降水量变化的研究

The initiation and evolution of East Asian monsoon is central to understand the climate pattern of our country, especially the precipitation changes in the regions sensitive to monsoon climate. In this project, iron species (i.e. free iron/total iron) and clay mineralogy work on the Honghe Formation at Zhijiagou site with high-resolution magnetostratigraphic age control (~45-33 Ma) in the Weihe Basin, Shaanxi Province will be carried out to reconstruct the humidity changes. To get the quantitative/semi-quantitative results, modern calibration will be done based on the relationship between the iron species and clay mineralogy of the surface sediments and local annual precipitation in the different climate zones. In combination with other climate records, the temporal evolution and spatial distribution of humidity in the East Asia during the Eocene greenhouse world will be analyzed to provide constraints for the initiation and evolution processes of the paleomonsoon.

东亚季风气候的起源和演化是理解我国气候格局形成的重要科学问题，其中季风敏感区的降水量变化具有指示意义。本项目拟选取有高精度古地磁年代控制的陕西渭河盆地蓝田地区红河组始新世支家沟剖面（~45-33 Ma），采用沉积物粘土粒级的铁组分（游离铁/全铁）和粘土矿物指标尝试定量重建研究区的干湿变化。为获得定量/半定量的结果，拟分析现代不同气候带流域及其盆地稳定的地表沉积物的铁组分和粘土矿物含量与降水量的关系，通过建立经验模型来重建始新世的降水量变化。结合始新世其他区域的气候演化记录，综合分析“温室”背景下亚洲各区域气候的时空演化格局，为古季风气候的起源与演化过程提供证据。

东亚季风气候的起源和演化是理解我国气候格局形成的重要科学问题，其中季风敏感区的降水量变化具有指示意义。本研究选取了有高精度古地磁年代控制的陕西渭河盆地蓝田地区红河组始新世支家沟剖面（~45-33 Ma），采用多指标共同约束渭河盆地红河组的干湿变化，包括粘土粒级的铁组分（游离铁/全铁）、粘土矿物含量以及碳酸盐指标，旨在为东亚季风气候的起源与演化提供约束。为探索指标的可靠性并尝试获得定量/半定量的结果，本项目首先分析从南京-秦岭现代不同气候带的表土沉积物粘土粒级不同组分的铁含量与降水量的关系，发现游离铁/全铁比值与年平均降水量有着很好的正相关关系（R2=0.46）的关系，论证了降水量是影响活动性铁含量变化的主导因素。然后通过重建红河组粘土粒级铁组分与粘土矿物含量的时间序列，并与碳酸盐指标相对比，我们认为渭河盆地始新世干湿变化呈阶段性发展，从始新世早期到晚期盆地水环境由封闭向开放转变，可能揭示了降水量的降低，尤其是41-37 Ma，随着全球温度下降，碳酸盐矿物含量降低，自生碳酸盐的碳氧同位素值升高，游离铁/全铁比值降低，伊利石风化指数也下降，均指示化学风化强度和降水量的减弱。但是其他时期各个指标之间的变化和指示的意义不太一致，合理的解释需要进一步完善。