晚第四纪柴达木盆地东北部尕海和托素湖古湖岸堤光释光年代学

古湖岸堤是地质历史时期湖面波动遗留下的地貌证据。在柴达木盆地东北部尕海东岸、托素湖东岸和托素湖湖中出露的小岛周围，以及两个湖泊之间地带保存有多道高出目前湖面5-30米不等的古湖岸堤和湖相沉积物。这些沉积物是研究该区湖面波动历史和环境变化的良好材料。以往没有对尕海和托素湖湖岸堤进行过系统的年代学研究。本项目首先从地貌上追踪尕海和托素湖古湖岸堤和湖相沉积物的分布，建立地层空间对应关系；再将光释光测年技术应用于古湖岸堤和湖相沉积物年代学研究中，并对湖岸堤中保存的生物壳体或湖相地层中陆生植物残体进行14C测年，对比同一层位光释光和14C法的年代，以期年代交叉检验，进而建立研究区晚第四纪以来湖面波动的年代学序列；结合差分GPS对湖岸堤的测量结果和地形高程数据，恢复古湖面的范围和波动过程。在区域对比研究的基础上，探讨尕海和托素湖湖面波动的机制。本项目可为我国干旱区的古气候研究提供基础资料。

古湖岸堤是地质历史时期湖面波动时遗留下来的地貌学证据，故研究古湖岸堤的年代学和地形高程可恢复湖泊湖面变化的历史。自上世纪80年代开始，国内外学者对青藏高原湖泊周围保存的古湖岸堤和湖相沉积物的年代学研究，获得了基础数据和古湖面变化的框架，发现青藏高原湖泊古高湖面的年代仍然存在着争议。有的学者认为高湖面出现在氧同位素三阶段晚期；而另有学者认为高湖面出现在氧同位素五阶段，三阶段则没有高湖面。柴达木盆地位于青藏高原的东北部，察尔汗盐湖是盆地内最大的干盐滩，是我国最大的钾肥生产基地。基于此，学者们通过察尔汗盐湖大量的钻孔岩芯研究，重建了察尔汗盐湖形成演化及古气候意义。由于岩芯采样分辨率低、测年结果的不确定性等因素的影响，需要地貌学证据去验证岩芯沉积物重建的古气候变化过程。直到目前，除了对察尔汗古湖残留的湖相沉积物—贝壳堤进行了详细的年代学和古气候指标研究之外，缺乏建立湖岸沉积物的年代框架，还没有对湖泊周围保存的古湖岸堤进行系统的年代学研究。野外调查表明，在柴达木盆地东北部尕海、可鲁克湖和托素湖周围保存有多道高出目前湖面2-20米不等的古湖岸堤和湖相沉积物，是研究湖面波动历史和环境变化的良好材料。本项目通过地貌学和沉积学考察，结合光释光和碳十四测年结果，发现晚第四纪以来柴达木盆地东部尕海、托素湖和可鲁克湖高湖面出现在85–72 ka, 63–55 ka, 31 ka和5.4-4.7 ka，对应于MIS 5阶段晚期、MIS 3阶段早期和晚期、全新世中期的暖湿期。这些湖泊古高湖面变化与青藏高原其它湖泊（青海湖、纳木错等湖泊）具有同步性，且最高湖面出现在MIS 5阶段。在轨道尺度上，青藏高原湖泊高湖面期与南半球湖泊高湖面期具有反相位关系，可能是受低纬度地区太阳辐射量的变化所驱动。如果详细分析尕海东岸和托素湖西北岸保存的湖滨和湖相沉积物年代和沉积特征，发现MIS 3阶段古高湖面存在着差异性变化：尕海湖古高湖面至少高出目前10-20 m，而托素湖古高湖面则高出目前2-4 m。为了解决差异性地形问题，本项目利用察尔汗盐湖102 m岩芯年代学和无机碳酸盐氧同位素比值分析，重建了察尔汗盐湖古气候演化序列。结果表明察尔汗盐湖干旱气候条件出现在90-80 ka，52-38 ka和10-9 ka。开始成盐年代大致为50 ka，之后虽有碎屑和盐类沉积物交替沉积，但总体上察尔汗湖有效湿度减少，趋于干旱化