七十三万年来柴达木盆地察尔汗盐湖古气候波动的形式

1990年 9 月 第 四 纪 研 究 QUATERNARY SCIENCES 第 3期 七十三万年来柴达木盆地察尔汗 盐湖古气候波动的形式 黄 麒 陈 克 造 (中国科学腕青海盐湖研究所) 内容撮要 本文采用 ·c、：a·Th和古地磁法，测定了寮尔汗盐湖 CK一6孔岩芯的年 龄，井根据对该孔有机碳含量变化的研究，讨论了 0．73Ma以来古气候波动的形式。初步结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，CK一6孔可与洛川黄土及深海沉积钻孔的气候益线进行对比 认为全球性气候事件在 青藏高原内部同样有明显的反映。 主题词 断陷盆地 盐湖 有机碳地层学 古气候旋回 一 、 前 言 柴达术是青藏高原最大的山间盆地，面积 120 000km：，平均海拔 3 000m 左右。 区 内气候十分干旱，特别是盆地 中部察尔汗地区，平均年降水量约 28ram，而蒸发量可达 3 000ram，蒸发量大于降水量 i00多倍，是罕见的干旱地区。 囤 t囤 z囤 s 图 l 柴达东盆地第四纪强烈沉降区及并位图 I．古老山系 2．第四纪强烈沉降区 3．寮尔汗盐湖 第一作者简舟：黄就 男 53岁 剐研究员 同位素地球忧学与同位素年代学专业 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 四 纪 研 究 这个夹持在昆仑山与阿尔金山、祁连山之间的高原盆地，与外围山系以巨大的断裂相 接触，主要受北西西和北东东两组断裂所制约。实际上它是一个大型断陷盆地，井具有从 盆地边缴向内部呈阶梯状断陷的特征 ，从而在盆地中部的三湖地区，即台吉乃尔湖、达布 逊湖和霍布逊湖的广大地区，形成大面积的第四纪强烈沉降区 (图 1)，长期以来保持着 连续沉积。 根据青海省石油管理局在达布逊湖东南岸的深井(达参 1孔)资料，第四纪湖相沉积 的厚度可达 2 779m，富台介形类化石 。漫长的湖泊演化历史及其连续的第四纪湖榷地 层，为研究该区古气候波动形式提供了理想的条件。 确切地说，察尔汗是个巨大的干盐湖，在面积 5 800km2的广阔盐滩内，包括达布逊 湖、霍布逊湖等九个盐湖。CK-6孔位于察尔汗干盐湖的西部，是由青海省地质矿产局第 一 地质队完成，我们对岩芯做了测年及有机质测试工作。本文主要根据上述数据，并引用 地质力学研究所的吉地磁资料，讨论察尔汗盐湖 0．73Ma以来的气候波动形式，并与黄土 及深海钻孔进行对比。 沉积物的年龄及其沉积速率 CK一6孔总进尺 910m。 井深 O一55m，以石盐沉积为主， 间夹粉砂质粘土薄层； 55—91O平，是一套灰、灰绿色及浅棕色湖相碎屑沉积，由粉砂质粘土与粘土质粉砂交互 成层，其中夹有四层腐殖层。 亵 l CK-6孔沉軎l袖的年龄 铀 系 法 样 耀 “C {击年龄 样号 (血) (10’aB．p．) 2 U， l’U Th， ”U “。Th年龄 (10’aB P．) 1 40．B 24．B+ 0．9 2 52．3 2B．2+ 0．9 3 54．9 32．2士1．8 4 57．0 1．373土0．047 0．420士0．047 57．5土8．3 5 92．0 1．]50土O．O" O．5lO+0．048 74．B土9．B 6 99．2 1．300土0．064 0．545+0．050 82．3+ l0．9 7 l51．9 I．350土0．O62 0．638土0．036 104．0+9． 8 169．6 i．450+0．07l 0．699士0．041 1l9．5土 11．9 9 206．7 1．350土0．06， 0、878+ 0．045 l91．9士24．5 l0 249．7 1．288土0．045 0．873±0．061 192．9士34．0 ll 260．9 1．270±0．054 0．890士0．060 204．0土拍 ．8 l2 271．2 1．250+0．050 0．965+0．040 265．0土43．0 13 283．4 1．250土0．069 0．9针土 0．046 254．2土45．0 14 297．7 1．36 土0．066 0．995+0．060 277．7+73．0 l5 323．0 1．I73土0．044 0．944土0．O55 257．6土60．0 l6 354．8 1．019土O．027 O．941± 0，055 299．O±92．6 341．0+ 2I 3 i 7 37 8 ． 2 1．12 8土0．O4B 0．992+ 0．063 一 B3 18 鲫 2．2 L．O50土O．O57 O 97O+0 O，l j36 0_r50O 一 77 维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 - 黄 魄等：七十三万年来紫迭木盆地察尔汗盐湖古气候波动的形式 CK一6孔的年龄，是采用 “C测年法、不平衡铀系法及古地磁法获得的。铀系法的数 据列于表 l中，其样品制备、测量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 及数据处理与文献 【2，3】相同。由于测试方法本 身存在一定误差，数据比较分散 (图 2)。古地磁法测量了 256个样品，其结果很理想，布 容极性时与松山极性时的界线在井深 850m 左右 (见图 2)。为了较客观地反映 该孔的年 龄，对上述几种数据做统计分析，采用最小二乘法求得样品不同埋深(5)和年龄 ( ，lO a) 的线性关系式为： S— l0．65+ 1．139T 溶窿 岩性 沉 积 年 龄 ‘IO‘aB．P．j 有 机 碳 有 机 晨【 田 一日 日 。四 目 s 固 s 口 ， 田 e团 。 图2 寮尔汗盐湖 GK-6孔有机质含量变化及其沉积年龄 l·石盐 2·砂质轱土 3·粘土质粉砂 I·粉砂 ·腐殖屡 6·钙质粉砂牯土 7．“c年龄 8．瑚Th 年龄 9．d／M 界线 l—21．有机碳酐骚 CK一6孔的沉积速率是不均一的。该孔上部的盐系地层，沉积速率较快，为 1．70mm， a；盐层以下的碎屑沉积物，沉积速率为 l 0-- l 2mm／a。依照文中 5—10．65+1 139T 公 式求得其平均速率为 1．14mm／a。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 四 纪 研 究 三、CK-6孔有机碳含量变化 早在 50年代，在侯德封教授指导下，中国科学院兰州地质研究所曾提出 内陆潮湿 拗陷”陆相生油理论 ，论证了潮湿气候环境以及拗陷 区的连续沉积对有机质富集和保存 的重要意义，从而把陆相油气生成与气候环境紧密地联系在一起。应用钻孔岩芯中有机 质含量变化作为古气候波动的信息，近十几年引起有关学者的兴趣。M．R．Rampino在 讨论岩芯中有机碳的分布与古气候关系时，得出有机碳含量的低值与较寒冷气候相对应 的结论 。Pedersen在讨论太平洋深孔有机碳分布时 ，提出“有机碳地层学”的概念 。作 者曾讨论了岩芯中有机碳含量变化和介形虫壳体中氧同位素与古气候波动的关系，认为 有机碳含量的垂直变化是反映古气候变迁的一个重要信息0。 表 2 cK一6孔的有机硪含量 有 机 碟 台 盈 (％) 有机碳阶段 (10 B ．P．) 样深 年由争范围 (m) 范 围 均值 样数 1 ≤ l0 0．20— 0．‘7 0．¨ 2 2 4— 55 10— 30 0．10— 0．16 0．1‘ ● 3 55— 100 30— 70 0．30— 4．80 0．96 7 4 100— 120 70— 90 0．14一 O．27 0．20 3 _ 120— 150 90— 123 0．50— 1．" 0．74 7 6 l 0— 220 123— 184 0．1 一 0．40 0．34 10 7 220— 310 184— 2 O．39— 0．80 O．59 9 8 310— 360 263— 307 0．26— 0．，2 0．30 5 9 360一 ●0 307— 3“ 0．31— 2．64 1．1‘ 8 10 40 一 ．35 346— 373 0．10— 0．29 0．20 ， 1l ‘3 一 ‘90 373— 42l 0．‘6__u_0 9 0．5l 6 12 ‘90— 545 ●2l一 469 0．10— 0．蠲 0．21 3 t3 45— 600 6^9— 5t7 0． O— 1．85 O．99 6 l4 600— 6‘0 5l7— 5 3 O．1，一 0．37 0．23 5 l5 0— 680 5" 一 88 0．62— 1．06 0．71 6 l6 6BO一， 5 58g一 6’5 O．2’一 O．35 0．28 ， 17 745— 770 6‘ 一 667 0．5，一 0．67 0．66 ， l8 770— 820 667— 711 0．16— 0．28 0．22 4 19 820— 8’， ’¨ 一 ，” 0．” 一{．79 1．¨ 7 ZO B” 一 86O 7|3—7‘6 0．3O— n．40 0．¨ ， 21 $60以下 )7“ 0．76—0．98 0．86 4 CK一6 孔岩芯实测有机质样品 II1个。 获得有机碳 含 量 0．10—4．80％， 平 均 为 0．61 ；有机氮含量 0．00—0．22 ，平均为 o．o6~。总的来说，陆相地层有机质含量是比 较低的，但其在时间上的含量变化却存在着相对高含量和相对低含量的间互阶段(层段)。 1)黄融、盂昭强，1990，古气候墟动模式的有机地球化学方法。 维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 黄 麒等 ：七十三万年桌紫达木盆地察尔汗盐湖古气候波动的形式 如表 2所示 ，可将 CK一6孔划分出 21个有机碳阶段，其奇数阶段有机碳含量在 O．34— 1 44％ 之间，平均值为 O．87％；偶数阶段有机碳含量 0．H—O．34％，平均值为 O．25％。 这 些数据表明，奇数阶段有机碳台量高于偶数阶段 3．4倍，它们之间的差别是相当明显的 (见图 2)。有机碳含量在时间上这种韵律性变化， 是沉积环境包括古气候条件变迁的反 映。我们认为，尽管陆相沉积物有机质含量较低，但它仍可提供气候波动的信息。据此， 把有机碳相对含量高的奇数阶段代表相对温湿的气候环境，而偶数阶段则代表相对干冷 的气候。 四、CK一6孔有机碳与黄土及深海沉积的古气候旋回对比 深海沉积钻孔 DSDP552、DSDPS02、DSDP5 04和 V28—239 ，根据古地磁及氧同 位素测试结果划分出从布客极性时至现在的气候旋回，其中包括的阶段与 CK-6孔有机 碳阶段的终点年龄非常相似。两者各阶段的对比数据列于表 3。 表3 CK一6孔有机碳与深海钻孔氧胃位素阶段年龄的对比 有机碳阶段 探离钻孔 ； D：P 5 ； 套 。。 “和 分 界 年龄 (10 aB P．) 终点年龄(10 aB．P．) 均值 (10 saB-P-) 1／2 10 10t$】 2，3 30 29t．3 3 I 70 6l【l】 ^j5 9O 73【t1 5／6 12 128—128 128 6／7 184 l85—21I 194 7，8 26 249— 264 258 s／9 307 297—329 313 9，lO 3I6 339— 37I 359 l0fll 钾 3 36B．一4O 386 11，12 42I 430 *2／13 469 I72—506 I86 *3／14 5l7 5Il一531 521 14 15 55 5 2— 5；1 544 l5 16 588 575— 598 589 l6儿 7 6 5^ 59S一 “ ‘ 62％ 17儿 8 667 636— 68O 658 ts／l9 71l 666—7l1 695 19／20 733 7l9—745 7 29 20，2l 746 742— 743 743 由刘东生教授建立的洛川黄土古气候波动模式，为我国研究第四纪气候演变提供了 一 个标准剖面，并首次对中国黄土的古气候旋回与深海沉积做了对比研究 吁o CK一6孔 舶初步研究结果显示出，内陆湖泊沉积物所保存的古气候信息，也可与黄土及深海沉积进 行对比，如图 3所示。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 四 纪 研 究 B M 岩性 浩川黄土刮面【。 十 — — {显 一一 J ～ j 深 海V 8—238孔n0】 d‘ O( ) 荣选木盆地CK一6孔 有机碳 一 1．5 —2．5 — — {豆 一 I- 一】。 Ⅱ 。 2 — — z ． ) 3 。 下 ～ 一 ， ～ ～ 一 III 6 、 ＼ — ≤～ ～ ～ — 、_ 7 — ／ ＼ 、 IV 8 LL 。 — 9 一 ’ 、 — < 一 一 一 一 10 、＼ V II 一 J】 、 — —— 一 一 一 一 ，，一 】2 、 ＼ VI 一 — ／ —～ —— 一 —— J3 一 、 、 VI】 ， 一 、、、 ～～ J5 ·’ ·· ． ． ． ．． ． ． ． ． ． ． ． ． 一 一 ＼_ ～ ～ J6 丌 一 q8 l I＼～～ 1n — !’ 图 ： 图3 柴选术盘地寮尔汗盐蝴 CK一6孔有机碳与黄土及深海沉积的古气候曲线对比 1．黄土 2．古土壤 CI--ClX·气候旋回‘I— Ix·氧同位素旋回 l一1’．氧同位索阶殷 l--2I．有机碳阶殷 一 五、 讨 论 柴达术盆地是一个典型的干旱区，盐湖众多而且湖相沉积连续，是研究干旱区第四纪 与环境变迁的理想地区。利用有机碳台量变化探讨长时段古气候演变，可以说是一次尝 试性工作，应注意结合其他气候指标做综合研究。但从获得的初步资料来看，有机碳是能 够反映古气候变化信息的。 我们曾讨论过 40 000年以来青藏高原盐湖区的吉气候变迁，指出其古气候旋回与世 界其他地区基本上是同步的[11]0本文的初步结果进一步表明，即使把时间追溯得更长远一 些，至少从布容极性时以来的全球性重要气候事件，在世界屋脊——青藏高原内部同样有 明显的反映。青藏高原第四纪以来的强烈隆升，对其邻区产生了深刻的影响，这已被有关 学者所证实。然而，其自身的环境变迁，看来并未排除全球重大气候事件的影响。这对认 维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 黄 麒等：七十三万年来紫达术盆地寮尔汗盐湖古气候蛙动的形式 2【J 识青藏高原内部古环境变化是有意义的。 参 考 文 献 杨藩，198 1，从舟形类化石的分布试论 柴达术盏地东部地区第四系地甚的划分与对比。 中苴徽体古生物学会 弟一放学术会议论文选集，辩学出版牡，}6一粥 页。 黄臌、蔡碧琴，1957，寮尔汗盐湖沉积物年代学的栖步研究。中甚一澳大利亚第四纪学术讨论会论文集，科学出 j}叵社，106一l1}页。 IvaDovich．M．aad Ha r oD R．S．，1982， Uranium—Seri0u s Di sequilibr Jam： Application t0 EⅡvi- m meDtal Prob1era 5．0xford UDivcr si【v Pless．Oxfo rd，5O7— 30． 中国科学院兰州地质研究所，1960，中国西北区陆相油气 田的形成及其分布规律。科学出版社，1}6—152页。 刘庚生，1956，古地磁学与古气候学。国外地质，弟 8期 ，1—7页。 P㈣de eD，T．F ，1953 Inc rta std P roductlvity in the E85tC¨ 1 Equatorla1 Pacifi~ du ring tha LRSt G1acia1 Maximum．G 口 gy．1l(1)，16一I9． wiIliaH1 s．D．F．ThⅡneIil R．C．，Tappa．E．．Rio．D．and Rgffi．L．1988，Chfoaologg oE 曲c Ple— is~ocene Oxygen I sOtope Record：0-- 1．88m．y．B．P．PalaF0f o 4p ^ P4taeoctim#Jology．Pal~~ofc0一 fogy．64(i)，221--240． H ays，J．D．，Imbrle．J．and Shacklet0n．N ．J．， 197 ， Variation~in the Earth’s O rbit：Pace如 aker of tho Ice Age s．Scie f．19‘(4 270)， 1 12【一 1 132． 捌东生等，1985，黄土与环境。 科学出版社，5B一6l页。 Shackle r。n，N．J．and Opdyke，N ．D．．1973， Oxygen Isotop~aad Palaeomagneti~ St ratig raphy Df Equat0rial Pacific Core V28— 238．0 口l Ⅲ ，v RfjfⅢ ．^3，39— 5． 陈克造、Bowle1-，J—M．、Kc【l s，K．．1990，四万 年来青藏高原的气候变迁。第四纪研究，第 j期 ，2【--31页 ．． ■■I■ ¨ ¨" ¨ 维普资讯 http://www.cqvip.com 2l2 第 四 纪 研 究 1 990年 PALAEOCLIMATIC FLUCTUATION FASHION OF QARHAN SALT LAKE IN QAIDAM BASIN IN THE PAST 730 000 YEARS Huang Qi Chen Kezao (Qinghal tnm'ture of Sah Lade, Chinese Ⅲ y oi Scle~ces) Abstract Qarhan salt lake is the largest one on the Qinghai—Xizang (Tibet)Plateau． With its unique geographic position and Quaternary lacustrine sediments of about 3 000 nr thick，Qarhan salt lake is df importance in stiadying the Qu aternary climate variation in China． For a sedimentary profile，especially an uninterrupted lacustrine sedimemary section， the content of organic material in the sediments will be influenced by the variation of sedimentary envlronmem． Organic geochemistry study lias shown that under w and warnl erLvlronment． the larger the area and the depth of the lake，the nroEe easily the organic material is enriched and preserved，and the higher the content of organic material is．Based on the organic carbon data obtained from Core CK一6 of Qarhan salt lake，the authors recognized that the content of organic carbon in the sediments changes alternatively in relatively higher and lower way，wkh very clear cycles． Thus，several sttatomeres of organic carbon can be divided in accordance with the cyclic change of organic carbon content in the sediments In Core CKI6．for ex— ample the organic carbon content odd number stratomeres varies from 0．34％ to 1．44％ with average 0_87％；while in even number stratomeres the content is 0．14％— 0．34％，with average 0．25％，3．4 times lower than the former one It shows that the cyclic change of organic carbon content in time sequence may reflect the variation of sed imentary environment，including the change of palaeoclimate．we Can take the change of organic carbo n in different stratomeres as a reference for studying the variation of paIaeoclimate． The palaeodimatic fluctuation fashion reflected by the organic catbo n content in Core CK一6 is comparable with the climate varia,ion curve oNained through the study of Luochuan ’ Loess and the deep sea sediment，and the changes in different stages ate generally synchro— nous In the past 730 000 years，the globaI climate event has also be en reflected clearly within the Qinghai—Xizang(Tibet)Plateau ‘ 维普资讯 http://www.cqvip.com