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吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析_cropped

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吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析_cropped吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析_cropped () 微体古生物学报 2005 年 6 月 ; 22 2:202 - 207 () Acta Micropalaeo ntolo gica Sinica 22 2:202 - 207 ; J une , 2005 吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析 )))11 ,21 张新荣克刘莉莉胡 ) 1吉林大学 地球科学学院 ,长春 130061 ) 2中国地质大学海洋学院 ,北京 100083 提要 通过敦化吉祥泥炭沉积中的植硅体分析发现 ,该剖面中植硅体含量丰富...
吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析_cropped
吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析_cropped () 微体古生物学报 2005 年 6 月 ; 22 2:202 - 207 () Acta Micropalaeo ntolo gica Sinica 22 2:202 - 207 ; J une , 2005 吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析 )))11 ,21 张新荣克刘莉莉胡 ) 1吉林大学 地球科学学院 ,长春 130061 ) 2中国地质大学海洋学院 ,北京 100083 提要 通过敦化吉祥泥炭沉积中的植硅体分析发现 ,该剖面中植硅体含量丰富 ,分类特征比较明显 。该地泥炭中 植硅体组合以示冷型植硅体占优势 ,温暖指数比较低 ,反映气候呈寒冷型 ,期间曾发生 4 次气候波动 。此次研究以 泥炭为信息载体 ,为恢复古环境 、古气候演变提供了又一重要的途径 。 晚全新世 敦化 吉林 关键词 植硅体 形态组合 气候指数 泥炭 泥炭地在全球变化研究中 占有 相当 重要 的 地 ,新构造运 台拱中的抚顺 —敦化断陷 。全新世以来 位 ,具有分布广 、连续性好 、时间分辨率高及环境气 动在本区以下沉为主 ,致使敦化盆地各水系比降减 候信息含量丰富的特点 ,是当前研究环境变迁信息 小 ,潜水面抬升 ,大片低洼地面长期积水 ,沼泽至今 的一种重要地质档案 。自二十世纪 80 年代以来 ,植 发育 。本区泥炭地都是裸露草本泥炭地 ,其中以沟 硅体分析在古环境 、考古学 、地质学以及植物学 、农 谷类为主 ,主要造炭植物有苔草和芦苇 ,还有少数的 (() 学和医学等领域得到广泛的应用 王永吉和吕厚远 , 木本 、藓类 ,属于低位草本泥炭 赵红艳等 ,2001。 ) 1993 ;姜钦华等 ,1994。我国学者已经对部分现代 采样地点位于敦化市东南 13 k m 的东吉祥屯 , (( ) 植物 陈昌斌等 , 1996 、古代 遗 址样 品 张玉 兰等 , 北纬 42?24′、东经 128?20′。草炭整体为棕褐色纤维 ) ( 状苔草等草本植物残体 ,经历了数千年的冷湿环境 2003、土壤样品 吕厚远等 , 1996 , 2002 ; 王伟铭等 , () ) 1997 ;黄翡等 ,2001、浅海沉积 王永吉 ,1997、河流 条件下形成 ,属于富含高活性原生腐植酸的高有机 ( ) 沉积 、沙丘堆积等做了植硅体分析 ,对泥炭中植硅体 质草炭 。整个剖面主要分为三个部分 图版 ?: 底 () 的研究还未开展 。 部 30 cm 350 —320 c m为灰黑色粉砂质粘土 ,含细 ( ) 对长白山区泥炭采用孢粉手段演绎古气候变迁 砂 ,具有小型正粒序 ; 向上 320 —10 c m颜色递减 , ( ) ( ) 的研 究 , 周 昆 叔 1984 , 高 凤 岐 1986 , 袁 绍 敏 过渡为褐色 、浅褐色泥炭层 ,含植物残体 ,呈纤维状 () ( ) ( ) () 1990, 乔 石 英 1993 , 夏 玉 梅 等 1999 , 刘 金 陵 结构 ;顶部 10 —0 cm为活草根层 。其中泥炭层又 () ( ) ( ) 1989 ,1992,洪业汤等 1998,赵红艳等 2002已 可细分为三层 :320 —215 cm ,黑褐色泥炭 ,中细纤维 经作了大量的工作 。本文从泥炭沉积中的植硅体出 结构 ;215 —95 cm ,棕褐色泥炭 ,中粗纤维结构 ;95 — 发 ,对泥炭中的植硅体气候指数进行分析 ,并据此探 10 cm ,棕色泥炭 ,中粗纤维结构 ,植物残体较多 。 讨了该区晚全新世以来的气候波动情况 。 2 研究方法 1 泥炭剖面概况 ( 泥炭中植硅体提取的主要步骤如下 Ma rco et ) () () al . ,1998: 1取样 5 —10 g ; 2在通风橱内加浓硝 , 海拔 600 —700 m , 周围 敦化位于长白山西麓 () 酸 ,放在电热板上加热 ,直至溶液澄清 ; 3冷却后加 为千米以上的长白山系所环绕 。年均气温 2 . 3 ?— ( ) 入 10 %稀盐酸 ,继续加热至无反应发生 ; 4水洗至 2 . 7 ?,年降水量 500 —850 mm ,相对湿度较高 。控 () ( ) 中性 ; 5过 70 目筛 ; 6用比重为 2 . 3 的重液进行 制本区泥炭分布的构造单元是处于铁岭 —靖宇和龙 收稿日期 2004207214 () 浮选 ; 7用加拿大树胶做固定片 ,进行镜下观察统 ,有些方型 、长方型植硅体不易识别 , 镜倍数的限制 计 。可能会给结果带来一定误差 ,但从植硅体多数样品 () 根据王永吉和吕厚远 1993对植硅体的分类及 可统计 475 粒以上 ,基本能满足分析要求 。其中一 其对应的环境关系 : 帽型 、长齿型 、短齿型主要代表 个效果相对较差 ,统计植硅体粒数 127 粒 。从测试 的结果看 ,本剖面植硅体的形态主要包括棒型 、哑铃 较寒冷气候 ; 棒型 、尖型 代表 较 冷且 相对 干燥 的 气 () 候 ;扇型 、方型 、长方型主要代表温暖气候 ;哑铃型反 型 、尖型 、齿型 、扇型 、方型 、长方型 图版 ?,另外还 () 映温暖湿润的环境 ;鞍型 、短鞍型主要分布于少雨干 有少量竹节型 本文把鞍型 、长鞍型都列为竹节型、 (旱的地区 ;本文对泥炭中植硅体的温暖指数 王伟铭 导管型和帽型等出现 。其中 ,示暖型植硅体包括哑 ) (等 ,2003,即 :温暖指数 = 示暖型植硅体/ 示暖型植 铃型 、扇型 、方型 、长方型和竹节型 ,示冷型植硅体包 ) 硅体 + 示冷型植硅体进行分析 ,来研究敦化地区泥 括棒型 、尖型 、齿型 、导管型和帽型 。整个剖面植硅 炭中植硅体的气候指示意义 。 体的分析结果见图 1 。 由图 1 可看出 ,根据温暖指数的大体变化形态 组合的整体特征来看 ,分析并没有失去它的一般性 。 3 植硅体组合分析 因此 ,可以初步判断 ,该剖面沉积时期以寒冷气候为 本次共分析 样 品 17 个 , 样 品中 植 硅 体 含 量 丰 主 ,由于泥炭本身就是湿润背景下的产物 ,所以 ,沉 富 ,在 10 ×40 倍偏光显微镜下 ,大致可以反映出该 积时期的湿度是相对其它类型沉积是比较大的 ,在 区的古气候变化趋势 。大多数样品中的温暖指数值 此没有做过多讨论 。根据温暖指数曲线可以推测 , 小于 0 . 5 ,说明反映寒冷气候的植硅体类型的含量 该剖面沉积时期的气候演变大致经历了 7 个阶段 , 大于反映温暖气候的植硅体类型的含量 。由于显微 四次冷暖气候波动 。 图 1 敦化泥炭剖面中植硅体含量及温暖指数图式 Fig. 1 Phytolit h diagra m and climate indexes i n p eat p rofile in Dunhua area ( ) () 1 350 —320 c m , 以 反 映 寒 冷 气 候 的 棒 型 0 . 7 % —2 . 3 %,方型 、长方型含量很少 ,温暖指数 (( ) ) 61 . 4 % —83 . 9 %、导管型 1 . 6 % —17 . 2 %、尖型值 0 . 09 —0 . 20 ,指示该段主要呈寒冷气候 , 有逐渐 (() ) 1 . 4 % —2 . 3 %、齿型 1 . 0 % —3 . 0 %为主 ,反映温 变暖的趋势 。 ( ) ( ) 暖的主要 为 哑 铃 型 5 . 8 % —11 . 2 %, 含 少 量 扇 型 2 320 —270cm , 哑 铃 型 含 量 相 对 增 加 (( ( ( ) ) 11 . 2 % —18 . 9 %, 扇 型 含 量 稍 有 减 少 0 . 7 % — 6 . 2 % —14 . 7 %增 多 , 哑 铃 型 18 . 2 % — 管型 ( ) ) ) 1 . 4 %,出现了少量竹节型 0 . 4 % —1 . 3 %和长方 6 . 9 %明显减少 ,竹节型略有增加 ,气温下降 。 () () () ( ) 型 ,棒型 61 . 4 % —72 . 6 %、尖型 2 . 1 % —3 . 1 %含 6165 —110 cm ,哑铃型 6 . 9 % —16 . 3 %,扇 ( ( ) ) 型 1 . 1 % —4 . 2 %、方 型 0 . 1 % —0 . 7 %、长 方 型 量略显减少 , 导管型 、齿型变化不大 。温暖指数值 (() ) 0 . 13 —0 . 28 。相比上段来讲 ,温度稍有上升 。0 . 1 % —1 . 2 %含量增加 ,尖型 1 . 7 % —5 . 2 %、齿() ((( ) ) ) 3270 —215 cm ,棒型 71 . 5 % —82 . 4 %,导管 型 1 . 3 % —4 . 2 %、帽型 0 . 2 % —1 . 3 %含量也有 ( ) 型 7 . 2 % —16 . 4 %, 含 量增 加 , 尖型 、齿 型 变 化 不 所增加 ,棒型 、竹节型含量相对变化不大 ,温暖指数 () 大 ;哑铃型 6 . 7 % —11 . 2 %,含量减少 ,竹节型 、长 0 . 11 —0 . 38 ,指示温度回升 ,气候转暖 。 () ( 方型变化不明显 ;温暖指数值 0 . 13 —0 . 28 , 气温稍 7 110 —10 c m , 总 的 看 来 , 棒 型 48 . 5 % — ( ( ) ) 81 . 3 %、哑 铃 型 7 . 5 % —17 . 9 %、尖 型 1 . 9 % —有下降趋势 ,气候略微偏冷 。 () ( ) (() ) ) 4215 —190 c m ,哑铃型 7 . 3 % —18 . 2 %、长 4 . 8 %、齿型 1 . 2 % —3 . 6 %、帽型 0 . 2 % —1 . 3 %(( ) ) 方型 0 . 2 % —0 . 7 %含量增加 ,扇型 、方型含量略有 植硅体略显下降趋势 ,导管型 4 . 5 % —15 . 2 %、竹 ( ( (( ) ) ) 上升 , 棒 型 59 . 3 % —71 . 5 %、导 管 型 6 . 2 % — 节型 0 . 8 % —2 . 9 %、方型 0 . 1 % —0 . 6 %显示含 ( ( ) ) () 量增加趋势 ,温暖指数 0 . 13 —0 . 38略有下降 ,趋势 16 . 4 %、尖 型 1 . 5 % —2 . 1 %、齿 型 2 . 7 % — ) 4 . 5 %,含量减少 ,反映气温有所回升 ,气候变暖 。比较稳定 ,反映气温略显下降 。 ()( ) 5 190 —165 c m , 棒型 59 . 3 % —73 . 0 %、导 图 2 研究区泥炭与大桥泥炭剖面对比 Fig. 2 Co mpa ri so n of J ixia ng p eat sectio n and Daqiao p eat sectio n ( ) 比现今温度稍高 , ?带 35 —95cm705 ?70a —1745 10 c m 以上是活草根层 ,未进行测试 。 1) ( ) ( 赵红艳 2002 对 敦 化 大 桥 泥 炭 地 北 纬 43??70 a B . P. ,气候变冷变干 ,但仍属于暖湿类型 , ? ) () 17′、东经 1282?0′的变迁做过分析 , 划分出四个孢 带 35 —0 c m, 705 ?70 a B . P. 到 现 在 , 气 候 变 冷 ( ) 干 ,渐渐演替成现代景观 。本文从植桂体形态组合 粉带 , ?带 145 —125 cm 2045 ?70 a —2197 ?70 ( ) 特 征 总 结 出 该 区 经 历 了 四 次 气 候 波 动 : 冷 —暖 — a B . P. ,气候比 现今 偏 冷 偏 干 , ?带 125 —95 c m () 1745 ?70a —2045 ?70 a B . P . 气候变湿变暖 , 估计冷 —暖 —冷 图 1, 并将该泥炭剖面与大桥泥炭剖 () 面做了对比 见图 2,二者反映出了较好的相似性 。 ) 1赵红艳 ,2002 . 全新世长白山的泥炭沉积与环境变迁. 吉林大 学博士学位 。 赵红艳 ,王升忠 ,何春光 , 2001 . 吉林省敦化地区泥炭成矿类型及性 ( ) ( ) 质. 东北师大学报 自然科学版,33 2: 93 —96 4 结 论 周昆叔 ,1985 . 中国北方全新世泥炭形成的初步研究. 海洋地质与第 ( ) 四纪地质 ,5 4:117 —125 洪业汤 ,姜洪波 ,陶发祥 ,1998 . 近 5000 年的气候波动与太阳变化. () 1所分析的 17 个样品中 ,除一个样品的植硅 ( ) ( ) 中国科学 D 辑,28 6:525 —530 体统计不到 150 粒外 ,其余均含有较多的植硅体 ,有 ( ) 姜钦华 ,王宪增 ,邓 帄 译,1994 . 植硅石分析 ———在考古学和地质 学中的应用. 北京 : 北京大学出版社. 1 —176 的甚至多达 914 粒 ,而且分类特征比较明显 。这说 高凤歧 ,李汉鼎 ,1986 . 第四纪泥炭成炭期的划分与气候波动. 海洋地 明 ,泥炭沉积中植硅体含量丰富 ,可以作为恢复古气 ( ) 质与第四纪地质 ,6 2:96 —102 袁绍敏 , 1990 . 据花粉分析推论东北长白山西麓一万年来植被与环 候 、古植被的一种有效手段 。 ( ) 境. 植物学报 , 32 7: 558 —567 () 2从植硅体组合图式分析看 ,棒型植硅体数量夏玉梅 ,汪佩芳 ,王曼华 ,1988 . 西藏南部全新世泥炭孢粉组合及自 最多 ,哑铃型植硅体数量其次 ,扇型植硅体整体看来 然环境演化的探讨. 黄锡畴主编 ,中国沼泽研究. 北京 :科学出版 社. 257 —265 数量较少 。敦化地区泥炭剖面植硅体组合显示了该 区在寒冷气候背景下的 4 次次 一级 的气 候波 动 情 况 。 黄 翡 ,熊尚发 ,2001 . 江西九江第四纪红土中的植物硅酸体及孢 () 3从本文研究结果来看 ,植硅体形态组合分析( ) 粉. 微体古生物学报 ,18 2:203 —210 翡 ,裴安帄 ,2001 . 香港豪涌遗址孢粉 、植硅石组合及其环境考 从一个侧面比较系统地反映了该泥炭剖面的气候特 黄 ( ) 古. 微体古生物学报 , 18 4:398 —405 征与变化过程 。由 于泥 炭中 植 硅体 研究 的资 料 很 C H EN Cha ngbi n , F EN G Zhijian , C H EN Yo ng et al . , 1996 . St udy 少 ,在植硅体形态及其组合的解释及环境变迁指示 o n Funda ment al t ype s a nd cla ssified syst e m of silica bo die s i n 的应用上 ,还有待于做进一步的工作 。 leaf2blade of po sceae . J o ur nal of Ea st Chi na No r mal U niver sit y 致谢 感谢吉林大学古生物研究中心孙革教授给作( ) ( ) Nat ural Science, 42 1: 101 —110 者提供的帮助 ,感谢中国科学院南京地质古生物研 GAO Fengqi , L I Ha ndi ng , 1986 . Pa rtitio n of t he charcoal fo r mi ng 究所王伟铭研究员给予指导 ! p erio d i n t he Q uat er na r y a nd it s cli mat e f l uct uatio n . Mari ne ( ) Geolo gy & Q uat er nar y Geolo gy ,6 2:96 —102 H U A N G Fei , XION G Sha ngf a , 2001 . Phytolit h and pollen reco r ds of Q uat er na r y red ea rt h i n J i ujia ng cit y , J ia ngxi Pro vi nce . Act a 参考文献 ( ) Microp alaeo ntolo gica Si nica ,18 2: 203 —210 H U A N G Fei , P EI A npi ng , 2001 . Pollen a nd p hytolit h a sse mblage 王永吉 ,吕厚远 ,1993 . 植物硅酸体研究及应用. 北京 : 海洋出版社. 111 —118 a nd a rchaeolo gical i mplicatio n i n t he Hochung sit e , Ho ng 王永吉 ,1997 . 冲绳海槽岩心植物硅酸体研究及其意义. 科学通报 , ( ) Ko ng . 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It p rovides a new app roach fo r p aleocli matic and paleoecolo gical reco gni2 tio n i n peat depo sit s . Key words p hytolit h , mo rp holo gical a ssemblages , war m i ndex , p eat ,lat e Holocene , Dunhua , J ili n 图 版 说 明 所有标本均保存在吉林大学地球科学学院 。 图 版 ? 2 . 哑铃型 敦化吉祥泥炭剖面分段情况 2a . 哑铃型 ;2 b . 多铃型 。 350 —320cm :为灰黑色粉砂质粘土 ,含细砂 ; 3 . 方型 320 —215cm :黑褐色泥炭 ,中细纤维结构 ; 4 . 光滑棒型 表面略有少215 —95cm :棕褐色泥炭 ,中粗纤维结构 ; 量突起 。 95 —10cm : 棕色泥炭 ,中粗纤维结构 ,植物残体较多 ; 5 . 棒型 10 —0cm :活草根层 。 5a . 一侧呈齿状的棒型 ;5 b . 表面有突起和凹坑的刺状棒型 。 6 . 尖型 6a . 不对称圆滑短尖型 ;6 b . 不对称尖型 ;6c . 对称的底端稍宽的 尖型 ;6d. 对称的底端稍窄的尖型 ;6e . 不规则的尖型 。 图 版 ? 7 . 不规则型 1 . 扇型 8 . 齿型 1a . 规则的扇型 ;1 b . 不对称扇型 ,表面较粗糙 ;1c . 不对称扇型 , 表面较光滑 ; 1d . 扇柄呈尖型的扇型 ; 1e . 扇柄呈方型的扇型 。 张新荣等 :吉林敦化地区全新世泥炭沉积中植硅体分析 图版 ? Plat e ?Phytolit h a nal y si s i n Holoce ne p eat depo sit s i n t he Dun h ua a rea , J ili n Pro vi nce
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