Geochemical characteristics of major elements and environmental evolution in the Holocene in the northeastern Tibetan Plateau

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

Journal of Desert Research ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 11-20.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00103

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Geochemical characteristics of major elements and environmental evolution in the Holocene in the northeastern Tibetan Plateau

Mengjun Hu(), Jing Zhuang, Wenli Sun, Dengyou Zheng, Tianqi Ji, Aokang Xu

College of Geography and Environmental Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，China

Received:2022-04-20 Revised:2022-07-07 Online:2023-03-20 Published:2023-04-12

Abstract

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

CLC Number:

P596

Mengjun Hu, Jing Zhuang, Wenli Sun, Dengyou Zheng, Tianqi Ji, Aokang Xu. Geochemical characteristics of major elements and environmental evolution in the Holocene in the northeastern Tibetan Plateau[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(2): 11-20.

Figures/Tables 8

References 56

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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

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元素比值	ZK1	ZK2	ZK3	ZK4	ZK5	ZK6	ZK7	ZK8	ZK9	全剖面
元素比值	ZK1	ZK2	ZK3	ZK4	ZK5	ZK6	ZK7	ZK8	ZK9	范围	均值
化学蚀变指数CIA	49.59	50.12	49.83	49.44	50.32	50.20	50.20	49.84	49.85	47.77~51.39	49.98
Na₂O/K₂O	1.94	1.88	1.93	1.96	1.88	1.89	1.92	1.94	1.92	1.77~2.19	1.91
Sa	12.05	11.95	11.88	12.15	11.63	11.58	11.10	11.28	11.35	10.46~12.78	11.62
Ki	0.81	0.86	0.85	0.86	0.82	0.74	0.71	0.73	0.75	0.65~0.93	0.79
W	1.19	1.11	1.13	1.13	1.17	1.32	1.38	1.34	1.30	1.00~1.49	1.24

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