● 摘要
黄土是第四纪气候变化研究的三大载体之一,黄土—古土壤序列记录了第四纪以来诸多气候环境演变信息。汉江上游地区地处秦岭南侧,是我国南北气候环境的过渡地带,对环境响应敏感,其河流阶地上的黄土包含了阶地形成以来的气候和地貌演变信息,值得深入探究;同时,随南水北调中线工程的建设,对此区域未来环境变化研究和预测成为研究热点。气候研究的关键是测年问题,但目前有关阶地地层年代序列的系统研究还较少,对阶地黄土沉积过程中气候环境变化规律的研究造成一定困难。在对汉江上游河谷进行野外考察的基础上,选择汉江上游安康——郧县段分布于河流两岸的4个典型一级阶地剖面以及位于南水北调中线的汉江支流丹江一级阶地1个剖面共5个剖面作为研究对象,进行详细可靠的光释光测年研究及气候替代性指标测试。针对样品的不同释光特征对测年方法和测年条件进行选择,检验光释光测年方法对于汉江一级河流阶地沉积物的适用性,对样品最终年代的可靠性进行验证,尝试不同测年方法相互对比,以获得较为可靠的年龄数据。主要结论如下:
(1)主要运用快速组分得出等效剂量(De)值的单片再生剂量法(SAR)为适合汉江上游样品测试的最佳方法,使用回授信号来获得De值的TT-OSL法由于其光释光信号较弱且难以与本底区分而不适合汉江上游石英样品的测年。
(2)40~63μm(中粒)和90~125μm(粗粒)的黄土样品均可用于汉江上游样品的测年:90~125μm适合用于未饱和样品的测年,40~63 μm适合用于饱和样品的测年;240~260℃为样品De值测试的普遍适用温度坪区,cutheat 选择小于预热温度40℃。
(3)汉江上游一级阶地雏形开始出现于55 ka B.P.,最终形成于25 ka B.P.。阶地形成初期(55-25 ka B.P.),区域地貌演变以新构造抬升与河流下切为主,此期间河漫滩相沉积物时而高于河面接受风尘堆积,时而被河水淹没而出现风成黄土—冲积砂的交互层。阶地发展稳定后(25-0 ka B.P.),新构造抬升趋于停止,区域地貌演化以阶地面稳定接受风尘堆积为特征,形成了厚层风成黄土覆盖层。
(4)汉江一级阶地上55 ka B.P.以来的沉积序列记录了此区域末次冰期和全新世的气候变化。末次冰期以内,汉江上游区域以干冷气候为主,气候波动频繁,在LJT、MTS等剖面出现多期次的风成黄土—冲积砂的交互层;进入全新世以后,随着东南季风的进退,全新世又分为三个不同的气候期:11.3~8 ka 的全新世早期升温期;8~3 ka左右的全新世适宜期;3 ka以来的降温期。汉江黄土地层中记录了全新世6~5 ka的气候恶化事件,发育了黄土层;并记录了0.38 ka左右的古洪水事件,发育了古洪水滞留沉积层。
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