论文部分内容阅读
柴达木盆地气候干旱，其内部广泛分布着风成沉积，尤其是在柴达木盆地的东部、中部和西南部。这些风成沉积是很好的古气候记录，但是由于缺乏准确的年代控制，风成沉积的形成演化过程和它们所记录的古气候变化信息的研究工作难以开展。在本论文中我们利用光释光(OpticallyStimulatedLuminescence，OSL)测年的单片再生剂量法(SingleAliquotRegeneration，SAR)对柴达木盆地东部、中部和西南部的风成沉积及下伏的河流相沉积进行了系统的年代学研究。本文一共测定109个OSL样品，并结合15个AMS14C测年结果建立了末次冰消期以来风成沉积的年代学框架。在年代学和地层学基础上提出了利用风成沉积物沉积相变化重建有效湿度的方法，并对冰消期以来柴达木盆地东部的有效湿度的变化进行了重建。通过OSL和AMS14C年代的对比对柴达木盆地东部全新世以来人类活动遗迹进行了年代学、沉积过程的研究;并且结合历史文献记载对2000a以来人类活动与沙漠演化的关系进行了探讨。
风成沉积的OSL年代学研究表明:(1)盆地东部黄土-风成砂剖面下伏风成砂主要形成于～12.4-11.5ka和～10.0-8.0ka;上层黄土形成于10.0-0.45ka，其中大部分在8.0-4.5ka发育。盆地东部的古土壤-黄土-风成砂剖面中，古土壤形成于～11.6ka以来，大部分剖面古土壤发育结束于～5.0-3.0ka。其后，沉积物主要以风成砂和黄土（的交替）沉积为主。(2)盆地中部和西南部两个靠近盐湖区的古沙丘集中分布区的古沙丘形成年代约为4.0-3.0ka以来的晚全新世，并且分别在～0.5ka之后和～1.9-1.7ka有沙丘固定事件，对应于青藏高原东北部的冰川前进期。(3)柴达木盆地现有风成沉积主要形成于～12.4ka以来的末次冰消期和全新世，前人研究中基于热释光(Themoluminescence，TL)测年所得出的末次盛冰期(LastGlacialMaximum，LGM)期间及更早的风成沉积尚未得到OSL和14C测年结果的证实，LGM和末次冰消期期间的沉积物以河流沉积物为主。
冰消期以来柴达木盆地东部有效湿度的重建结果表明:(1)柴达木盆地东部全新世开始于～11.6ka，以大量古土壤的发育为标志，这一时间与世界上大部分地区全新世开始的时间同步。(2)柴达木盆地东部全新世有效湿度的变化模式可以概括为:早全新世(11.6-8.3ka)湿润、中全新世(8.3-4.5ka)比较湿润、晚全新世(4.5-0ka)逐渐干旱。(3)柴达木盆地东部在末次冰消期的“新仙女木”(YoungerDryas，YD)事件期间(12.8-11.6ka)和全新世的10.5-10、9.8-9.3、8.3-8.1、7.7-7.1、6.4-6.1、5.7-5.1、4.4-4.1、3.5-3.2、2-1.3和0.7-0ka期间有一系列的干旱事件发生，这些干旱事件可与北大西洋的冷事件及亚洲夏季风记录中的干事件相对应。
古人类遗址中OSL和AMS14C年代学的对比研究表明:(1)在有人类活动影响的剖面中，应尽可能采用多种测年手段，如利用OSL和14C方法进行交叉检验。(2)在14C测年材料的选择方面，首选的理想材料是保存完整的动物粪便和较大碳屑，灰烬和骨骼的14C测年结果与OSL结果相比普遍偏年轻，可能由于其结构疏松（灰烬）、多孔（骨骼）而比较容易受到后期“新碳”污染造成的。(3)人为扰动和热事件可能会造成OSL和14C测年结果不一致，尤其是对OSL测年结果影响较大。在对人类活动和用火事件定年时，14C测年结果更为直接准确;而对剖面中风成沉积物采用替代指标进行古气候重建时应该选择远离有明显人为扰动的剖面，并选择其OSL测年结果。
2000a以来柴达木盆地东部沙漠演化与历史文献记录的人类活动的研究表明:在沙漠退缩时期(～2-1.6ka和～1.4-0.52ka)，都兰地区多为以游牧为主的少数民族控制，或者处于人口较少战乱年代;而在沙漠扩张时期(1.6-～1.4ka和0.52-0.055ka)，本区域多为人口较多时期，其间大规模修建都城和墓葬、伐木、驻牧、农垦等活动严重破坏生态环境。可见在气候变化的背景下，人类的活动也对沙漠的演化造成了重要影响。
柴达木盆地气候变化的驱动机制为:(1)柴达木盆地风成沉积所反映的有效湿度的变化总体上受控于轨道因素引起的北半球夏季太阳辐射变化驱动的亚洲夏季风（包括东亚夏季风和印度夏季风）的变化。(2)有效湿度曲线反映的干事件主要由于太阳能量输出的极低值所引起，并经海洋和大气环流放大后将影响输送至全球范围。(3)局地因素对气候条件和沉积记录有一定影响，如早全新世湿润背景下下西台地区10.0-8.0ka风成砂的堆积主要是由于其特殊的地理位置造成的。(4)在气候变化的背景下，人类活动也可以对沙漠的演化造成重要影响。