共和盆地茫拉剖面沉积物粒度端元特征与末次盛冰期以来环境演化

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00042

摘要/Abstract

摘要：

共和盆地出露的风成沉积较好地记录亚洲季风和西风环流的演化信息，是研究古气候环境的良好载体。本文对共和盆地茫拉剖面512 cm厚的风成沉积的粒度数据进行参数化端元分析，结合粒度敏感指标和色度指标阐释了各端元揭示的物源特征、环境意义及末次盛冰期以来共和盆地的环境演化过程，并进一步分析了其与季风环流系统的协同性。结果表明：剖面沉积物粒度组分可分解为3个端元：EM1为湿沉降的高空西风搬运的远源粉尘物质，间接反映区域干湿变化；EM2为低空风系作用下以悬移和跃移形式短距离搬运的中远源细颗粒沉积；EM3为蠕移或跃移形式短距离搬运的近源粗颗粒沉积。EM2与EM3指示相反，但共同反映冬季风的强弱。区域环境演化可划分为3个阶段：末次盛冰期阶段（22.27~17.59 ka BP），气候冷干，受控于西风环流；末次冰消期阶段（17.59~10 ka BP），气候冷干-温润，冷暖波动，夏季风和西风交替控制；中晚全新世阶段（8.49 ka BP以来），气候由温润向冷干发展，夏季风与西风此消彼长。

关键词: 端元分析, 风成沉积, 末次盛冰期, 共和盆地

Abstract:

The emerging aeolian sediment in Gonghe Basin can well record the evolution information of Asian monsoon and westerly circulation， which is a good carrier for studying paleoclimate environment. In this paper， the grain size data of aeolian sediment 512 cm thick in the Mangla profile of Gonghe Basin were analyzed by parametric end members. Combined with the grain size sensitivity index and chroma index， the characteristics of material sources and environmental significance of each end member and environmental evolution of Gonghe Basin since the last glacial maximum were explained， and the synergy with monsoon circulation system was further analyzed. The results indicate that： The grain size components of the sediments in the profile can be decomposed into three end members， EM1 is the distant dust material transported by the upper westerly wind of wet deposition， which indirectly reflects the regional dry and wet. EM2 is the meso-distant fine sediment transported in the form of suspension and saltation under the action of low-level wind system， and EM3 is the near-source coarse sediment transported in the form of creep or saltation， which indicates the strength of regional winter monsoon. Regional environmental evolution can be divided into three stages： Last glacial maximum （22.27-17.59 ka BP）， the climate was cold and dry， controlled by westerly circulation； Last deglaciation period （17.59-10 ka BP）， the climate was cold and moist， with cold and warm fluctuations， and there may be controlled by alternating summer monsoon and westerly circulation； Middle and late Holocene （8.49 ka BP to present）， the climate changed from warm and moist to cold and dry， and the summer monsoon and westerly circulation were complementary.

Key words: end member analysis, aeolian sediment, last glacial maximum, Gonghe Basin

中图分类号:

P515.2

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图/表 9

图1 共和盆地区域及剖面位置

Fig.1 Location of the profile in Gonghe Basin

表1 ML剖面地层描述

Table 1 Stratigraphic description of the ML profile

层号	深度/cm	类型	特征描述
ML1	0~14	表土层	浅褐色，结构松散，多植物根系，粉砂
ML2	16~80	风砂层	灰褐色，稍紧实，存在少量植物根系
ML3	81~110	黄土层	浅灰黄色粉砂，较紧实，有植物根系和砾石
ML4	110~150	砂质古土壤层	灰黄色，土质较上层变硬
ML5	150~172	黄土层	灰黄色，存在块状结构
ML6	172~260	砂质古土壤层	灰褐色，土质较硬，含粉砂
ML7	260~512	黄土层	灰黄色，土质较紧实，砂质

表2 ML剖面 14C测年结果

Table 2 14C dating results of the ML profile

实验编号	样品深度 /cm	δ¹³C		PMC		年龄
实验编号	样品深度 /cm	δ¹³C/‰	1σ/‰	PMC/%	1σ/%	¹⁴C年龄/ka BP	1σ/a
XA12716	16~20	-23.99	0.15	72.51	0.24	2.58	27
XA12717	76~80	-23.35	1.00	34.76	0.17	8.49	40
XA12718	94~98	-27.78	0.09	18.53	0.12	13.54	52
XA12721	200~204	-26.92	0.14	16.09	0.12	14.68	61
XA12722	256~260	-25.09	0.11	11.19	0.10	17.59	73
XA12719	482~486	-26.87	0.10	9.85	0.10	18.62	83
XA12720	508~512	-26.24	0.11	6.25	0.07	22.27	87

图2 ML剖面的年代-深度框架

Fig.2 Age-depth framework of ML profile

图3 ML剖面沉积物粒度组分、SC/D值及Mz的垂直变化

Fig.3 Vertical changes of grain size composition， SC/D value and Mz of sediment in ML profile

图4 ML剖面的端元分析结果

Fig.4 End member analysis result of the ML profile

图5 ML剖面各端元含量和红度的垂直变化

Fig.5 Vertical variation of each end member and redness in ML profile

图6 ML剖面各端元与Mz、SC/D值和红度a的相关性

Fig.6 Correlation analysis between the end-members， Mz， SC/D value and redness of ML profile

图7 ML剖面端元与其他古环境记录对比注：A：EM2；B：EM3；C：青海湖1Fs岩芯SMI［38］；D：哈拉湖HL13B岩芯孢粉浓度［39］；E：茶卡盐湖TOC［49］；F：董哥洞和葫芦洞石笋δ18O［40，50］；G：W-E赤道太平洋的∆SST［44］；H：西太平洋海温［44］；I：阿拉伯海Ti元素［55］；J：卡里亚科盆地反射率［45］；K：AMOC强度［46］；L：格陵兰冰芯NGRIPδ18O［47］；M：65°N太阳辐射量［43］

Fig.7 Comparison of the end members of the ML profile with other paleoenvironmental records

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