最近一百万年中国-塞尔维亚黄土沉积粘土矿物记录对比及其环境意义

East Asian monsoon and westerly circulation are the important climate systems in the mid-altitude Eurasia, which play an important role in Chines climate system. Recent research revealed that the moisture variability was different between the East Asian monsoon area and the inland arid area dominated by the westerlies during the modern interglacial period. However, the detail evolution of the paleoclimate in the East Asian monsoon and the westerly area in the geological history has not been well known yet. The proposal plans to make a systematic research to the clay mineral of the loess-paleosol sequence in China and Serbia using the X-ray Diffraction, scanning electron microscopy （SEM） and transmission electron microscope （TEM）. The high-resolution time-series of the clay mineral proxy since the last 1.0 Ma will be established. The project aims to reveal the long-term trend and evolution rule of the East Asian monsoon and westerly, especially the similarities and differences in the important climate events, discuss the influence of westerly circulation on the paleoclimate of East Asian monsoon region in northern China. The implement of the research project would improve our understanding of the paleoclimate change and the mechanism in East Asian monsoon region and typical westerly region.

东亚季风和西风环流是影响欧亚大陆中纬度地区的两个重要环流系统，亦对我国气候影响显著。最近的研究揭示出现代间冰期我国东亚季风区与西风环流控制的内陆干旱区存在不同的湿度（降水）变化模式。东亚季风区和典型西风控制区地质历史时期的古气候变化异同亟待深入研究。本项目拟运用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等多种技术手段，对中塞黄土-古土壤序列粘土矿物学进行系统研究。鉴别中塞黄土-古土壤序列粘土矿物组成，建立最近1.0 Ma以来两地较高分辨率粘土矿物指标的时间序列，揭示东亚季风区和典型西风环流影响区的古气候长期变化规律，特别是一些重要气候事件的异同，探讨西风环流对中国北方东亚季风区的古气候影响，对我国东亚季风区和典型西风影响区古气候变化规律及其原因机制提供更为丰富的认识。

东亚季风区和西风环流区是当前世界人口的主要聚集区，深入探讨东亚季风环流和西风环流二者之间的相互联系及作用是全球气候变化研究的重要内容，亦对人类适应未来气候变化具有重要指导意义。本项目运用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等多种技术手段，对中塞黄土—古土壤序列以及渭河流域河漫滩沉积物的粘土矿物学进行了较为系统的研究；基于一处500m钻孔（JL01），对渤海湾盆地北部的古气候和古环境演化进行了深入研究。. 研究表明，塞尔维亚喀尔巴阡盆地黄土的粘粒以伊利石和蒙脱石为主，仅古土壤S1下部存在绿泥石和伊利石向伊利-蒙脱石混合层或蒙脱石转变的证据，是末次间冰期成壤作用增强所致。喀尔巴阡盆地黄土中的粘土矿物为碎屑成因，能够用于分析喀尔巴阡盆地黄土中粉尘的物源，伊利石结晶度和绿泥石比值指标在喀尔巴阡盆地黄土—古土壤序列中的应用表明，这两个指标较好地反映了末次冰期风化强度的变化。. 黄土高原西峰剖面不同层位（S0—S9）样品粘土矿物分析发现，西峰剖面粘土矿物以伊利石（40.06—67.09%，均值为52.16%）为主；蒙脱石含量在1.08%—33.20%之间，均值为14.12%；高岭石和绿泥石的含量在26.74%—43.08%之间，均值为33.67%。西峰剖面中，黄土层的蒙脱石含量明显高于其下覆古土壤层。古土壤层位，自S9至S0伊利石结晶度逐渐增加；黄土层位，自L9至L1伊利石结晶度呈现出微弱的增加。. JL01钻孔沉积物中，磁铁矿和赤铁矿是主要的磁性载体，B/M界线和M/G界线的深度分别对应132.0m和380.1m。3.4 Ma以来形成四个沉积单元，分别为冲积扇末端、浅水湖相三角洲、深水湖沉积体系和水下扇—三角洲沉积体系，年龄分别对应3.4—2.5 Ma、2.5—1.4 Ma、1.4—0.78 Ma和0.78 Ma至今。2.5Ma前后，JL01钻孔沉积物粒度显著减小，红度减少，反映了区域降水量减少，气温降低，此时段与北半球冰盖增长相一致，可能体现了高纬的控制作用。周期分析发现JL01孔中更新世气候转型以前以41-ka周期为主，之后以100-ka周期为主。