王青, 孙洪艳, 任建武, 易先进, 程捷. (2015)祁连山南坡木里地区晚更新世晚期的气候变迁[J]. 古地理学报, 17(3): 417-426
Wang Qing, Sun Hongyan, Ren Jianwu, Yi Xianjin, Cheng Jie. (2015)Climatic change during the late stage of Late Pleistocene at Muli area in south slope of Qilian Mountains[J]. Journal Of Palaeogeography, 17(3): 417-426. DOI:10.7605/gdlxb.2015.03.035  
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祁连山南坡木里地区晚更新世晚期的气候变迁
王青, 孙洪艳, 任建武, 易先进, 程捷
中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083

通讯作者简介 程捷,男,1963年生,中国地质大学(北京)教授,主要从事第四纪环境与城市地质方面的研究。E-mail: chgj@cugb.edu.cn。

第一作者简介 王青,女,1989年生,中国地质大学(北京)硕士研究生,主要从事第四纪环境与城市地质方面的研究。E-mail: imnuwq@163.com。

收稿日期:2014-11-20
基金:“陆域天然气水合物环境监测及效应研究”项目(编号:GZHL20110327)专题“祁连山木里地区晚更新世以来冻土剖面取样和分析”(编号:2-5-12-51)资助
摘要

通过对祁连山南坡木里地区晚更新世地层剖面AMS14C年代的测定,以及对沉积物粒度、磁化率及SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物含量的研究,重建了研究区晚更新世晚期44.8~35 ka B.P.的气候变迁。木里地区晚更新世晚期44.8~35 ka B.P.的气候可以分为3个阶段:(1)44.8~40.5 ka B.P.,气候温暖湿润,41.9 ka B.P.出现的暖事件与D-O振荡中的IS12对应;(2)40.5~35.5 ka B.P.,气候波动频繁且在波动中变冷,该阶段成功捕捉到3次D-O振荡中的暖事件和1次Heinrich冷事件,3次暖事件与D-O振荡中的IS9、IS10、IS11对应,时间分别为35.8 ka B.P.、37.5 ka B.P.、39.7 ka B.P.,冷事件与D-O振荡中的H3对应,时间为35.5 ka B.P.;(3)35.5~35 ka B.P.,气候波动大,具变暖趋势。整个阶段的气候波动与深海氧同位素第3阶段后期气候变化特征较吻合,亦揭示了全球变化信号在研究区的响应特征。

关键词: 晚更新世; 气候变迁; 冰水沉积; 木里地区
中图分类号:P534.63+1 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2015)03-0417-10
Climatic change during the late stage of Late Pleistocene at Muli area in south slope of Qilian Mountains
Wang Qing, Sun Hongyan, Ren Jianwu, Yi Xianjin, Cheng Jie
School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083

About the corresponding author Cheng Jie,born in 1963,is a professor of China University of Geosciences(Beijing). He is mainly engaged in researches of Quaternary environment and urban geology. E-mail: chgj@cugb.edu.cn.

About the first author Wang Qing,born in 1989,is a candidate for master degree in China University of Geosciences(Beijing). She is mainly engaged in researches of Quaternary environment and urban geology.E-mail: imnuwq@163.com.

Abstract

Based on the precise measurement of AMS14C ages in Late Pleistocene stratigraphic section at Muli area in the south slope of Qilian Mountains,and combined with the study of sedimentary grain size,magnetic susceptibility, and oxide(SiO2,Al2O3 and Fe2O3)content,we reconstructed the climatic change of the study area during 44.8-35 ka B.P. with 3 stages:(1)During 44.8-40.5 ka B.P.,all the proxies show that the regional environment is warm and humid. The warm event around 41.9 ka B.P. corresponds to IS12 in Dansgaard-Oeschger events;(2)During 40.5-35.5 ka B.P.,the climate fluctuated frequently and tended to be cold. The three warm events of IS9-IS11, i.e., 35.8 ka B.P.,37.5 ka B.P.,and 39.7 ka B.P.,respectively,and the H3 cold event of 35.5 ka B.P.,were found during this period;(3)During 35.5-35 ka B.P.,the climate fluctuated strongly and tended to get warm. These features of climatic fluctuation fit well with those of the late stage of MIS3. It indicates that the climate changes could spread globally but the precipitation situation varies in different areas.

Key words: Late Pleistocene; climatic change; glaciofluvial deposit; Muli area

祁连山位于中国西北干旱区与青藏高原地区的过渡地带, 气候变化极为敏感, 为气候变迁研究的理想区域。研究区木里地区(图 1)位于祁连山南坡, 青藏高原东北部, 行政区划上位于青海省海西蒙古族藏族自治州天峻县。该区海拔普遍在4000 m以上, 年均温为-5.1 ℃, 年降水量为282~774 mm; 生态环境脆弱, 气候多变。前人通过对祁连山东段的冰川遗迹和黄土地层等的研究, 建立了祁连山第四纪冰川演化序列(康建成等, 1992); 通过对祁连山北麓季风西北边缘区的河流阶地系列和风成黄土的研究, 揭示了该区中更新世以来的构造隆升和气候演化之间关系(邬光剑等, 2001), 认为祁连山西段自更新世以来的环境变迁是青藏高原隆升过程的环境响应, 并将该地区的气候初步划分为12个寒冷期和12个温暖期(李麒麟和王小伟, 2003); 通过该地区敦德冰芯记录研究重建了末次冰期以来的气候变迁(谢自楚等, 1989; 卫克勤和林瑞芬, 1994), 但对祁连山冰水沉积的研究较少, 并且末次冰期及末次冰期之前的气候变迁研究的时间尺度较大, 分辨率不高。在本项研究中, 通过对样品进行沉积年代、粒度、磁化率和地球化学特征等方面的研究, 恢复了木里地区晚更新世晚期44.8~35 ka B.P. 之间气候变迁的详细记录, 为揭示中国西部地区的气候变化提供新的支持, 并且为理解祁连山冰川融水和气候环境的变化提供了可靠证据。

图1 祁连山南坡木里地区与木里剖面位置示意图Fig.1 Sketch map showing position of Muli area and Muli section in south slope of Qilian Mountains

1 木里剖面岩性特征及研究方法
1.1 剖面岩性特征及采样和分析

木里地区晚更新世地层剖面位于木里镇多索河南岸, 坐标为38° 08'30″N, 99° 10'03″E; 海拔为4018.6 m。该剖面沉积物的粒度较粗, 基本为砂砾石层, 夹粉砂层和黏土层, 出露厚度为1040 cm。其下部和中部岩性为一套棕灰色砾石层, 砾石间有砂、泥质填充, 砾石大小不一, 大者可达30 cm, 一般在2~5 cm之间; 上部以粉砂层、黏土层为主, 夹小砾石层, 岩性分层及描述见图2。

图2 祁连山南坡木里剖面上更新统岩性柱状图Fig.2 Lithological column of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

虽然剖面沉积物的粒度总体上较粗, 但期间夹有粉砂和黏土层, 这为古气候研究提供了一定的条件。因此, 在该剖面上除了采集年代测试样品外, 还采集了粒度、磁化率、地球化学等样品。粒度和磁化率样品的取样间距为10 cm, 地球化学样品的取样间距为30 cm。为了确保样品的测试质量以及满足研究的要求, 磁化率和地球化学样品尽量取自粒度较细的沉积物中。粒度样品和磁化率样品是在中国地质大学(北京)第四纪地质实验室完成的。由于样品粒度较粗, 含有较多的砾石, 粒度分析由筛析法(筛孔直径为1/4φ 的间隔)完成, 磁化率测试采用Bartington MS2测试系统完成。SiO2、Al2O3、Fe2O3含量测试由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所采用压片法-X射线荧光光谱法(XRF)完成。

1.2 沉积物测年

本研究共采用了4个14C样品(表 1), 所有样品均采自黏土层和砾石层, 测年结果由北京大学科技考古实验室采用加速器质谱AMS14C测年法提供。据样品地球化学测试结果, 样品有机碳含量都大于0.42%, 远远满足AMS14C测年样品大于1 mg有机碳的要求, 因此测试结果可靠。测年样品之间的年代, 采用拟合趋势线的方法计算得到, 趋势线方程为y=0.009x2-0.867x+35151(图 3, 决定系数R2=0.993)。

表1 祁连山南坡木里剖面上更新统AMS 14C测年结果 Table1 Result of AMS 14C dating of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

图3 祁连山南坡木里剖面上更新统年代以及年代模型Fig.3 AMS 14C age data and fitting curve of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

2 测试结果与分析
2.1 沉积物粒度

粒度是碎屑沉积物的重要结构特征, 沉积物的粒度大小受搬运介质、搬运营力强度以及搬运距离等控制, 与沉积环境密切相关。木里剖面中沉积物平均粒径分布范围为-1.58~2.05 φ , 平均为0, φ , 以粗砂、极粗砂和中砂为主, 颗粒粗, 分选差, 偏态以正偏— 极正偏为主, 峰态窄— 非常窄, 说明剖面整体粒径集中于粗粒部分。粒度参数大多数介于普通河流和冰碛物之间, 符合冰水沉积物的沉积特征(武安斌, 1983), 再加上研究区属于青藏高原高寒区的背景和野外观察剖面具有明显的层理结构, 推断该剖面沉积物为冰水沉积的冰水河流相。综合沉积物粒度参数和剖面柱状图, 把木里剖面分为3段:第1段(1040~820 cm), 第2段(820~260 cm), 第3段(260~0 cm)。粒度参数反应的3段, 与剖面的岩性特征对应良好(图 4)。

图4 祁连山南坡木里剖面上更新统粒度参数随深度变化Fig.4 Grain size parameter changes of the Upper Pleistocene with depth at Muli section in south slope of Qilian Mountains

第1段:平均粒径分布范围为-1.58~-0.18 φ , 平均值为-0.75, φ , 以极粗砂为主, 含量在72%以上, 砾石含量高; 标准差平均值为1.54, 总体在1~2之间, 表明沉积物分选性较差; 偏度在0.3~2.2之间波动, 平均值为1.12, 属于极正偏; 峰态基本上大于3, 平均值为4.10, 属于非常窄峰。

第2段:平均粒径集中分布在-0.93~0.85 φ , 平均值为0.03 φ , 仍以极粗砂为主, 占60%, 粗砂含量明显增多; 标准差平均值为2.0, 总体在1.5~2.3之间, 分选比第1段差; 偏度在-0.48~1.38之间波动, 平均值为0.67, 以正偏为主; 峰态平均值为2.59, 多数属于窄峰; 同第一阶段相比, 该阶段粒度变细, 峰形变缓, 有向细粒物质集中的趋势。

第3段:平均粒径变化范围为-0.34~1.40 φ , 平均值为0.57 φ , 以粗砂为主, 占47%, 中砂含量明显增多, 占14%; 标准差平均值为2.20, 分选性为整个剖面最差; 偏度平均值为0.33, 绝大多数属于正偏和极正偏, 也有少量近于对称分布; 峰态平均值为1.99, 全部属于窄峰; 从各项指标来看, 该段粒度更细, 分选更差, 峰形变缓。

通过对3段地层做频率曲线发现, 第1段(820~1040 cm)中频率曲线全部属于单峰(图 5-A), 峰态极窄, 峰值在-1~-3 φ 之间, 反映了单一的冰水作用沉积, 证明该段水动力很强。第2段(820~260 cm)中频率曲线少量单峰(8.9%, 图5-B), 属于较弱的双峰(84%; 图5-C, 5-D), 次峰峰值在2~4 φ 之间, 说明有其他作用参与了冰水搬用沉积过程, 推测在青藏高原地区主要为风力搬运作用, 水动力比第1段小。第3段(260~0 cm)中样品频率曲线多属于双峰(80.8%, 图5-E, 5-F), 此阶段风力作用显著增强并有很大影响, 但主要物源可能仍为冰雪融水带来的粗粒物质。

图5 祁连山南坡木里剖面上更新统沉积物粒度典型频率曲线图Fig.5 Typical frequency distribution curves of sedimentary grain size of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

通过对3段地层的粒度参数做散点图, 可以看出该3段地层的沉积环境存在显著差异, 尤其是平均值-标准差散点图(图 6)和标准差-偏度散点图(图 7)效果很好:第1段沉积物粒径较粗, 分选比后2段好, 表明此时水动力强、冰川融水充足、气候相对温暖; 第2段居中; 第3段沉积物粒径变细, 表明此时水动力减弱、分选性差、气候相对偏冷。这与频率曲线反映的形态对应很好, 表明对该剖面的划分是很合理的。

图6 祁连山南坡木里剖面上更新统沉积物粒度平均值(Mz)-标准差(σ )散点图Fig.6 Standard medium grain size(Mz)-standard deviation(σ )scatter diagram of sedimentary grain size of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

图7 祁连山南坡木里剖面上更新统沉积物粒度标准差(σ )-偏度(SK)散点图Fig.7 Standard deviation(σ )-skewness(SK)scatter diagram of sedimentary grain size of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

2.2 磁化率

沉积物的磁化率在第四纪古气候研究中应用广泛, 但由于磁化率机理复杂, 使得不同类型沉积物的磁化率解释可能存在差异(潘永信和朱日祥, 1996)。对河流沉积物而言, 由于物源和沉积环境的不同, 导致不同河流中沉积物的磁化率高低与粒级组分和相应的气候状况表现并不一致(吉云平和夏正楷, 2007), 而影响冰碛物磁化率的主要因素是以母岩条件为主, 气候条件为辅(张威等, 2012)。文中讨论的冰水沉积物为连续沉积, 砾石棱角分明, 大小不一, 磨圆度差, 推测为近源搬运。前人研究认为, K2O/Al2O3值可以用来确定细碎屑岩的物源区成分(Cox et al., 1995), 根据地球化学测试结果, 木里剖面沉积物中K2O/Al2O3值在0.169~0.185之间, 平均值为0.178, 说明物源区母岩中碱长石含量极少; 同时, CIA指数在53.932~67.944之间, 故认为物源区母岩没有经过强烈化学风化(Nesbitt and Young, 1982)。该剖面中碎屑沉积物物源成分和风化程度接近, 推断为同源沉积物。由于冰水沉积物具有冰碛物和河流沉积物的双重特征, 磁化率的情况更为复杂, 其磁化率在一定程度上可以作为沉积环境的判断依据, 但是并不能直接反映气候冷暖变化。

不同的沉积相中, 磁化率和不同粒级组分的百分含量的相关关系各有不同, 沉积物的磁化率若与某一粒级组分含量密切相关(正相关), 则说明该粒级组分富含磁性颗粒(王建等, 1996); 除此之外, 磁化率和粒度的相关性受水动力条件的影响大, 在水动力条件强的阶段相关性较好, 而在水动力条件弱的阶段则基本不相关(孟庆勇等, 2008)。因此磁化率与粒度的关系很大程度上反映了物源、沉积动力条件和次生条件的变化和影响。通过对剖面不同阶段的磁化率和粒度参数对比, 并且分析磁化率和各粒级所占百分比的相关系数(表 2), 发现木里剖面中的3段地层存在显著差异。

表2 祁连山南坡木里剖面上更新统沉积物磁化率和各粒级组分含量的相关系数 Table2 Correlation coefficient between magnetic susceptibility and weight percentage of grain fractions of the Upper Pleistocene at Muli section in south slope of Qilian Mountains

第1段:磁化率平均值达146.09× 10-8m3/kg, 最大值为321.05× 10-8m3/kg, 磁化率和粒级在-2~1 φ 之间的粗粒物质存在正相关关系, 尤其是和粒径在-2~-0.5 φ 之间的粒级的百分含量的相关系数达到了0.64以上。整体上磁化率和粒度呈强负相关关系, 即随着粗粒物质含量的增加, 磁化率明显增强。该段磁化率明显高于上部(图 8, 因为第1段的磁化率比后2段大得多, 在同样尺度内很难表现出后2段的磁化率变化, 所以第1段采用与后2段不同的尺度, 整个剖面的磁化率由2部分磁化率拼接而成), 表明该段沉积时期冰川融水充足、水动力强、气候十分温暖湿润。

图8 祁连山南坡木里剖面上更新统气候代用指标随深度变化(格陵兰冰芯的 δ 18O 曲线据Dasgaard et al., 1993, 有修改)Fig.8 Climate proxies changes of the Upper Pleistocene with depth at Muli section in south slope of Qilian Mountains (δ 18O curve of the Greenland ice core modified from Dasgaard et al., 1993)

第2段:磁化率平均值为43.33× 10-8 m3/kg, 磁化率和各粒级组分的含量相关系数的绝对值都在0.23以下, 磁化率跟粒度的相关性较弱, 推测该段水动力较弱, 磁化率变小且波动频繁, 表明沉积时气候比第1段沉积时期变冷, 且对第2段磁化率进行平滑处理, 发现磁化率波动大体为“ 三高夹两低” , 表明该段沉积时期有“ 三暖夹两冷” 的特征。

第3段:磁化率平均值为43.6× 10-8m3/kg, 最大值为56.45× 10-8m3/kg, 最小值为35.2× 10-8m3/kg, 整体上磁化率和粒度呈正相关关系, 即随着细粒物质的增加, 磁化率有增大的趋势, 推测该段沉积物在冰水搬运过程中, 风力作用带来了大量细粒物质, 且富含磁性矿物。

2.3 氧化物含量及比值

SiO2是一种难迁移的物质, 相对暖湿的环境可以加强化学风化作用使部分硅酸盐矿物分解, 形成一些黏土矿物和SiO2胶体(戎秋涛和翁焕新, 1990), 但是同时也有大量的易淋溶物质被搬运, 如MgO、K2O等氧化物(曹广超等, 2009)。对木里地区而言, 易淋溶组分在沉积物中的沉积比例变化大于SiO2等稳定组分, 从而降低了沉积物中SiO2的相对含量。因此, 如果不考虑原岩的影响, 沉积物中SiO2含量的相对低值, 指示了气候的湿热化。就沉积物中的Al2O3和Fe2O3而言, 其富集规律与土壤基本类似, 因为在炎热湿润的条件下, 原岩风化的比较彻底(戎秋涛和翁焕新, 1990), 除造成大量的铝以黏土矿物形式残留在土壤中外(中国科学院南京土壤研究所, 1978), 还使得从风化产物中迁移出来的Al2O3和Fe2O3也相对较多, 从而使沉积物中的Al2O3和Fe2O3含量与气温和降水呈正相关关系。

第1段:总体上SiO2含量偏低, 平均值为61.66%, 最低为59.70%, 最高为62.67%, 该最高值接近后2段的最低值, 最低值同时也是整个剖面的最低值; Al2O3和SiO2含量呈反相关关系, Al2O3含量平均值为13.50%, 最大值达到14.70%, 为整个剖面的最高值, 最低值为13.18%; Fe2O3含量较高, 平均值达到5.94%, 与Al2O3和SiO2的关系较复杂。3种氧化物共同反映该段沉积时期气候具有比较温暖湿润的特征。

第2段:SiO2含量明显增加, 且波动频繁, 平均值为64.19%, 最高值为66.64%, 最低值为62.64%; Al2O3与Fe2O3的含量基本上呈正相关关系, 而与SiO2含量呈反相关关系; Al2O3含量平均值为13.08%, Fe2O3含量平均值为5.42%, 表明该段沉积时期气候比第1段沉积时期偏冷。Fe2O3、Al2O3含量呈现出较明显的3个波峰, 与SiO2的波谷对应良好(深度为355 cm, 445 cm和565 cm处)。在第2段沉积晚期(深度为260 cm), SiO2含量突增, 达到整个剖面的最高值, Al2O3和Fe2O3的含量骤减达到整个剖面的最低值, 表明此时气温骤降, 推测为H3事件的响应(Heinrich, 1988)。氧化物含量反映出气候波动十分频繁且在波动中逐渐变冷。

第3段:SiO2含量平均值为64.88%, Al2O3和Fe2O3的含量变化同步性良好, 都与SiO2含量呈反相关关系, Al2O3含量平均值为13.19%, Fe2O3含量平均值为5.61%, 最大值达到6.43%, 为整个剖面的最大值; 总体上该段沉积时期的气候比第2段沉积时期变暖, 波动幅度比较大, 且在波动中呈变暖的趋势。

在第四纪沉积物研究中氧化物比值, 如硅铝率(n(SiO2)/n(Al2O3))、硅铁率(n(SiO2)/n(Fe2O3))、硅氧化物率(n(SiO2)/n(Al2O3+Fe2O3)), 随着气候变得温暖湿润而降低, 反之升高, 因此在古气候研究中, 就利用它们的变化来判断古气候变化(刘东生等, 1985; 文启中等, 1989; 曹伯勋, 1995)。利用氧化物比值判断古气候变化可以消除一些物源或沉积环境产生的影响(田明中和程捷, 2009)。

在木里剖面中, 硅氧化物率变化如图8所示。第1段中硅氧化物率总体低于剖面上部, 最高值为6.27, 最小值为5.53, 平均值为6.07, 反映该段沉积时期气候偏暖湿, 在深度约 925 cm处出现1个明显的波谷, 表明此时气候十分温暖。第2段中硅氧化物率平均值为6.61, 总体上下半部较平缓, 上半部峰谷相间, 硅氧化物率在波动中变大, 在第2段顶部(深度为260 cm)硅氧化物率存在1个较大波谷, 且达到整个剖面最大值, 表明此时气候突然变冷, 与各个氧化物特征比较吻合, 推测此时存在1个冷事件, 表明该段沉积时期气候在波动中变冷。第3段(0~260 cm)硅氧化物率比第2段变小, 平均值为6.59, 波动中呈下降趋势, 反映第3段沉积时期气候在波动中呈变暖的趋势。

3 讨论和结论

沉积物的粒度、磁化率、氧化物含量和氧化物比值分析结果表明, 该区冰水沉积物为近源搬运, 粒度参数介于普通河流和冰碛物之间, 粒度的变化很好地反映了沉积环境的变化, 其磁化率不能直接指示气候的冷暖变化, 但是从结果上来看对于气候变迁仍然有一定的指示意义。在44.8~35 ka B.P.(MIS3阶段), 木里地区经历了多次的气候波动, 可以分为3个阶段。

第一阶段(44.8~40.5 ka B.P., 对应的剖面深度为1040~820 cm):粒度分析显示, 该段以极粗砂为主, 含有大量砾石, 平均粒径较低, 分选较差。从地球化学角度来看, SiO2含量较低, Fe2O3和Al2O3含量较高。另外, 该段磁化率明显高于后两阶段, 这些指标都反映出这一阶段温暖湿润的气候特征。在约41.9 ka B.P.(对应的剖面深度为900~920 cm)处, 磁化率、Al2O3和Fe2O3含量均出现1个较大的波峰, 且SiO2含量和硅铁铝率出现1个较突出的波谷, 大砾石明显增多, 认为在该时期出现1个强烈的变暖事件, 与D-O振荡的IS12事件对应。该事件在其他地区表现为:西藏藏北古大湖在41.2~39.5 ka B.P.前后湖面曾发生明显升降, 气候温和, 接近现代(陈克造等, 1990); 青藏高原西北部甜水海盆地湖泊沉积研究证明, 该地区在45~41 ka B.P.期间存在高湖面和湖水稀释(李世杰和张宏亮, 2008); 雅布赖山断头梁一带在42~38 ka B.P.前后地下水位升高伴有湖泊的形成(张虎才等, 2002); 韩江三角洲在约42 ka B.P.出现1个含海相化石层, 表明该时期中国东南沿海平原发生了海侵(王建华等, 1997); Genty等(2005)对地中海西部的沉积物分析表明, 45 ka B.P.前后气候温暖, 与现代相似。

第二阶段(40.5~35.5 ka B.P., 对应的剖面深度为820~260 cm):该段沉积物以极粗砂为主, 粗砂增多。频率曲线表现为弱双峰, 主峰为粗粒物质, 次峰为细砂的细粒物质。磁化率波动大, 呈“ 三高夹两低” 的特征, 地球化学参数在下段波动小, 上段波动频繁且幅度增大。在约37.5 ka B.P.时(对应的剖面深度为560~570 cm)存在平均粒径骤降、磁化率突增、氧化物指标也出现波峰/波谷, 对比剖面描述发现该层位砾石为砾石层、且砾石颗粒增大, 推测该阶段出现气温突增, 与D-O振荡中的IS10对应良好, 同时, 在约39.7 ka B.P.时(对应的剖面深度为760~770 cm)和35.8 ka B.P.时(对应的剖面深度为320~330 cm)也存在这种情况, 可以与D-O振荡中IS11和IS9对比, 时间吻合性很好。在35.5 ka B.P.处(对应的剖面深度为260 cm), Fe2O3和Al2O3含量突降, 均达到整个剖面的最低值, 同时, SiO2和硅铁铝率达到最大值, 表明此时有1个冷事件, 推测为H3事件的响应。总的来看, 该阶段气候在波动中变冷。这一阶段很好地捕捉了3次D-O振荡中的暖事件和1次H事件, 可见这一阶段的气候波动十分频繁, 体现了木里地区晚更新世晚期气候的不稳定性。

第三阶段(35.5~35 ka B.P., 对应的剖面深度为260~0 cm):该段沉积物平均粒径最粗, 以粗砂为主, 中砂、细砂含量增多, 频率曲线为双峰, Fe2O3和Al2O3含量升高, 硅氧化物率降低, 整体来看, 这一阶段气候在波动中呈变暖趋势。

综上所述, 通过祁连山南坡木里地区冰水沉积记录, 发现在MIS3晚期该地区气候以温暖湿润为主, 同时存在频繁的波动, 总体上经历了暖— 冷— 暖3个演化阶段, 分别在35.8 ka B.P.、37.5 ka B.P.、39.7 ka B.P.、41.9 ka B.P.左右出现暖事件, 与D-O振荡中的IS9、IS10、IS11、IS12事件对应良好; 在35.5 ka B.P.左右出现的冷事件与H3事件对应良好。各个指标反映出的D-O振荡中的暖事件和Heinrich冷事件表明全球变化信号在研究区具有明显的响应。

致谢 衷心感谢中国地质大学(北京)王丽媛对本文修改提出的宝贵意见。

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