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过去全球变化(PAGES)研究是全球变化研究的重要内容,对过去全球变化深入研究能够有效揭示其变化历史、演变规律及其成因机制,为预测未来环境变化提供科学依据。湖相沉积物是古环境信息的重要载体之一,蕴含大量的环境信息,具有较好的连续性和较高的分辨率。湖相沉积物被广泛用于重建不同时间尺度的古环境变化序列,探讨环境演变驱动机制,解析区域环境对全球变化的响应等。 罗布泊地处塔里木盆地东端,地势低平,是整个塔里木盆地的汇流中心,沉积着以万年计的湖相沉积物,是区域古环境变化研究的理想场所。在历史上,罗布泊地区曾孕育出光辉灿烂的“楼兰文明”,为古丝绸之路重要的交通枢纽。本研究以罗布泊湖相沉积为研究对象,在“大耳朵”湖湖心位置以1cm分辨率连续采集了一个厚度为378cm的LB剖面(顶部20cm盐壳,以10cm间隔采样),并采集了10个14C年代学样品。首先通过加速器质谱仪(AMS)进行14C年代测试,建立了较高分辨率的年代-深度模型。然后对LB剖面样品进行粒度、磁化率、TOC、烧失量等各种环境代用指标测试分析,结合各代用指标的环境意义,重建了全新世以来罗布泊地区环境变化序列。最后与周边地区全新世环境变化特征比较,讨论罗布泊地区环境变化的驱动机制。获得以下主要结论和初步认识: (1) LB剖面层理发育完善,层理清晰;剖面发育连续,韵律组合良好。各种环境代用指标之间如粒度、TOC、有机质烧失量、碳酸盐烧失量、磁化率等都发生同步变化,并与剖面现场观察记录有很好的对应关系。通过14C测年方法进行多层定年,基于沉积年代学理论建立了LB剖面年代-深度模型。罗布泊14C年代存在明显的碳库效应,LB剖面碳库效应约为3075年,剖面各时期沉积速率较为接近,底部378cm深度年代约为9.1 cal.ka BP。 (2)罗布泊全新世以来主要表现为逐渐湿润的趋势。前人C/N比值数据显示全新世罗布泊湖相沉积有机质主要为外源成因的,因此代表流域的植被状况。TOC和有机质指标在9.1-4.2 cal.ka BP时段含量相对较低,流域环境较为干旱,并在7.2-5.2cal.ka BP期间最干旱;4.2 cal.ka BP-1.1 cal.ka BP TOC和有机质含量相对较高,处于全新世最湿润的阶段。1.1 cal.ka BP以来转变为较干旱气候。 (3)罗布泊全新世以来湖泊碳酸盐含量反映了湖泊盐度变化特征。9.1-8.5 cal.cal.ka BP湖泊碳酸盐相对较低,矿化度低;8.5-4.2 cal.ka BP期间,碳酸盐总体处于较高水平,湖水盐度较前期有所增加;4.2 cal.ka BP以来,湖泊进入硫酸盐沉积阶段,盐度在4.2-3.0 cal.kaBP;3.0-2.2 cal.kaBP;2.2-1.1 cal.kaBP三个阶段出现旋回式升高,湖泊盐度波动式增加。1.1 cal.ka BP以来,湖泊盐度有所降低,并在0.6 cal.ka BP出现低值,湖泊水量出现丰枯波动;0.4 cal.ka BP以来为氯化物沉积阶段,湖泊处于最高盐度。 (4)罗布泊地区全新世以来长期存在风沙活动,并发生多次风沙活动事件。罗布泊地区在9.0-8.5 cal.ka BP,6.0-5.5 cal.ka BP,4.4-3.9 cal.ka BP,3.1-2.7 cal.kaBP,2.3-1.7 cal.ka BP和1.1 ka BP以来出现风沙活动较强烈时期,尤其是9.0-8.5cal.ka BP,4.4-3.9 cal.ka BP和1.1ka以来风沙活动最强烈。罗布泊风沙活动响应北大西洋冷事件,在约4.2 cal.ka BP、3.0 cal.ka BP、2.2 cal.ka BP、1.1 cal.ka BP表现为冷干的气候特点。 (5)罗布泊地区全新世气候主要受太阳辐射强度变化及其引起的西风环流强度、位置南北移动和流域山地冰雪补给量变化共同作用的结果。早、中全新世太阳辐射较强烈,西风带北移,流域降水较少,地表有效湿度较低,流域较为干旱,而冰雪融水补给较多,湖水矿化度较低。中、晚全新世太阳辐射强度减弱,地表有效湿度增加,西风带南移,降水增加,地表有效湿度较高,流域较为湿润;而冰川显著退缩,湖泊补给减少,湖水矿化度升高。另外,全新世北大西洋冷事件通过西风环流影响亚洲中部环流系统。冷事件爆发时增强了中纬西风环流和西伯利亚高压,促使区域风场加强,并通过塔里木盆地东灌气流影响罗布泊地区风沙活动。