黄河中游小冰期沙丘活化事件的光释光测年研究

The middle reaches of the Yellow River is an ideal region to investigate the advancing and retreating of desert that driven by the climate changes, where is the transition zone of semi-humid, semiarid and arid areas in North China. Optically stimulated Luminescence dating is the most robust method to date the accumulation of sand dunes, because the exposure time of quartz grains to sun shining is directly linked to the latest event of accumulation of sand dunes. However, it is still difficult to date sand dunes that characterized by dim quartz OSL grains that are younger than 1,000 years, and recently, Du and Wang (2014) introduced modified SAR protocol with additional annealing to successfully date sand dunes that formed during the Little Ice Age in Dali sand dune field. Here we plan to apply this modified SAR protocol to uncover the timing and space distribution of sand dune activities in both Dali and Mu Us sand dunes, with focusing on the Little Ice Age, and finally confirmed whether or not the Modern desert pattern is regulated by the regional sand dune activities that happened during the Little Ice Age.

黄河中游是我国半湿润区、半干旱区和干旱区的过渡地带，是研究我国季风变迁导致沙丘活化和沙漠或沙地进退的理想区域。光释光测年方法是研究沙丘活化最有效的手段，原因是沙丘中石英颗粒的曝光时间直接指示了沙丘的活化时间。准确地测定年轻风成沙丘砂的光释光年龄（小于1000年）仍然存在着技术问题。最近，申请者提出了加热型单片再生法，克服了石英颗粒光释光感量低的技术问题，捕捉到黄土高原南侧大荔沙苑的小冰期沙丘活化事件。因此，本申请拟将加热型单片再生法应用到黄河中游的毛乌素沙地和大荔沙苑沙地的沙丘砂的年龄测定，验证方法在不同区域的可靠性和适用性；确定近千年来黄河中游地区沙丘活化事件的发生时间和规模，揭示沙丘活化与极端干冷气候事件的关系和响应方式；综合分析本申请最终的序列年代数据，探讨近现代黄河中游地区沙漠景观基本格局与小冰期沙丘大规模活化的内在关系。

黄河为我国的第二大河流，流经我国的西北干旱区，是进行对我国干旱半干旱区气候事件如沙地活化事件或古水文事件研究的理想区域。准确的测定年轻（小于1000年）的风成沙丘砂年龄一直困扰着此区域沙丘演化的深入研究，2、.将加热型单片再生法运用于黄河中游毛乌素和大荔沙苑沙地沙丘风成砂光释光定年，结果表明毛乌素沙地记录了LGM、YD和LIA时期的3次沙丘活化事件；大荔沙苑记录了LGM和LIA时期2次沙丘活化事件；进一步分析结果表明不仅毛乌素和大荔沙苑沙地最近的流动沙丘形成年龄为小冰期，整个北方沙漠最近一次的沙丘也是发育于小冰期，且与历史文献记载的断代年龄相符合，证明了加热型单片再生法可测定小于1000年的年轻石英颗粒的光释光年龄，从而为我国北方干旱半干旱区域年轻的碎屑沉积物测年提供了新的技术。通过对黄河中游地区毛乌素沙地和大荔沙苑沙地沙丘的风成砂进行光释光定年，结果表明毛乌素沙地4个OSL年龄记录了LGM、11个OSL年龄记录了全新世早期和29个OSL年龄记录了LIA时期的3次沙丘活化事件，而大荔沙苑7个OSL年龄记录了LGM和23个OSL年龄记录了LIA时期2次活化事件。从百年至千年尺度来看，被一个风沙层所隔开的两个埋藏古土壤层不存在明显时代差别，应该是一种气候体系下的同一个环境生成体，在其发育过程中被低一到两个数量级时间尺度上的突发性扰动事件所中断，沙丘中风成砂年龄与全新世以来的气候突变事件得到了一致的吻合，这一结果有助于理解我国北方沙漠沙地环境变化机理，同时也干旱半干旱区环境突变机制提供重要参考。