● 摘要
河流阶地和河谷坡地上堆积的黄土-古土壤及其所含的古洪水滞流沉积物，是记录过去气候变化、气候水文事件和人类活动的良好地质载体，也是古洪水水文学研究的理想材料。通过年代学研究，建立区域古洪水事件和环境演变的年代学框架，对于预测未来气候变化和气候水文事件的发生、河流的治理、水资源开发利用以及防洪减灾有着重要的作用。汉江上游地区地处我国南北气候环境的过渡地带，该地带全新世的气候变化已成为研究过去全球气候变化的热点区域之一，受到越来越多学者的关注。前人研究和实地考察表明，汉江上游河谷地区堆积有较完整的黄土-古土壤沉积序列和典型的古洪水滞流沉积物，较好地记录了全新世气候变化和古洪水事件的信息，但系统可靠的年代数据不足，无法准确解读汉江上游全新世环境演变和气候水文事件信息。由此，汉江上游全新世黄土古土壤和古洪水滞流滞流沉积物系统可靠年代序列的建立变得尤为关键。本文选择汉江上游和长江中游宜都段，共5个含有古洪水滞流沉积物土壤剖面为研究对象，采集35个光释光（OSL）样品，同时在汉江上游干流4个不同地点各采取1个2011年洪水沉积物的OSL样品。应用光释光单片再生法，采用不同粒径测定了这些样品的等效剂量（De）值，选择汉江上游典型样品，探讨了多种目前认可的检验样品晒退程度的方法，分析了多个年代模型对晒退不彻底样品的适用性和可靠性，并以汉江上游4个地点现代洪水沉积物17个子样品为例，基于将今论古思想，利用汉江上游地区现代河流沉积物的晒退状况研究，推测了汉江上游全新世古洪水滞流物的晒退概况，并找到了能准确测定汉江上游古洪水滞流沉积物De值的测试粒径范围。根据最终确定的OSL年代结果，结合沉积物粒度和磁化率气候代用指标、地层对比和考古年代分析，确定汉江上游流域全新世黄土-古土壤序列沉积时间框架以及古洪水事件发生年代，并揭示了汉江上游流域全新世气候环境演化。最后，结合汉江上游地区历史洪水数据、古洪水事件年代框架和国内外高分辨气候替代指标，探讨了汉江上游古洪水事件对于气候变化的响应关系，得到主要结论如下：
1、样品晒退程度多种检验方法的比较。选择典型样品，探讨了检测样品晒退程度的多种方法，得出等效剂量值频率分布是否呈现正态分布不能直接指示样品是否完全晒退。De-(t)坪区方法和等效剂量与感量变化校正后的自然释光信号相关关系图法，可能较为可靠。通过De值分布放射图可较为直观展现样品离散程度，亦可作为判断样品晒退状况的方法。但是准确检验样品的晒退程度仍需要几种方法的相互验证。
2、汉江上游2011现代洪水样品的晒退程度分析和最佳测试粒径选择。通过对汉江上游4个不同地点现代洪水沉积物的17个子样品的光释光测年研究表明，汉江上游现代洪水沉积物中存在较多晒退彻底的石英颗粒，这说明汉江上游地区古洪水滞流沉积物可能晒退较好。﹥90 μm粒径的粗粒径石英颗粒可能适合测定古洪水滞流沉积物De值。现代洪水沉积物样品De值没有随离源头距离的增加而减小，样品平均等效剂量值随粒径的增大而减小，样品的循环比值的离散性随粒径的粒径增大而增大。
3、晒退不彻底样品等效剂量值最优年代模型的选择。选择典型样品，运用不同年龄模型的统计分析表明，对于鉴定为晒退不彻底的样品，年轻样品（﹤1000 a）利用LFP方法、10％RSD方法和OSL信号比较法进行挑选可能较为合适；全新世中晚期晒退不彻底样品采用10％RSD方法、DRT+10方法和OSL信号比较法进行挑选可能较为合适；全新世早期及其以前的晒退不彻底样品，采用DRT+20方法和OSL信号比较法进行挑选可能较为合适，但准确揭示样品的沉积年代仍需要野外详细的考察，地层对比和考古年代分析进行相互佐证。
4、汉江上游若干地点古洪水事件年代框架的建立。根据掌握的OSL年龄的绝对数据，地层对比和考古年代学分析，确定了汉江上游流域在全新世期间发生的古洪水事件的年代框架。汉江上游干流在距今12700~12000 a、距今7500~7200 a、距今6000~5000 a、距今3200~2800 a、距今1800~1700 a、距今900~1000 a发生了6期特大洪水事件 ，在长江干流中游宜都段在距今950~850 a、距今750~650 a.和距今550~350 a是古洪水事件的多发时期。
5、汉江上游古洪水事件对气候变化的响应。通过OSL年代方法建立汉江上游地区全新世阶地沉积的年龄框架，并结合汉江上游历史洪水数据、粒度和磁化率环境代用指标、国内外高分辨气候指标，对汉江上游全新世古洪水事件对气候变化响应进行了探讨，得出古洪水事件的发生易集中于气候恶化阶段、气候转折波动或气候突变时期，与降水丰富的气候湿润期不存在同步关系。