科學(xué)通報 | 南雄盆地古近紀(jì)早期湖泊年紋層記錄的太陽活動

古近紀(jì)作為地質(zhì)歷史上典型的溫室氣候期是深時古氣候研究的熱點，目前該時期的古氣候重建工作大都停留在軌道甚至構(gòu)造時間尺度。深時湖泊年紋層沉積可以記錄季節(jié)-年尺度的古氣候信息，是預(yù)測未來全球氣候變化的理想研究材料。

位于我國東南地區(qū)的南雄盆地出露較完整的上白堊統(tǒng)-古新統(tǒng)地層，其西北部的古新統(tǒng)古城村組地層中發(fā)育多層厚度不等的灰黑色泥巖，其中一段保存著清晰的紋層結(jié)構(gòu)。

福建師范大學(xué)濕潤亞熱帶生態(tài)-地理過程教育部重點實驗室馬明明教授等人通過對該紋層沉積的高分辨率氣候代用指標(biāo)測試，并結(jié)合頻譜分析，研究分析了以下幾個問題：(1) 該紋層結(jié)構(gòu)是否為年紋層？(2) 如果是年紋層，其形成機制是什么？(3) 紋層沉積記錄了哪些古氣候信息？

結(jié)果顯示：

• 紋層沉積在物理和化學(xué)特征上具有明顯的季節(jié)性差異，表明該紋層結(jié)構(gòu)應(yīng)為典型的年紋層，推測其形成過程為：在降雨量較多的夏半年，形成富含外源碎屑、有機質(zhì)的暗色層，在干熱的冬半年，強烈的蒸發(fā)導(dǎo)致碳酸鹽大量析出，形成淺色層。

• 紋層沉積記錄了顯著的太陽活動信號，尤其是11年的施瓦貝太陽黑子周期和22年的黑爾周期，太陽活動可能通過“自上而下”和“自下而上”兩種機制調(diào)控著研究區(qū)的氣候及年紋層的沉積特征，具體表現(xiàn)為在太陽活動高年，研究區(qū)降雨量增加，湖泊外源輸入增多；在太陽活動低年，研究區(qū)蒸發(fā)加強，湖泊自生碳酸鹽增多。

本研究提供了溫室氣候下低緯地區(qū)的湖泊年紋層記錄，為未來高分辨率古氣候重建工作提供了可能。

圖1 南雄盆地示意圖. (a) 南雄盆地地層分布圖；(b)古城村組剖面圖；(c)一段紋層沉積樣品的高清拼接照片，箭頭表示地層沉積方向，紅色框為本文研究范圍

圖2 紋層沉積的照片及能譜結(jié)果. (a) 掃描照片; (b)~(e)光學(xué)顯微照片; (f，g) 淺色層和暗色層的能譜分析EDS結(jié)果

圖3 紋層沉積掃描照片及經(jīng)Lowess去趨勢處理后的色度及元素結(jié)果. (a) 高清掃描照片; (b) L值; (c) a*值; (d) Ti元素; (e) Ca元素

圖4 元素主成分分析及相關(guān)性分析. (a) XRF線掃描元素主成分分析結(jié)果; (b) Ti元素與Ca元素相關(guān)性結(jié)果

圖5 多參數(shù)頻譜分析結(jié)果. (a) XRF線掃描a*值; (b) Ca/Ti比值; (c) Ti元素; (d) Ca元素及(e) 現(xiàn)代太陽黑子數(shù)

文章信息

黃惠欣,馬明明, 李光普,李鑫隆, 王倩,劉秀銘. 南雄盆地古近紀(jì)早期湖泊年紋層記錄的太陽活動.科學(xué)通報, 2026, 71(3): 651–660

Huang H, Ma M, Li G, Li X, Wang Q, Liu X. Solar activity recorded by the early Paleogene lacustrine varve in the Nanxiong Basin (in Chinese). Chin Sci Bull, 2026, 71(3): 651–660, doi: 10.1360/TB-2024-1250

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