250 kaBP前后中国北方干旱区的扩张及其原因.pdf

简 报 第47 卷 第 17 期 2002 年9 月 250 kaBP 前后中国北方干旱区的扩张及其原因 吴海斌 郭正堂 方小敏 张家武 陈发虎 ( 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京100029; 兰州大学地理系, 兰州 730000; 中国科学院地球环境研究所, 西安 710075. E-mail: haibin_Wu2001@) 摘要 青藏高原东北缘的武威黄羊镇及高原东南缘的川西甘孜黄土剖面同时记录了 250 kaBP 前后一次 显著的干旱化事件, 前者表现为风尘粒度变粗, 后者表现为C4 植被的扩张和古土壤化学风化强度的降低. 这次事件在我国北部干旱区及北太平洋风尘记录中均有强烈表现, 而在东南季风控制的黄土高原中南部 及西风带控制的中亚地区的现有记录中没有明显反映. 由于川西甘孜剖面位于典型的西南季风区, 中国 北方这次重要的干旱化事件主要是来自西南季风的水汽减少所致. 青藏高原东南缘在该时期的强烈隆升 可能是水汽输送减少的直接原因. 关键词 干旱化 古土壤 碳同位素 化学风化 青藏高原 自20 世纪80 年代后期以来, 古气候学上的若干 1 材料与方法 假说[1,2]都认为青藏高原的隆升是导致新生代全球和 黄羊镇剖面位于青藏高原东北 腾格里沙漠西 东亚区域环境变化的重要原因. 其中, 亚洲内陆干旱 化认为是新生代全球气候恶化的重要标志[2]. 已有研 南缘的甘肃武威黄羊镇附近, 是研究腾格里沙漠演化 究[3~5]表明, 高原隆升及相关的构造运动对亚洲内陆 及其与高原隆升关系的理想剖面( 图1). 海拔2100 m, 年平均温度为7.9 , 年降水量为 105 mm . 甘孜剖面 干旱程度的影响是通过多种途径实现的, 包括对大气 位于青藏高原东南缘四川省甘孜县城附近的雅砻江 和海洋环流的改变及对水汽的屏障等作用. 各种途径 在不同时段 对不同地区的作用也显示出明显的差异. 因此, 查明环境演化对高原隆升响应的区域差异是深 入理解青藏高原对环境变化影响机理的重要途径. 黄土作为一种受成壤过程作用的风尘堆积, 同时 记录了物源区和堆积区的环境信息, 是研究干旱区环 境变化和大气环流演化的重要地质记录. 近年来, 对 黄土高原区的中新世以来黄土-古土壤序列[6~8]及六盘 山以东的晚第三纪三趾马红土风尘部分[9,10] 的研究, 提供了该时段以来亚洲内陆长时间尺度上逐步干旱化 的大致框架, 如约在22, 6.2, 3.5, 2.5 和1.2 MaBP 前 后. 然而, 建立一个较为完整的干旱区环境演化事件 序列, 深入理解高原对大气环流的影响, 尤其是最近 几十万年以来干旱区环境演化与高原隆升的关系, 需 要对不同地区 特别是黄土高原以外的风尘堆积序列 进行对比研究, 其中青藏高原边缘区的黄土-古土壤 图1 研究区域及剖面分布图 序列具有格外重要的意义. 1. 矾山, 2. 靖边, 3. 黄羊镇, 4. 泾川, 5. 灵台, 6. 洛川, 近年来, 在青藏高原外围的不少地区, 报道了中 7. 三门峡, 8. 甘孜 更新世以来形成的黄土-古土壤序列[ 11~ 13] . 由于这些 第6 级阶地上, 海拔3480 m, 年均温和年降水分别为 地区与青藏高原的相对位置不同, 且处于不同的大气 5.7 和 637 mm. 该剖面所在区域是典型的西南季风 环流控制