长江三角洲东延区域风尘黄土次生作用及古环境信息研究

The loess in eastern plains of the Yangtze River Delta and the East China Sea islands belongs to an important part of the Chinese Quaternary loess. Since the 1980s, the applicants have researched the geochronology, porvenance and paleoenvironmental information of loess stratums in these areas. However, due to their sporadic distributions, and being existed in the warm-humid environments, the sediments have gone through strong post-deposit pedogenesis. Therefore, the research contents are lack of systematic and there is some misunderstanding.This application plans to research (1) the geologic age and the paleoenvironment background of aeolian deposit in the east plain of the Yangtze River Delta and on island of the East China Sea during the Last Glacial Period, (2) the pedogenesis processes of these loess stratums and the mechanisms of the hard clay. Whilst, the project will focus on the sedimentary system of these loess stratums, and the suitable indentification indices for paleoclimate and paleoenvironment reconstruction. The results of the present study will improve the understanding of the late Quaternary aeolian deposition system in the East China and have important theoretical and practical significance on the restoration of regional paleoclimatic envolution mode.

长江三角洲东部平原及东海岛屿风尘黄土是中国第四纪黄土的重要组成部分。自上世纪80年代以来，申请者研究了这一地层的年代、物质来源及古环境信息，然而由于东部黄土分布零星、研究内容分散，且长期处于温暖湿润的环境，后期改造较强烈，导致在认识上存在一些差异。本课题针对长江三角洲东部山顶下蜀黄土、东部平原埋藏黄土与东海岛屿黄土，研究（1）末次冰期以来平原和岛屿风尘物质的地质年代和古环境信息；（2）长江三角洲风尘沉积次生变化及硬质粘土的形成机理。由此探索晚第四纪中国黄土东延区域沉积体系，建立适合于研究区风尘黄土特性的古环境判别指标，探讨长江三角洲东部及岛屿风尘黄土中记录的古气候、古环境演变规律。研究成果有助于完善我国晚第四纪风尘沉积的东部堆积体系，对恢复区域古气候演变模式具有重要的理论和现实意义。

长江三角洲东部平原及东海岛屿风尘黄土是中国第四纪黄土的重要组成部分。多年来，由于典型剖面少、后期改造作用强烈等原因，长江三角洲风尘黄土的形成年代、古环境信息重建等仍存在较大的不确定性与争议。因此，发掘和研究更多的东部晚第四纪黄土地层，并相应地开展古环境重建工作，有助于厘清晚第四纪东部地区的古环境特征和演化过程，丰富全球环境变化在东部区域响应特征的认识。基于此，本项目以长江三角洲东部下蜀黄土、东部平原埋藏黄土与东海岛屿黄土为研究对象，综合采用光释光（OSL）和电子自旋共振（ESR）测年方法，构建了相应的地层年代框架。通过粒度、环境磁学、元素地球化学、孢粉和有机碳同位素等指标的综合分析，重建了研究区域晚第四纪的古环境特征。取得的初步认识主要如下：（1）东部晚第四纪黄土的形成时代可能老于B/M界限。根据电子自旋共振测年结果，通过沉积速率外推，确定周家山剖面的底部年龄约为741 ka，顶部年龄约为132 ka。（2）根据孢粉记录，鉴定出东部岛屿黄土的主要种群为木本花粉群；（3）长江沿岸下蜀黄土<5 µm和部分5~10 µm组分元素地球化学特征与洛川黄土相似，表明下蜀黄土细颗粒组分主要来源于亚洲内陆干旱区的长距离粉尘搬运沉积；沉积模式为高山源-河流搬运-沙漠过渡-西北内陆沙尘暴传输。下蜀黄土锆石U-Pb年龄谱显示300~180 Ma，540~360 Ma，900~720 Ma，1080~900 Ma，2040~1800 Ma和2600~2400 Ma六个主要的年龄组分，与长江沉积物相似；表明下蜀黄土粗颗粒组分主要来自长江下游泛滥平原区的近源沉积；沉积模式为高山源-长江搬运-长江下游风力搬运。（4）周家山下蜀黄土剖面和胡庙黄土剖面中C4植被相对丰度的平均值分别为13.4 %和28.8 %，表明两个研究区域的植被类型都是以C3植被为主。（5）通过综合对比研究剖面与全球晚第四纪经典的古环境演变记录，发现研究区与全球其他区域存在协同变化的同时，在MIS15-13阶段和MIS19-15阶段出现了一些差异性演化信号。这可能表明江淮流域晚第四纪气候变化响应于全球气候波动，同时也具有局地特征。