论文部分内容阅读
在浙江西部和西南部山区多处发育有亚高山沼泽湿地,大多分布在海拔900-1400m之间。在这些亚高山沼泽湿地中堆积的沉积物具有沉积连续,测年精准,环境信息丰富的特点,是进行古环境研究的理想介质。本文主要以景宁望东垟亚高山沼泽湿地沉积物柱样(以下简称为WDY-2)为研究对象,在由AMS14C得出的年代框架基础上,通过环境磁学、粒度、腐殖化度、TOC、TN等参数的分析,探讨其磁性特征以及其它指标所反映的全新世气候变化。并将其与武义小坞头、景宁大仰湖等地的亚高山湿地沉积物相关特征进行对比,探讨它们共同反映的环境演化信息。主要结论如下: WDY-2的磁性特征表现为,整体上磁化率x值较小,磁性较弱,以细颗粒的亚铁磁性矿物主导,部分层位含有较高含量的不完全反铁磁性矿物,特别是在层③的20-40cm深度。层①、层②各磁学参数垂向变化稳定,S-100mT和S-300mT基本饱和,指示了以单畴(SSD)晶粒为主的亚铁磁性矿物,但在98cm深度附近x呈现高值,xARM/SIRM呈现低值。层③磁化率x降低,具有较高的HIRM和较低的S-100mT、xARM/SIRM,指示了该层磁性颗粒变粗,不完全反铁磁性含量增加。热磁曲线指示了该层赤铁矿和类似黄铁矿之类的还原产物的存在。层④中x的值显著增加,达到柱样最大值23.1×10-8m3/kg,xARM/SIRM、S-100mT、S-300mT均较高,指示了以单畴(SSD)晶粒为主的亚铁磁性矿物。多参数的综合分析表明,WDY-2的磁性特征主要由单畴(SD)的亚铁磁性矿物主导,但不完全反铁磁性矿物的贡献也较大。 WDY-2的粒度特征表现为:总体以粘土质粉砂为优势组分,粒度频率分布曲线以多峰分布为主,分选较差。层①粒径较粗,平均粒径6.21ψ,自底部向上砂含量下降,粘土和粉砂含量上升,平均粒径变细;层②粒度垂向变化稳定,物质组成以粘土质粉砂为主,平均粒径6.81ψ;层③粒度波动变化剧烈,细分为三个亚层,58-44cm颗粒较粗,相较层②粘土、砂含量显著减少,粉砂增加,平均粒径6.42ψ;44-20cm层粉砂含量下降,粘土、砂含量增加,平均粒径6.5ψ,20-08cm层粒度特征与58-44cm相似。层④粘土、粉砂含量显著下降,砂含量上升,平均粒径6.42ψ,为柱样粒度最粗层。 WDY-2整体磁性参数SIRM、HIRM、HIRM-100mT与<4μm粘土粒级呈显著正相关,说明亚铁磁性矿物和不完全反铁磁矿物均在较细粒级沉积物中富集。xARM/SIRM与<4μm粒级显著负相关,与4-63μm粒级组分显著正相关,说明细颗粒磁性矿物赋存于粉砂组分中。 WDY-2腐殖化度和TOC、TN特征指示除58-44cm外,自底部(约7.5ka BP)向上至20cm(约0.4ka BP)处呈现明显的下降趋势,在116cm和106cm处显著下降,58-44cm(约1.5-1.0ka BP)为柱样腐殖化度和TOC、TN值最高层,平均值分别为44.9%、13.3%、0.9%。 WDY-2的磁性特征和粒度、腐殖化度、TOC、TN特征结合年代学框架记录了早中全新世以来的气候变化特征。当气候相对暖湿,磁铁矿更易溶解,磁性矿物浓度较低,颗粒较细,腐殖化度和TOC、TN较高;当气候相对冷干,磁铁矿溶解和改造的程度较低,磁性矿物浓度较高,磁性颗粒较粗,腐殖化度和TOC、TN较低。约7.6-4.0kaBP期间,x、SIRM、腐殖化度Abs值、TOC都较高,其变化趋势与砂(>63μm)质粒级组分趋势一致,该阶段处于“全新世大暖期”气候暖湿,但在5.3ka BP和6.6kaBP附近均出现了Abs值与砂质组分含量快速下降,x、SIRM升高,指示两次冷干气候事件。4.0-1.5kaBP期间,Abs值、TOC、TN出现谷值,x、SIRM、S-100mT呈现出高值,指示气候由暖湿向冷干过渡。1.5-1.0ka BP和0.9-0.4kaBP期间,x、SIRM、S-100mT、Abs值、TOC、TN均出现峰值和谷值,垂向变化剧烈,说明这两个时期的气候变化特征是暖湿向冷干过渡,分别对应中世纪暖期(MWP)和小冰期(LIA)。以上研究揭示了WDY-2所在地区气候变化总体特征为自早中全新世以暖湿为主,晚全新世以来趋于冷干。该结论与东亚季风区内来自于湖泊沉积、石笋、海洋沉积等记录具有良好的对应。 将WDY-2与小坞头、大仰湖等地的亚高山沼泽湿地沉积物进行对比研究发现其磁学特征均以细粒的亚铁磁性矿物主导,但在亚表层(分别指望东垟的40-20cm,小坞头的22-15cm,大仰湖的15-05cm)不完全反铁磁性矿物含量均较高,三个泥炭沉积物磁性特征的垂向变化趋势具有一致性,说明浙江省内不同地区的亚高山沼泽湿地在形成时间、发育条件以及演化过程等方面具有相似性。同时该研究也表明,多参数的磁性分析结合粒度、腐殖化度等指标可以良好反映沼泽湿地沉积物中蕴含的环境气候信息。