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西风带对欧洲大陆中纬度地区的气候有深刻影响,欧洲黄土-古土壤序列对理解西风控制区西风环流演化历史具有重要的研究价值。进行欧洲黄土和中国北方黄土的对比研究对于揭示西风环流和东亚季风环流的演化特征及其相互作用具有重要意义。 本研究以欧洲最为连续完整的塞尔维亚风成黄土-古土壤序列为研究对象,开展了岩石磁学、磁性地层和高分辨率古气候代用指标序列的研究,并在此基础上分析了塞尔维亚黄土与中国黄土的地层对比方案,初步建立塞尔维亚黄土最近1 Ma的古环境演化时间序列。基于上述分析,本研究得出如下认识: 1.塞尔维亚黄土的载磁矿物以软磁性的磁铁矿/磁赤铁矿为主,黄土层相对古土壤层矫顽力较高,与中国黄土相似。磁化率各向异性指示磁化率椭球体以压扁状为主;磁化率椭球体沉积方向的参数K1 Inc和K3 Inc指示在55.1 m以上地层未受到明显扰动,剖面最底部55.1 m以下存在显著异常。基于系统热退磁和混合退磁方法,获得Titel-Stari Slankamen黄土剖面的布容-松山极性倒转界线。其位置位于剖面V-L9~V-S9边界附近(51.7~52.6 m),是目前欧洲黄土最为详细的B/M界线记录。 2.塞尔维亚黄土磁化率和地层的关系与中国黄土相似,即黄土层磁化率低,古土壤磁化率高。成壤作用是古土壤磁性增强的主要原因。塞尔维亚黄土红度的变化与黄土地层、磁化率的旋回变化均可较好地对比。自下而上,黄土层和古土壤层红度值和变化幅度均呈逐渐减小的趋势,指示塞尔维亚1 Ma以来冰期和间冰期气候可能经历逐渐干冷的趋势。古风化强度指标Fed/Fet在塞尔维亚黄土序列中的气候意义并不明确。塞尔维亚黄土粒度呈双峰分布的特征,为典型风成成因。粒度组成以粉砂为主,中值粒径变化范围在14.7~34.8μm之间。黄土粒度的变化与地层旋回总体一致,即黄土层粗,古土壤层细的特点。自下而上,黄土层和古土壤层的粒度变化大致呈现逐渐变粗的趋势。 3.在磁性地层和气候地层的基础上,以末次间冰期古土壤V-S1、火山灰层和B/M界线为控制点,讨论了塞尔维亚黄土、洛川黄土地层不同的对比方案及其合理性。综合分析认为,塞尔维亚黄土过去作为独立土壤地层单元的V-S9与中国黄土L9中弱发育的间冰段古土壤L9SS1对应更为合理。B/M界线在万年尺度上作为精确的时间控制点需谨慎。在地层对比方案的基础上,运用粒度内插模型建立了塞尔维亚黄土的时间标尺。 4.塞尔维亚黄土的风化成壤序列记录了MIS13的极端暖湿和MIS22-24极端干冷的气候事件,其中古土壤层V-S5SS1揭示欧洲大陆MIS13阶段经历了极端暖湿的气候。表明,两半球气候的不对称程度不仅是控制MIS13亚洲、非洲和印度洋季风强度的一个十分重要的因素,也是影响MIS13西风控制区降水变化的重要机制。塞尔维亚黄土的粒度旋回与中国黄土相比存在显著差异,其影响因素较为复杂,可能为西风带强度、物源区范围、植被和多年冻土面积以及非洲粉尘贡献等机制的综合反映。通过周期分析,发现各粒度组分具有较为稳定的10万年周期,而其他轨道参数周期仅在<4μm的细粒组分中显著。