黑龙江五大连池火山口湖沉积物有机残体粒度记录的早全新世千百年尺度夏季风降水演化

发布时间：2020-05-29 20:33

【摘要】：目前已在我国大量地质记录中发现全新世早期的千百年尺度气候事件,但较高纬度地区相应的记录仍较少。因此,有必要在我国较高纬度地区进行千百年尺度气候事件的重建。本文对五大连池火山口湖沉积物进行研究,以精确的14C年代框架为基础,对沉积物(未去除有机残体)粒度数据进行粒级-标准偏差分析,提取了83μm敏感粒级,发现该粒级主要成分为有机残体,其粒度和含量可作为夏季风降水代用指标,进而利用该组分重建了我国东北地区早全新世夏季风降水演化历史。结果表明,我国东北地区早全新世季风降水频繁波动,存在~8.6 ka,9.2 ka,10.2 ka和11.6 ka四次千百年尺度显著弱夏季风事件。在年代误差范围内,四次弱夏季风事件与我国季风区其他气候记录、北大西洋冰筏沉积及太阳活动记录在时间上均有较好的一致性,指示早全新世千百年尺度干旱事件在我国季风区普遍存在,且与北大西洋浮冰事件及太阳活动密切相关。但五大连池火山口湖有机残体粒度记录的四次千百年尺度弱夏季风事件持续时间明显短于其他气候记录中的相应事件,初步推测为北大西洋浮冰事件通过影响热带季风进而影响较高纬度地区,季风信号从低纬传输至高纬变弱,致使事件持续时间明显缩短。
【图文】：

是南格拉球山山顶的一个封闭湖泊，直径约500m。由于20世纪70年代山顶被炸开放水，目前湖泊出现显著的沼泽化，其中生长了大量的水生植物。该地区目前为典型的寒温带季风区，其气候受大兴安岭寒温带湿润气候和松嫩平原温带半湿润、半干旱气候的综合影响，冬季严寒漫长，夏季凉爽短促。年均气温0～0.5℃，年均降水量约为470mm，多集中在6～8月。五大连池天池位于东亚季风区，对气候变化较为敏感，且受人为因素干扰较小，是研究早全新世东亚季风演变历史的理想地点。沉积柱TC1于2011年11月使用重力钻获得，钻孔位置如图1所示。沉积柱长197cm，按0.5cm间隔分样。岩心岩性组成大致可分为两段:0～125cm为灰黄色黏土，含较多有机质残体，其中16～18cm处存在一层黑色火山灰;125～197cm为黑色黏土，同样含有大量有机质残体，，但残体均较为细校图1黑龙江五大连池火山口湖位置图Fig.1LocationofWudalianchiCraterLakeinHeilongjiangProvince1.2分析方法选取TC1沉积柱中不同深度的16个样品进行AMS14C测年，定年材料包括全岩有机碳、植物叶片等残体和种子(ZhouXinetal.，2016)，分别在美国佐治亚大学及加拿大渥太华大学进行(表1)。测年结果使用IntCal13(Reimeretal.，2013)进行校正。粒度分析在中国科学技术大学极地环境研究室完成，所用仪器为LS13320型激光粒度仪，测量范围为2～2000μm，粒级分辨率为0.01Ф，重复测试的相对误差＜2%。具体操作如下:取适量沉积物样品加少量30%H2O2，摇匀并用电热板加热至150℃以除去部分易氧化有机质，保留有机残体的主要部分，然后加入10mL10%的HCl除去碳酸盐，静置482855

掷耄噻崛《曰肪潮浠狲舾械牧６茸榉帧?粒度－标准偏差曲线法能够依据不同样品每一粒级对应的粒度含量的标准偏差变化来获取粒度敏感组分(ChenQiaoetal.，2013)。某一粒级所对应的标准偏差值越大，说明该粒级对应的粒度含量差异较大，对沉积环境变化越敏感;反之，标准偏差值越小，说明该粒级对环境变化越不敏感(HeJishanetal.，2015)。这一方法目前已被广泛用于古环境重建(XiaoShangbinetal.，2005;XiangRongetal.，2006;ZhouXinetal.，2014;TuLuyaoetal.，2016)。2分析结果2.1年代学框架校正后的深度－年代曲线如图2所示。采用线性内插法建立起五大连池天池沉积物年代学标尺，钻孔底部年龄为13991aBP。不同深度范围沉积速率存在一定差异:0～16cm，16～83cm，83～177cm，177～184cm以及184cm至最底部沉积速率分别为0.076cm·a－1、0.011cm·a－1、0.024cm·a－1、0.002cm·a－1和0.021cm·a－1。沉积柱197cm深度处植物残体测得的年代较全岩有机碳测得年代显著偏轻，可能由于钻取岩心时钻头部位带入上部残体所致。此外，16～18cm处火山灰年代和14C年代较为吻合(ZhouXinetal.，2016)，且12000aBP以来的植物残体年代与全岩年代均无倒置现象(表1)，表明沉积物年代基本不受碳库效应影响。图2黑龙江五大连池火山口湖沉积物TC1沉积柱深度－年代分布Fig.2Depth-agedistributionofCoreTC1fromWudalianchiCraterLakeinHeilongjiangProvince2.2粒度分布及粒级－标准偏差变化曲线沉积物粒度频率分布曲线能够直观、清晰地反映粒度组分信息及分布(XueJibinetal.，2008;TuLuyaoetal.，2015;PengShuzhenetal.，2016)特征等。由图3可见，TC1孔下部沉积物样品粒度频率分布曲线均呈多峰分布，且粒度分布区间相似，表?

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