末次冰期淮河流域－长江下游地区下蜀黄土物源及其环境意义

下蜀黄土是我国干旱－季风环境格局下最南端的、大范围分布的风尘堆积，是研究我国北亚热带地区环境演化的关键记录，但其物质来源存在很大的争议，限制了对冰期时期我国环境格局变动的深入理解。本项目拟对淮河流域－长江下游地区下蜀黄土开展系统的空间调查，对不同区域末次冰期下蜀黄土进行系统的元素和同位素地球化学组成研究，剖析下蜀黄土成分的区域差异和空间变化规律，与北方黄土（代表远源北方沙漠混合成分）和长江河漫滩沉积等近源物质对比分析，识别不同区域下蜀黄土的主要物源及其空间变化特征。结合土壤学和孢粉证据，探讨末次冰期下蜀黄土广泛堆积与我国北亚热带冰期环境变化的联系及其驱动机制。本项目的实施，将获得我国南方末次冰期下蜀黄土物源的系统证据，对冰期时期我国干旱－半干旱区格局的变动提出新的认识。

下蜀黄土是我国干旱－季风环境格局下最南端的、大范围分布的风尘堆积，是研究我国北亚热带地区环境演化的关键记录，其物质来源存在很大的争议，限制了对冰期时期我国环境格局变动的深入理解。本项目对淮河流域－长江下游地区下蜀黄土开展系统的空间调查，对不同区域（桐柏山-大别山东麓、江淮丘陵区、江南丘陵区等）21个末次冰期下蜀黄土剖面进行地层学、沉积学、矿物成分、元素和同位素地球化学组成研究，并与北方黄土（代表远源北方沙漠混合成分）和淮河、长江河漫滩、冲积平原等近源物质对比分析。结果显示，下蜀黄土常量元素、微量元素和Pb等稳定同位素与黄土高原黄土具有显著的差别，且成分空间变化非常大，表明下蜀黄土物质组成不具备远距离搬运、充分混合的特点，形成下蜀黄土的粉尘物质并非来自我国北方沙漠，而是来自江淮冲积平原的冲积物质。由于21个研究剖面空间上覆盖了大别山以东的主要的下蜀黄土分布区，因此证据更具有代表性。上述结果表明，在冰期时期，江淮冲积平原地区出现过严重的干旱，河谷和湖盆及其周边地区的松散沉积暴露后可能出现片状流沙景观，为下蜀黄土沉积提供物源；在冰期时期，亚洲的粉尘源区并非仅局限于内陆干旱区，东部冲积平原的部分地区也能提供粉尘物质；亚洲冬季风对内陆干旱区粉尘输送和影响范围主要局限于黄土高原等邻近地区，过去学术界对冬季风粉尘输送能力被严重高估了。本项目成果为认识冰期-间冰期旋回过程中，我国北亚热带地区的气候变化幅度和环境格局变动提供了重要的证据，并为理解地表粉尘物质循环和冰期粉尘活动和强度提供了新的关键证据。