2022-11-25 23:55发布
根据图5-16至图5-19黄河源区5条剖面微量元素含量和比值变化曲线，结合孢粉对古环境和古气候的分析，从地球化学角度将其地质剖面分为如下几个环境变化波动区间带：
1.P6、P1剖面
沉积时代为（2239±200）ka B.P.至（707±70）ka B.P.，为早更新世-中更新世早期沉积物。总体上其Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn等元素含量波动范围较大，有明显的富集和淋失现象。本剖面大致可以分为3个阶段。底部阶段元素含量波动大，Cu、Zn、Cr、Mn以低值为主，B、Sr、Ba等以高值为主，特别是Sr含量显示较高值，Ba含量与Sr含量曲线有相似的变化特点，显示早更新世早中期环境变化剧烈。Sr/Ba比值在本段显示有一个最高值，但仍小于1。研究认为Sr/Ba比值大于1为咸（海相）水介质，Sr/Ba比值小于1为淡水介质，这说明在本段形成时为淡水环境。前面提及Sr/Ba值是随着远离湖（海）岸而逐渐增大的，Sr/Ba的高值说明当时湖水面变化出现了一个低值，该剖面远离湖泊沉积中心。中部阶段各元素波动不大，Cu、Ba、Sr、Y出现剖面中的低值，B、Cr、Zn、Mn出现高值，特别是Mn出现本剖面的最高值，Mn在湖水中常以Mn2+稳定存在，只有当湖水强烈蒸发而使Mn2+饱和时，它才会大量沉淀，这说明本段湖泊可能已经萎缩到了一定的程度。顶部阶段与底部阶段基本相似，元素含量波动明显，Cu、Zn、Cr、Mn以低值为主，B、Sr、Ba等以高值为主，Sr/Ba比值也呈现波动特征，显示湖泊逐渐萎缩。结合孢粉、粒度等指标分析认为，P6、P1剖面反映了黄河源区早更新世-中更新世早期气候温和湿润，各个微量元素变化反映母岩的风化作用整体上较强。
图5-16 哈拉滩剖面（P6）、野牛沟剖面（P1）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
2.P5剖面
沉积时代为（646±63）ka B.P.至（334±30）ka B.P.，为中更新世沉积物，主要以粉砂质黏土为主。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化不大，但波动明显，有明显富集现象。该剖面根据各元素（B、Y、Sr）变化特点和Sr/Ba比值大致可划分为3个阶段。早期底部阶段B含量较高，Cr、Sr、Ba含量较高，Sr出现了本剖面中的最大值，Sr/Ba比值较低，波动幅度也不大。研究表明，水体中B的含量与水体中的盐度存在线性关系，B含量越大，沉积物吸附的B离子越多。一般认为若B含量平均大于135μg·g-1，说明其沉积环境为干旱-半干旱的盐湖沉积环境；若B含量平均小于、等于135μg·g-1，表明沉积时处于较潮湿的盐湖环境。本段中B含量远小于135μg·g-1，说明本段为淡水沉积，沉积环境较潮湿。Sr含量低指示潮湿的气候背景，高值指示干旱的气候背景，本段中出现了Sr含量的高值，说明在潮湿的气候背景下出现了短暂的干旱气候。中间阶段，各元素含量均较低，显示风化较弱，其中Sr、Ba、Y、Mn均出现了本剖面中的最小值，Sr/Ba比值也出现了剖面中的最小值，说明本阶段进入湖泊的扩张阶段，气候变化温和，整个地球化学风化较弱。上部阶段，各元素含量波动变化明显，Cu、Zn、Ba、Y元素出现本剖面中的最大值，B元素显示明显的3次波动旋回，Sr元素含量在波动中逐渐上升，Sr/Ba比值也波动幅度加大。B含量的升高与湖泊水体的含盐度相关，本段B含量3次增高，可能显示湖泊有3次萎缩过程，同时高的Sr/Ba比值也说明湖泊出现了3次萎缩过程。Sr含量指示干旱环境，本段Sr含量逐渐增大，说明气候向干旱方向发展。
图5-17 牛头碑剖面（P5）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
3.P2剖面
沉积时代为（306±63）ka B.P.至（11±2）ka B.P.，为晚更新世沉积物。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化不大，但波动明显。该剖面根据各元素（Cu、B、Mn、Y、Sr）变化特点和Sr/Ba比值变化大致可划分为2个阶段。早期底部阶段，B、Cr、Zn、Sr、Ba含量比较低，Sr/Ba比值较低，但波动幅度较大，出现4次波峰。B、Cr、Mn各出现1次波峰，均为本剖面中的最大值。Sr含量总体表现为先降低再升高的趋势，高Sr为干旱气候环境，低Sr为潮湿环境，该段Sr含量特点说明气候先由干旱向湿润发展，再向干旱发展。B、Cr、Mn的最大值也说明出现过比较大的气候干旱期，湖泊水体变小。晚期阶段，元素Zn、Sr、Ba、Y等变化剧烈，显示气候变化频繁，B、Cr、Zn、Sr、Mn等元素含量有逐渐增多的趋势，Ba元素出现了整个剖面的最大值，Sr/Ba比值变化比较平缓，这一特征显示气候有逐渐变干的趋势，但变化平缓。
4.P3剖面
沉积时代为（10±2）kaB.P.至（8±2）kaB.P.，为全新世早期沉积物。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化较大，波动明显。该剖面Cu有3 次大的波动，B、Cr、Sr、Ba元素前期变化比较平缓，变化幅度不大，晚期变化幅度加大，Y、Mn和Sr/Ba比值显示由高到低再升高的特点，而且后期明显升幅较快。这一特点说明，在早中期湖泊水体逐渐增大，黄河源区气候比较湿润，这和前人报道的黄河源大暖期相一致，后期B、Zn、Sr、Mn等含量突然增高，Sr/Ba含量也增高到本剖面中的最大值，说明气候突然恶化，湖泊萎缩，湖泊之间变为河道相连，进入现代湖泊、河流共存阶段。
图5-18 大野马岭剖面（P2）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
图5-19 黑河乡剖面（P3）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
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根据图5-16至图5-19黄河源区5条剖面微量元素含量和比值变化曲线，结合孢粉对古环境和古气候的分析，从地球化学角度将其地质剖面分为如下几个环境变化波动区间带：
1.P6、P1剖面
沉积时代为（2239±200）ka B.P.至（707±70）ka B.P.，为早更新世-中更新世早期沉积物。总体上其Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn等元素含量波动范围较大，有明显的富集和淋失现象。本剖面大致可以分为3个阶段。底部阶段元素含量波动大，Cu、Zn、Cr、Mn以低值为主，B、Sr、Ba等以高值为主，特别是Sr含量显示较高值，Ba含量与Sr含量曲线有相似的变化特点，显示早更新世早中期环境变化剧烈。Sr/Ba比值在本段显示有一个最高值，但仍小于1。研究认为Sr/Ba比值大于1为咸（海相）水介质，Sr/Ba比值小于1为淡水介质，这说明在本段形成时为淡水环境。前面提及Sr/Ba值是随着远离湖（海）岸而逐渐增大的，Sr/Ba的高值说明当时湖水面变化出现了一个低值，该剖面远离湖泊沉积中心。中部阶段各元素波动不大，Cu、Ba、Sr、Y出现剖面中的低值，B、Cr、Zn、Mn出现高值，特别是Mn出现本剖面的最高值，Mn在湖水中常以Mn2+稳定存在，只有当湖水强烈蒸发而使Mn2+饱和时，它才会大量沉淀，这说明本段湖泊可能已经萎缩到了一定的程度。顶部阶段与底部阶段基本相似，元素含量波动明显，Cu、Zn、Cr、Mn以低值为主，B、Sr、Ba等以高值为主，Sr/Ba比值也呈现波动特征，显示湖泊逐渐萎缩。结合孢粉、粒度等指标分析认为，P6、P1剖面反映了黄河源区早更新世-中更新世早期气候温和湿润，各个微量元素变化反映母岩的风化作用整体上较强。
图5-16 哈拉滩剖面（P6）、野牛沟剖面（P1）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
2.P5剖面
沉积时代为（646±63）ka B.P.至（334±30）ka B.P.，为中更新世沉积物，主要以粉砂质黏土为主。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化不大，但波动明显，有明显富集现象。该剖面根据各元素（B、Y、Sr）变化特点和Sr/Ba比值大致可划分为3个阶段。早期底部阶段B含量较高，Cr、Sr、Ba含量较高，Sr出现了本剖面中的最大值，Sr/Ba比值较低，波动幅度也不大。研究表明，水体中B的含量与水体中的盐度存在线性关系，B含量越大，沉积物吸附的B离子越多。一般认为若B含量平均大于135μg·g-1，说明其沉积环境为干旱-半干旱的盐湖沉积环境；若B含量平均小于、等于135μg·g-1，表明沉积时处于较潮湿的盐湖环境。本段中B含量远小于135μg·g-1，说明本段为淡水沉积，沉积环境较潮湿。Sr含量低指示潮湿的气候背景，高值指示干旱的气候背景，本段中出现了Sr含量的高值，说明在潮湿的气候背景下出现了短暂的干旱气候。中间阶段，各元素含量均较低，显示风化较弱，其中Sr、Ba、Y、Mn均出现了本剖面中的最小值，Sr/Ba比值也出现了剖面中的最小值，说明本阶段进入湖泊的扩张阶段，气候变化温和，整个地球化学风化较弱。上部阶段，各元素含量波动变化明显，Cu、Zn、Ba、Y元素出现本剖面中的最大值，B元素显示明显的3次波动旋回，Sr元素含量在波动中逐渐上升，Sr/Ba比值也波动幅度加大。B含量的升高与湖泊水体的含盐度相关，本段B含量3次增高，可能显示湖泊有3次萎缩过程，同时高的Sr/Ba比值也说明湖泊出现了3次萎缩过程。Sr含量指示干旱环境，本段Sr含量逐渐增大，说明气候向干旱方向发展。
图5-17 牛头碑剖面（P5）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
3.P2剖面
沉积时代为（306±63）ka B.P.至（11±2）ka B.P.，为晚更新世沉积物。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化不大，但波动明显。该剖面根据各元素（Cu、B、Mn、Y、Sr）变化特点和Sr/Ba比值变化大致可划分为2个阶段。早期底部阶段，B、Cr、Zn、Sr、Ba含量比较低，Sr/Ba比值较低，但波动幅度较大，出现4次波峰。B、Cr、Mn各出现1次波峰，均为本剖面中的最大值。Sr含量总体表现为先降低再升高的趋势，高Sr为干旱气候环境，低Sr为潮湿环境，该段Sr含量特点说明气候先由干旱向湿润发展，再向干旱发展。B、Cr、Mn的最大值也说明出现过比较大的气候干旱期，湖泊水体变小。晚期阶段，元素Zn、Sr、Ba、Y等变化剧烈，显示气候变化频繁，B、Cr、Zn、Sr、Mn等元素含量有逐渐增多的趋势，Ba元素出现了整个剖面的最大值，Sr/Ba比值变化比较平缓，这一特征显示气候有逐渐变干的趋势，但变化平缓。
4.P3剖面
沉积时代为（10±2）kaB.P.至（8±2）kaB.P.，为全新世早期沉积物。总体上Cu、B、Cr、Zn、Sr、Ba、Y、Mn各元素含量变化较大，波动明显。该剖面Cu有3 次大的波动，B、Cr、Sr、Ba元素前期变化比较平缓，变化幅度不大，晚期变化幅度加大，Y、Mn和Sr/Ba比值显示由高到低再升高的特点，而且后期明显升幅较快。这一特点说明，在早中期湖泊水体逐渐增大，黄河源区气候比较湿润，这和前人报道的黄河源大暖期相一致，后期B、Zn、Sr、Mn等含量突然增高，Sr/Ba含量也增高到本剖面中的最大值，说明气候突然恶化，湖泊萎缩，湖泊之间变为河道相连，进入现代湖泊、河流共存阶段。
图5-18 大野马岭剖面（P2）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
图5-19 黑河乡剖面（P3）微量元素含量及Sr/Ba比值分析结果
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