青藏高原东北部全新世常量元素地球化学特征及环境演变

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00103

摘要/Abstract

摘要：

对青藏高原东北部风成砂-古土壤序列泽库剖面（ZK剖面）常量元素氧化物含量及其比值进行分析，结合¹⁴C测年，揭示其常量元素地球化学特征，探讨了青藏高原东北部全新世环境演变。结果表明：（1）剖面沉积物的化学组成以SiO₂、Al₂O₃、CaO为主，其中SiO₂和CaO的标准差较高，对气候变化较为敏感。（2）自剖面底部向上SiO₂含量和残积系数呈现先减少后增加的趋势，高值指示冷干的气候意义，CaO含量和退碱系数则相反，高值指示温湿的气候意义。（3）9.4 ka BP以来青藏高原东北部的气候经历了由温湿向冷干的转变过程，可划分为9.4~4.2 ka BP气候温湿期和4.2 ka BP至今气候冷干期；其中在6.6~6.2 ka BP、2.4~2.0 ka BP和1.7~1.5 ka BP存在次一级的气候波动。

关键词: 常量元素, 全新世, 环境演变, 青藏高原东北部

Abstract:

Based on the analysis of the content and ratio of major element oxides from the aeolian sand-paleosoil sequence of Zeku profile in the northeastern Tibetan Plateau， combined with ¹⁴C dating， the geochemical characteristics of major elements of Zeku profile are revealed， and the environmental evolution in the Holocene in the northeastern Tibetan Plateau is discussed. The results show that：（1） The chemical composition of the sediment is mainly SiO₂， Al₂O₃ and CaO， of which the standard deviation of SiO₂ and CaO is higher and more sensitive to climate change. （2） From the bottom to the top of the profile， the contents of SiO₂ and Ki decrease first and then increase， and the high values indicate a cold and dry climate， while the contents of CaO and W are opposite， and the high values indicate a warm and wet climate. （3） Since 9.4 ka BP， the climate of the northeastern Tibetan Plateau has undergone a transition from warm and wet to cold and dry， which can be divided into two stages： the warm and wet stage from 9.4 ka BP to 4.2 ka BP， and the cold and dry stage from 4.2 ka BP to now. There are sub-level climatic fluctuations in 6.6-6.2 ka BP， 2.4-2.0 ka BP and 1.7-1.5 ka BP.

Key words: major element, Holocene, environmental evolution, northeastern Tibetan Plateau

中图分类号:

P596

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图/表 8

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深度/cm	地层	特征描述
0~34	表土层（ZK1）	灰褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，多现代植物根系
34~73	风成砂层（ZK2）	暗灰色，稍紧实，可见植物根系
73~99	弱砂质古土壤层（ZK3）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，较紧实，可见少量植物根系
99~129	风成砂层（ZK4）	浅灰色，稍紧实
129~176	弱砂质古土壤层（ZK5）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量植物根系
176~213	风成砂层（ZK6）	灰黄色，稍紧实
213~267	弱砂质古土壤层（ZK7）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量菌丝体
267~282	风成砂层（ZK8）	暗灰色，稍紧实
282~338	弱砂质古土壤层（ZK9）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量菌丝体

深度/cm	地层	特征描述
0~34	表土层（ZK1）	灰褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，多现代植物根系
34~73	风成砂层（ZK2）	暗灰色，稍紧实，可见植物根系
73~99	弱砂质古土壤层（ZK3）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，较紧实，可见少量植物根系
99~129	风成砂层（ZK4）	浅灰色，稍紧实
129~176	弱砂质古土壤层（ZK5）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量植物根系
176~213	风成砂层（ZK6）	灰黄色，稍紧实
213~267	弱砂质古土壤层（ZK7）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量菌丝体
267~282	风成砂层（ZK8）	暗灰色，稍紧实
282~338	弱砂质古土壤层（ZK9）	暗褐色粉砂-细砂，块状结构，稍紧实，可见少量菌丝体

深度/cm	样品编号	δ¹³C/‰		pMC/%		¹⁴C年龄/a BP		校正年代 /a BP
深度/cm	样品编号	δ¹³C	误差（1σ）	pMC	误差（1σ）	¹⁴C年龄	误差（1σ）	校正年代 /a BP
30~34	XA12698	-25.58	0.14	92.09	0.36	662	31	664
73~75	XA12699	-24.68	0.09	82.45	0.31	1 550	30	1 513
99~103	XA12700	-24.64	0.08	80.16	0.27	1 777	27	1 709
171~176	XA12701	-24.52	0.09	74.22	0.24	2 395	26	2 461
213~218	XA12702	-24.79	0.09	62.11	0.30	3 826	39	4 290
262~267	XA12703	-25.88	0.10	51.07	0.20	5 399	31	6 277
282~286	XA12704	-24.94	0.08	48.51	0.22	5 811	36	6 665
332~337	XA12705	-26.16	0.09	35.18	0.19	8 393	43	9 480

深度/cm	样品编号	δ¹³C/‰		pMC/%		¹⁴C年龄/a BP		校正年代 /a BP
深度/cm	样品编号	δ¹³C	误差（1σ）	pMC	误差（1σ）	¹⁴C年龄	误差（1σ）	校正年代 /a BP
30~34	XA12698	-25.58	0.14	92.09	0.36	662	31	664
73~75	XA12699	-24.68	0.09	82.45	0.31	1 550	30	1 513
99~103	XA12700	-24.64	0.08	80.16	0.27	1 777	27	1 709
171~176	XA12701	-24.52	0.09	74.22	0.24	2 395	26	2 461
213~218	XA12702	-24.79	0.09	62.11	0.30	3 826	39	4 290
262~267	XA12703	-25.88	0.10	51.07	0.20	5 399	31	6 277
282~286	XA12704	-24.94	0.08	48.51	0.22	5 811	36	6 665
332~337	XA12705	-26.16	0.09	35.18	0.19	8 393	43	9 480

氧化物	地层									全剖面
氧化物	ZK1	ZK2	ZK3	ZK4	ZK5	ZK6	ZK7	ZK8	ZK9	平均值	标准差	变化范围
SiO₂	68.92	69.83	69.31	69.42	68.65	67.76	65.72	65.71	66.23	67.85	1.85	63.73~71.62
Al₂O₃	9.72	9.92	9.90	9.70	10.03	9.94	10.06	9.89	9.90	9.91	0.27	9.44~10.58
Fe₂O₃	3.02	3.07	3.09	3.09	3.21	3.12	3.14	3.17	3.21	3.13	0.10	2.92~3.42
MgO	1.08	1.09	1.10	1.07	1.17	1.19	1.30	1.26	1.24	1.18	0.11	1.00~1.47
CaO	4.22	3.92	3.97	3.84	4.31	5.10	5.44	5.09	4.90	4.59	0.65	3.49~6.28
Na₂O	2.39	2.37	2.41	2.40	2.38	2.37	2.40	2.40	2.40	2.39	0.03	2.27~2.55
K₂O	1.87	1.92	1.90	1.86	1.92	1.91	1.91	1.89	1.90	1.90	0.05	1.77~2.00