腾格里沙漠南缘土门剖面常量化学元素记录的MIS5e的季风气候变化

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我国西北季风边缘沙区长期处于地壳下沉的洼地与湖盆和沙漠-黄土的交界地带,其对全球气候变化影响下的亚洲季风波动非常敏感,位于腾格里沙漠南缘的土门剖面保存了高分辨率的、较为完整的MIS5e的沉积序列。  本文通过对土门剖面144LS-1775LS地层(以下称TMS5e)及其沉积相划分,结合OSL和TL测年结果,分析和研究常量元素气候代用指标的测试结果,重建我国西北季风边缘MIS5e的古气候演变过程,并探讨了该地MIS5e千-百年尺度的气候波动。得到结论如下:腾格里沙漠南缘土门剖面TMS5e层段由16层沙丘砂(古流动沙丘砂、古固定-半固定沙丘砂和黄土状沙丘砂,分别以“D”、“FD”和“Dy”标识)、11层湖积黄土(GL)和5层湖相(LS)构成,其年代相当于MIS5e。该层段8种常量元素的含量高低依次为:SiO2、Al2O3、CaO、TOFE(FeO+Fe2O3)、K2O、MgO、Na2O、TiO2,平均值依次为64.11%、11.31%、5.15%、4.08%、2.37%、2.26%、2.01%、0.41%。这些常量元素在TMS5e层段的垂直方向上呈两组镜像对称变化:一组为SiO2,其含量在沙丘砂层位显峰态,而在湖相和湖积黄土层位呈谷态;另一组为Al2O3、 TOFE、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2,它们在沙丘砂层位呈谷态,在湖相和湖积黄土层位显峰态。根据对TMS5e常量元素地表过程分析,可以将剖面沙丘砂中SiO2含量的峰和Al2O3等其他常量元素的谷视为冬季风的产物,而湖积黄土和湖相沉积中SiO2含量的谷和Al2O3等其他常量元素的峰视为夏季风的产物。根据Al2O3/SiO2和(K2O+Na2O+CaO+MgO)/SiO2比值两项指标随时间变化,我们推测腾格里沙漠南缘在TMS5e经历了共计14.5个百年-千年尺度元素旋回和季风旋回。TMS5e层段常量元素指示腾格里沙漠南缘MIS5e气候经历了14.5个暖湿与冷干交替气候波动。因此,该研究深化了对我国西北季风边缘区MIS5e古气候的了解。
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