新疆阿勒泰哈拉萨孜泥炭沉积特征及其古气候意义研究

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新疆阿勒泰地区由于地处西风带与东亚夏季风过渡区的西侧边缘地带,影响该区域气候变化的因素复杂。重建该区域的古气候变化有助于更好的理解中亚干旱区全新世气候演化历史与驱动机制。受气候、地形特征和水文的影响,阿尔泰山脉山区一些盆地发育了一定规模的泥炭丘,其是深入了解区域内多年冻土变化和获取区域古气候信息的理想地质载体。本研究在阿勒泰市东北部山区哈拉萨孜泥炭地采集了约4m的泥炭丘剖面(顶部至黏土沉积层)。根据泥炭剖面的岩性特征,选取5个泥炭样品进行AMS 14C年代测试,并建立泥炭剖面的年代序列。通过对泥炭剖面干密度、灰分、元素含量(Zr、Ti、Al)、经过不同温度处理后泥炭样品的总汞含量(常温、30℃、105℃)、腐殖化度、总有机碳(TOC)和总氮(TN)指标的分析,探讨哈拉萨孜泥炭丘的发育特征及早-中全新世期间阿勒泰地区的气候变化特征。研究主要得出以下几点认识:(1)哈拉萨孜泥炭剖面的顶部年龄为5.3cal.ka BP,底界年龄为10.5cal.ka BP。通过对泥炭剖面的干密度、灰分含量、Zr、Ti、Al和Hg的总含量指标的分析,重建了区域早-中全新世大气粉尘沉降通量的变化特征。结果表明泥炭丘顶部(0~26cm)大气粉尘沉降通量与汞沉降通量均异常升高,指示了泥炭丘的发育在5.7cal.ka BP左右进入衰退期,之后泥炭丘顶部接受了长期的大气干湿沉降。(2)通过分析泥炭剖面高热稳定性汞占总汞的比值、腐殖化度、TOC和TN指标,重建了阿勒泰地区的古气候演变特征,可划分为三个阶段:10.5~10cal.ka BP气候由冷转向暖湿,10~7.1cal.ka BP气候总体暖干,7.1~5.7cal.ka BP气候转向冷湿,阿勒泰地区早-中全新世期间的气候变化特征与周边地区大致相同。泥炭剖面中高热稳定性汞占总汞的比值指示阿勒泰地区发生了6次较显著的气候突变事件,分别发生在10.3cal.ka BP、9.4cal.ka BP、8.3cal.ka BP、7.4cal.ka BP、6.7cal.ka BP和6.2cal.ka BP左右。(3)利用高热稳定性汞占总汞的比值指示阿勒泰地区的气温变化较为可靠,进一步分析表明,该地区的气温存在450a、255a、96a、74a和68a等多个显著周期波动,温度波动周期与太阳活动的周期有较好对应,表明太阳活动可能是阿勒泰地区早-中全新世气候变化的主要驱动因素。本研究为探讨泥炭记录的古气候变化代用指标及深入认识西风带影响下的阿勒泰地区全新世气候演化历史与驱动机制提供了线索。
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