吉兰泰地区晚更新世大湖期存在的沉积地层及测年

选择吉兰泰古湖为研究对象，沿吉兰泰盆地中心线布设3个钻孔（分别位于吉兰泰坳陷区、中间过渡区和磴口隆起区），采用地质岩芯钻机钻取完整的湖芯沉积记录；在沉积相、沉积环境分析和地层对比的基础上，从沉积角度检验晚更新世吉兰泰及周边地区是否存在连通的深水大湖。在测量岩芯地层中陆生植物残体的AMS C-14年代、砂层的光释光年代及完整岩芯地层的天然剩磁相对强度曲线的基础上，建立吉兰泰地区沉积地层末次间冰期以来的年代序列。通过地层中优势孢粉种属分析，从大框架上辨识与大湖期高湖面对应沉积地层形成的气候环境（冰期还是间冰期），检验吉兰泰地区岩芯地层年代序列及最高湖面测年结果的可靠性。综合岩芯和湖岸线的研究成果，回答吉兰泰地区是否存在晚更新世的连通大湖及大湖期的确切时代。本研究不仅有助于回答深海氧同位素三阶段中国西部地区的气候和环境是否真正有别于全球其它地区这一科学问题，而且能为深入理解黄河演化提供直接证据。

本研究分别在盆地内部的吉兰泰次级凹陷区和磴口次级隆起区的中心进行了沉积岩心的钻探，并在早先报道的“吉兰泰-河套”古湖最高湖岸的更高海拔区域获取了新的高湖面沉积记录。在沉积相、沉积环境分析和地层对比的基础上，从沉积地层角度验证了吉兰泰盆地曾经发育过深水大湖。在采用石英和钾长石测量位于盆地边缘的多个剖面中稳定厚层湖相沉积层底部的非湖相层年代的基础上，认识到可能早在中更新世吉兰泰盆地就开始发育深水大湖。在采用石英矿物测量岩心中砂层的光释光年代及采用孢粉提取物测量碳十四年代的基础上，初步建立了吉兰泰地区沉积地层晚第四纪的年代序列。位于吉兰泰盆地中心钻孔的岩心记录和残存于吉兰泰盐湖周围的湖岸线记录比较一致地支持，吉兰泰西岸的湖岸线比较忠实地记录了湖水的退却。通过剖面及岩心中不同时段深湖亚相粘土层的厚度、粒度分布特征、孢粉组合等环境代用指标的比对，从大框架上理解到吉兰泰盆地氧同位素五阶段存在深水湖泊、三阶段则为沙漠-湖泊共存的环境格局，即深海氧同位素三阶段吉兰泰盆地的气候环境格局与中国东部季风区相似,这一认识能为理解我国西部地区深海氧同位素三阶段是否存在特殊的气候环境提供依据。此外，对分布于“吉兰泰-河套”盆地中的乌兰布和、库布齐沙漠及吉兰泰盐湖周围沙漠景观的时空演化进行了研究，发现这些地区的沙漠景观形成于距今2万年以来、特别是2 ka以来，其中距今5 ka之前的几次沙漠景观的快速发育比较敏感地响应了亚洲夏季风减弱影响下区域有效湿度的降低、而近2000 年来区内沙丘的快速形成很可能是是暖干化气候背景下人类工农业活动加剧的结果，这一认识能为荒漠化治理方案的确定乃至沙漠边缘城市大气环境治理提供参考。