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青藏高原由于其特殊的地理环境,一直是地理研究的热点。广袤的面积和极高的海拔使得其对东亚季风、西风带乃至全球大气循环系统都有着重要影响。以往关于该区域湖泊沉积的研究为晚更新世至全新世的古气候演化提供了重要参考。然而,这些结果的有效性仍未被充分论证,尚需要进一步讨论。 为了完善以往的研究,我们对青藏高原东北部的哈拉湖进行了多次野外考察。2012年2月,在水深40 m处钻取了2.93 m长的H12岩芯。通过烧失量(LOI)、X射线荧光光谱分析(XRF)、粒度(GS)等实验,获得了沉积物含水率、有机质含量、地球化学元素、粒度组分和相关参数、碳酸盐含量等数据。通过与哈拉湖内邻近岩芯的某些沉积和环境替代性指标的对比分析,反映了哈拉湖过去约9000年以来的沉积通量和湖泊地球化学特征的变化。所有岩芯的年代标尺则基于相同的AMS14C测年结果。 结果表明,H12岩芯沉积序列的年代可追溯至约8800 cal.yr BP,覆盖了大部分全新世时期。年代模型表明在H12点的碳库误差可以忽略不计,这与H8和H11岩芯不同。根据哈拉湖沉积和古环境演化的替代性指标的波动,可将数据划分为6个阶段:8800~7700yr BP,7700~5800yr BP,5800~2700yr BP,2700~2150yrBP,2150~1560yr BP and1560~今(分别从阶段1到阶段6)。从8800 cal.yr BP至今,沉积物含水率呈明显增加趋势,且与有机质的走势大体相同,这证明了沉积物含水率与有机质含量呈正相关关系。在某些阶段由于受到粒度因素的强烈影响,含水率与有机质含量的相关性不大。有机质(OM)代表了湖泊的初级生产力。该值剧烈波动,从阶段4开始呈现上升趋势,表明了晚全新世以来的变暖趋势。Sr/Ca比则用来反应水体的盐度变化,揭示了湖泊的水量收支状况。在该流域的阶段2和阶段3中,Ca/Si比代表了自生碳酸盐的含量。粒度数据表明,在所有样品中,粘土和粉砂的含量都占优,不同样品的分选系数有轻微的差异。特别是在7700,3100~2500cal.yrBP及1560cal.yrBP至今,由于砂含量的增加而造成样品的分选很差。粒度组分随着时间的变化受到流域的输砂率以及岩芯与河口的距离所影响(水深不同)。在H12岩芯中,特别是阶段5以来,粘土百分比含量呈降低趋势,而砂百分比含量则呈增加趋势,可能反应了湖泊水位的降低,或者流域输砂率的增加。 碳酸盐含量的整体降低趋势与其他指标揭示的湖泊演化过程不匹配,这或许反映了自全新世以来,哈拉湖的碳酸盐有着不同的物质来源。在270~280 cm(7700~8000 cal.yr BP)处的沉积层很可能来源于近岸的浅水区。考虑到其具有扰动结构,且组分与其他层的沉积物不同,因而该层很可能为受地震影响而滑坡至此地的块体流。此外该沉积层中钙含量的低值与碳酸盐含量高值可能表明,富镁碳酸盐(例如白云石)在该层占主导地位。 为了保证H12岩芯指标数据对气候变化反映的可靠性,我们对比了H8(水深20 m)和H11(水深63 m)两个岩芯的数据。三个地点的岩芯数据表明,硅含量的变化趋势基本一致,仅仅在上部3个阶段有轻微的差异,反映H12点受到局部作用的影响。由于三个地点的生物生产力不同,因此有机质数据在一定程度上也展现出了不同。有机质在H8中的趋势中与其他两个岩芯相反,或许是因为该点水深较浅,内部湖流的作用过程和近河口区多变的入流特征相互作用,从而形成了不稳定的沉积环境。这反应了H8岩芯处环境的复杂性。三个地点的碳酸盐数据差异最大。由于盐酸盐的形成受制于流域特征的变化、入流的作用以及局部条件影响,因而沉积物中碳酸盐的百分比含量变化非常明显。这反映了在该流域,碳酸盐并不是一个重建古气候变化的良好指标。在H11岩芯中同样发现了块体滑坡层,而在H8中则并没有该层,这或许是由于地震影响的范围有限。 通过与不同岩芯的比较,发现H12的大部分古环境替代指标较为可靠。据此哈拉湖流域的古气候和古环境可大致分为以下几个阶段:早全新世时期从8800~7700 cal.yr BP,哈拉湖经历了强烈的地震活动,引发的块体流扰乱了H12和H11两点的正常沉积,该处的古环境替代指标不能反映区域气候变化。中全新世时期:7700~5800 cal.yr BP,哈拉湖流域的气候由冷变暖,冷期持续的时间更长。5800~3100 cal.yr BP的气候为冷湿,该区域降水增多,湖泊面积增大,水位增高并保持长期稳定。晚全新世以来该流域经历了多次剧烈的波动,但总体的趋势为变暖变干。 H12岩芯的某些数据与之前某些研究或哈拉湖其他岩芯的数据不匹配,这也许是由于局部作用所引起的,反映了哈拉湖沉积条件的时空分布的差异性。本研究再次证明,对不同岩芯的指标记录进行对比,有利于区分非气候过程的标志和气候变化的标志,同时也能够验证,局部和大范围流域作用共同控制着哈拉湖沉积环境的动态变化。