晚新生代東亞季風氣候演化是古氣候研究的熱點，東亞大陸邊緣及毗鄰區的沉積盆地是開展季風演化特征及機制研究的理想場所。中國黃土沉積和南海海洋記錄在研究上新世-更新世氣候變化方面取得了系列重要成果，但由于不同代用指標對溫度和降水變化的敏感性差異，目前對于東亞季風長期演化趨勢的認識仍存在爭議。黃土磁化率、有機碳同位素及碳酸鹽含量等證據揭示東亞夏季風自晚上新世以來呈現階段性增強（～2.7?Ma、～1.2?Ma、～0.6?Ma），而沙漠擴張、化學風化和孢粉記錄則表明更新世以來逐漸減弱的長期趨勢。因此，選擇指示意義明確的代用指標并加強不同沉積體系的記錄對比是推進相關研究的迫切需要。

基于此，中國科學院地球環境研究所黃土與氣候變化團隊聯合中國地質科學院水文地質與環境地質研究所等單位以豫東盆地鄭州市內兩套約3.5 Ma跨度的河流沉積物為研究對象（圖1），通過高分辨率元素地球化學分析（XRF）重建了豫東盆地晚上新世以來氣候變化歷史。

圖1 鉆孔地層、年代及沉積相組成

結果表明，大型河流下游沉積盆地的河流沉積序列具有重建高分辨氣候變化歷史的潛力。對XRF元素掃描獲取的10種元素的主成分分析表明，第一主成分（PC1）包含Si、K、Ti、Fe、Mn、Rb等碎屑元素，與水動力變化關系密切，進而可以指示季風降雨的周期性變化；第二主成分（PC2）包含Ca、Sr、Ba反映溫度-降雨誘導的干濕條件變化，同時這些推斷得到了元素比值（Ti/K、Ca/K）的有力支持。本研究最終揭示出豫東盆地晚上新世以來三階段氣候變化模式，自相對濕潤的晚上新世（3.5 Ma -2.8 Ma）過渡至較為干旱的早更新世（2.8 Ma – 0.9 Ma），并在0.9 Ma以來干旱條件得到逐漸改善（圖2）,進而指出這一氣候變化過程受到東亞夏季風階段性演化的控制。

圖2 鉆孔地球化學指標與區域黃土及海相沉積記錄的對比

這項研究首次在豫東盆地建立了具有可靠年代框架的高分辨率元素地球化學記錄，為理解晚新生代東亞季風演化提供了新的線索。該成果近期發表在國際地學期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上，研究工作得到了中國科學院先導項目（No. XDB40000000）、國家自然科學基金（No.41602273）、中國地質調查局項目（No.?DD20211309）的共同資助。

Zhang, J., Lv, D., Yu, C., Yu, M., Zhuo, Z., Liu, X., Liu, Y., Zhang, H., Liu, B., Qiang, X., Kang, S., Sun, Y., 2025. High-resolution elemental compositions of fluvial deposits in the Eastern Henan Basin and its implications for climatic variability over the last 3.5 Ma. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 675, 113043.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018225003281