我国东北地区黄土堆积的光释光测年和沉积过程分析

我国东北地区位于东亚季风与西风环流交替影响的地带，具有生态环境脆弱性，也受全球环境变化的深刻影响。风尘堆积对气候变化的响应较为敏感，是晚第四纪环境变化的良好记录。但是，目前对该区域黄土堆积与环境演变的研究比较薄弱，特别是缺少系统可靠的独立年代数据。本申请项目拟从年代学和沉积学入手，对东北地区4-6个典型的末次冰期以来的黄土剖面进行系统采样，并进行高密度的光释光测年、沉积相分析和气候替代性指标测试，利用具有独立年代学控制的多个黄土记录对比，初步建立我国东北地区末次冰期以来风成黄土的光释光年代序列。在此基础上，反演研究区黄土的沉积过程，并分析其驱动机制。

本项目从年代学和沉积学入手，通过对东北地区赤峰、库伦等地典型的风成黄土序列高密度光释光测年、沉积相分析和气候替代性指标测试，获得了以下认识：.1) 光释光测年技术可以很好的应用于我国东北地区黄土沉积年代测定，首次获得了研究区黄土堆积较为可靠的独立释光年龄。基于光释光年代和古气候替代性指标分析，发现东北地区的科尔沁沙地在26.2万年发育了古沙层，揭示这一地区经历了一次强干旱化过程，可能是中国北方一次较为普遍的干旱气候事件，受全球气候变冷的控制；2) 基于高密度光释光测年、结合古地磁定年和古气候替代性指标分析，发现我国东北地区科尔沁沙地南缘的黄土堆积应早于1.0 Ma，指示东北地区（包括科尔沁沙地）的半干旱气候至少在早更新世晚期已经发育；3) 通过对黄土-古土壤沉积序列Rb、Sr地球化学特征研究，发现东北地区黄土 Rb/Sr 值作为反映东亚夏季风强弱变化的替代性指标是可行的，综合地层特征和光释光测年结果分析，晚第四纪我国东北地区的科尔沁沙地古气候存在多次明显的干湿变化，特别是在108-144ka、233±21ka 和 86±7ka 前后，气候较为暖湿；在 261±32ka 前后，极为干冷，甚至出现沙漠化过程。晚第四纪科尔沁沙地的古气候变化，是东亚季风强弱变化的反映, 也可能是全球气候变化在我国东北地区的体现；4) 基于高密度光释光测年结果、粒度和 Sr、Nd同位素特征分析，末次冰期以来东北地区黄土-古土壤沉积序列的粒径由北向南逐渐变细，>63µm 颗粒含量逐渐变小，表明研究区赤峰一带黄土沉积主要是近源堆积而成。同时，东北地区黄土沉积的Sr、Nd同位素兼有科尔沁和浑善达克两沙地物质的同位素特征，可能表明浑善达克沙地对该地黄土的物源也有一定的贡献。这些认识促进了中国东北地区第四纪环境变化规律和驱动机制的理解。