北京平原区晚更新世以来古环境演化

论文摘要

近年来气候系统的快速变暖,使人类更为迫切地希望了解气候的变化规律,预测未来气候的变化趋势。晚更新世以来的气候变化距今时段较近,各种地质记录信息极为丰富,更重要的是其刚好包括了最后一次冰期-间冰期旋回,对于揭示第四纪气候特征和预测未来环境变迁有重要的借鉴意义。北京平原区作为研究区域—半湿润向半干旱过渡的灵敏区域,其特殊的地理位置能更好反映晚更新世以来的古环境演变历史。本文通过对北京平原区昌平钻孔高密度采样,运用OSL测年,对样品进行δ13Corg、碳酸钙、粒度特征分析,揭示了北京平原区晚更新世以来古环境变化特征及千年尺度的气候变化事件。结合格陵兰冰芯和深海氧同位素曲线对比,初步探讨其驱动机制。研究表明,δ13Corg值主要反映了温度是其主要控制因素,粒度和碳酸钙含量变化主要与降水量的大小有关。北京平原区晚更新世以来的气候演化可划分出4个主要阶段:末次间冰期（MIS5;76 ka B.P.以前）气候温暖;末次冰期早冰阶（MIS4;76-56 ka B.P.）气候温和适度;末次冰期间冰阶（MIS3;56-18 ka B.P.）气候出现多次急剧的冷暖波动;末次冰期盛冰期（MIS2;18-13 ka B.P.）气候冷干,而其中的每个阶段可以划分出若干个次级波动。北京平原区晚更新世以来的气候变化与国内黄土研究相符合,存在与GRIP冰芯、北大西洋深海沉积物相似的千年尺度气候变化,主要表现为深海氧同位素的MIS5-2阶段、H1-H9冷事件及Bond旋回暖事件（1,2,4,8,12,17,18,19,20,21,23）,亚洲季风系统模式与末次冰期-间冰期循环是耦合的,千年尺度的气候波动明显表明了亚洲季风系统的不稳定性。但气候变化的耦合中也存在一定的区域差异,与格陵兰冰芯记录相比,研究区MIS3阶段有所推迟,MIS3阶段晚期为冬季风较弱的相对温暖时期;此外亚洲季风的加强快于GRIP氧同位素记录,且各H事件的变化幅度差别较大,差异性的存在是全球气候背景下区域古环境变化的反映。在驱动机制上,冬、夏季风主要受全球冰量的驱动,但夏季风在冰期与间冰期短时间尺度上的气候事件还有其他驱动因子,不能用轨道尺度的米兰科维奇理论来直接解释,这些可能与微地形、气象、水文等区域因素及其他更复杂的驱动机制有关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据及项目依托
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 研究现状与存在问题
• 1.3.1 晚更新世以来气候环境变化研究现状
• 1.3.2 北京平原区研究现状
• 1.4 研究思路与技术路线
• 1.4.1 研究思路
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 完成的主要工作量
• 第2章 北京平原区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 气候与植被
• 2.3 地貌及区域地质特征
• 2.3.1 北京平原区地貌
• 2.3.2 地质构造特征
• 2.3.3 第四纪地层特征
• 第3章 剖面的地层特征及测年
• 3.1 昌平钻孔的岩性特征
• 3.2 样品的采集及剖面测年
• 3.2.1 样品的采集
• 3.2.2 剖面测年
• 第4章 昌平钻孔晚更新世以来的有机碳同位素特征及其古环境意义
• 4.1 有机碳同位素分析原理
• 4.2 实验方法
• 4.3 有机碳同位素测试结果
• 4.4 有机碳同位素的变化特征及古环境意义
• 4.4.1 76 ka B.P.以前的末次间冰期（MIS5；30.15-22.8m）
• 4.4.2 76-13 ka B.P.的末次冰期（MIS 4-2；22.8-3.18m）
• 4.5 昌平钻孔有机碳同位素与黄土高原地区的对比
• 第5章 沉积物粒度特征与沉积环境
• 5.1 粒度分析原理
• 5.1.1 分析原理
• 5.1.2 分析方法
• 5.2 粒度特征及其古环境意义
• 第6章 剖面碳酸钙含量及古环境意义
• 6.1 碳酸钙测试的理论基础
• 6.2 实验方法
• 6.3 碳酸钙测试结果
• 6.4 碳酸钙古环境意义
• 6.5 碳研究区碳酸钙含量与中国北方黄土剖面的对比
• 第7章 北京平原区晚更新世以来的古环境演变特征及区域对比
• 7.1 北京平原区晚更新世以来的气候特征
• 7.2 区域及远程对比
• 7.3 末次冰期-间冰期气候突变事件
• 7.3.1 Heinrich 事件
• 7.3.2 Dansgaardr-Oeschger 事件（D-O）
• 7.4 晚更新世以来区域气候环境变化机制浅析
• 第8章 结论与展望
• 8.1 本文研究成果
• 8.2 研究存在的问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历