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重新安装浏览器，或使用别的浏览器李育, 张成琦, 周雪花, 王岳
LI Yu, ZHANG ChengQi, ZHOU XueHua, WANG Yue
我国西北夏季风边界千年尺度变化的证据——来自盐池和猪野泽盐类矿物分析结果
An Evidence of Millennial-Scale Summer Monsoon Boundary Change in the Northwest China—Analysis Results From Saline Minerals in Lake Sediments of Yanchi Lake and Zhuye Lake
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李育, 张成琦, 周雪花, 王岳. 我国西北夏季风边界千年尺度变化的证据——来自盐池和猪野泽盐类矿物分析结果[J]. 沉积学报,
): 524-536.
LI Yu, ZHANG ChengQi, ZHOU XueHua, WANG Yue. An Evidence of Millennial-Scale Summer Monsoon Boundary Change in the Northwest China—Analysis Results From Saline Minerals in Lake Sediments of Yanchi Lake and Zhuye Lake[J]. ACTA SEDIMENTOLOGICA SINCA,
): 524-536.
我国西北夏季风边界千年尺度变化的证据——来自盐池和猪野泽盐类矿物分析结果
李育, 张成琦, 周雪花, 王岳&&&&
兰州大学资源环境学院 兰州大学干旱区水循环与水资源研究中心 兰州 730000
基金项目：国家自然科学基金项目(批准号:)与兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金项目(编号:LZUJBK-)联合资助.
作者简介:李 育 男 1981年出生 博士 教授 季风边缘区长时间尺度气候变化 E-mail:liyu@
摘要：我国夏季风西北缘是响应长尺度气候变化最为敏感的区域之一, 但夏季风边界变化与千年尺度气候变化之间的关系尚不明确, 相关研究仍缺乏足够证据。夏季风西北缘湖泊沉积物中盐类矿物种类与含量的时空变化, 有助于推测气候变化特征。盐池和猪野泽分别位于祁连山北麓的河西走廊中段和东段, 是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区西北边界变化的关键区域。研究全新世千年尺度下, 夏季风西北边界的变化对夏季风西北缘气候变化过程的影响, 对明确季风边缘区千年尺度季风变化机制, 预测未来长尺度气候变化有重要意义。因此, 本文选择盐池古湖泊盐池剖面(YC), 猪野泽青土湖01、02剖面(QTH01、QTH02)等三个剖面, 开展全新世千年尺度下, 亚洲季风西北边界地区湖泊沉积物盐类矿物时空变化对比研究。结果显示:QTH01、QTH02剖面盐类矿物以碳酸盐为主, 硫酸盐类矿物仅零星出现, 而YC剖面硫酸盐类矿物含量相对较高, 同时出现了氯化物型矿物, 全新世气候特征整体较猪野泽更为干旱。末次冰期和早全新世, 三个剖面受季风输送水汽影响明显, 碳酸盐类矿物能较好沉积, 季风边界在这一时期向北扩张, 推进到祁连山中段地区;中全新世QTH01、QTH02剖面受夏季风影响减弱, 湖泊退缩, 碳酸盐类矿物含量达到峰值, YC剖面则表现出极端干旱的气候特征, 硫酸盐类矿物因“盐效应”含量下降, 此时夏季风西北部水汽输送边界位于石羊河流域和盐池流域之间;晚全新世盐池和猪野泽均以风成沉积为主, 气候干旱, 碳酸盐类矿物难以保存, 硫酸盐和氯化物矿物含量出现高值, 说明夏季风西北边界进一步向南迁移。综上所述, 盐类矿物含量变化能良好反应夏季风西北缘全新世气候变化特征, 同时证明, 在全新世千年尺度上, 夏季风西北边界在盐池流域和石羊河流域之间存在变化。
盐类矿物&&&&
千年尺度&&&&
季风边界&&&&
全新世&&&&
Effect of Compaction Methods on Performance of ATB-30 Asphalt Mixture
LI Yu, ZHANG ChengQi, ZHOU XueHua, WANG Yue&&&&
College of Earth and Environmental Science, Center for Hydrologic Cycle and Water Resources in Arid Region, Lanzhou University, Lanzhou 730000
Abstract:The northwest margin of summer monsoon in China is one of the most sensitive areas to response long-time scale climate change, but the related researches between summer monsoon boundary changes and millennial-scale climate change driving mechanism are still lack of sufficient evidence. The temporal and spatial variation of types and content of saline minerals in lake sediments could speculate the characteristics of climate change in the northwest margin of summer monsoon. Yanchi Lake is located in the northern Qilian Mountains and the central Hexi Corridor, while Zhuye Lake is located in the eastern Hexi Corridor, which is a key research area for the long-term northern boundary changes of the Asian summer monsoon. It has important significance for clarifing monsoon change mechanism under millennial-scale and predict long-time scale climate change to study how the motion of the northwest border of summer monsoon impact climate change process in the northwest margin of summer monsoon. In this paper, we chose YC section in Yanchi Lake and QTH01 and QTH02 sections in Zhuye Lake, which located at different positions of Hexi Corridor, to conduct a millennial-scale comparative study of temporal and spatial variation of types and content of saline minerals. The results revealed that saline minerals in QTH01 and QTH02 sections are mainly carbonate minerals like calcite and aragonite, and there are only sporadic sulfate minerals, while sulfate minerals content in YC section is relatively high, and there also exist chloride type minerals which indicated the more arid environment in Yanchi Lake than in Zhuye Lake. During the late glacial and early Holocene, all of the three sections were influenced by monsoon conveying water vapor, carbonate minerals well sedimentated, and monsoon boundary expanded to the middle region of Qilian mountains in this period. The summer monsoon effect weakened in middle Holocene, Zhuye Lake retreated with carbonate mineral contents reached peak values, and Yanchi Lake showed extreme drought climate characteristics and the content of sulfate minerals decreased because of the “salt effect”. The northwestern border of summer monsoon should be between the Shiyang river drainage basin and the Yanchi drainage basin in middle Holocene. Yanchi Lake and Zhuye Lake were given priority to eolian deposition in late Holocene, carbonate minerals were difficult to conserve in such arid climate, sulfate and chloride mineral contents had high value, and the northwestern border of summer monsoon further retreated to south. In conclusion, the variations of salt mineral contents are well respond to Holocene climate change characteristics, and the northwestern border of summer monsoon swung between the Shiyang river drainage basin and the Yanchi drainage basin under millennial-scale during Holocene.
Key words:
saline minerals&&&&
millennial-scale&&&&
summer monsoon boundary&&&&
Holocene&&&&
我国夏季风西北缘气候受亚热带季风系统和中纬度西风带的共同影响[, ]，是响应长尺度气候变化最为敏感的区域之一[, , , , ]，已成为过去全球变化研究的热点地区，已有诸多工作开展。季风变化研究对古气候重建有重要意义，针对不同时间尺度的大量研究已取得一定成果。鹿化煜等[]通过对洛川黄土剖面磁化率和粒度的研究，分析了2 500 ka来东亚季风变化的周期特征；丁仲礼等[]曾以黄土记录为基础，探讨了第四纪东亚季风变化的动力机制；于学峰等[]选取若尔盖地区高分辨率泥炭记录，重建了青藏高原东部全新世冬夏季风演化序列；汪永进等[, ]通过我国季风区多个石笋记录的精确同位素测试结果，讨论了东亚季风千年和轨道尺度变化，认为中国洞穴石笋高分辨率记录对了解亚洲季风气候驱动机制有巨大潜力；Chen et al.[]通过亚洲内陆干旱区与季风区的湿度错位相变化研究，提出亚洲季风区、中亚干旱区全新世千年尺度气候变化过程存在差异，认为这种差异主要受控于亚洲季风和西风带气流全新世演化模式的不同，并据此提出千年尺度上全新世气候变化的西风模式和季风模式；Feng et al.[]综合我国干旱、半干旱区近期气候变化研究成果，分别总结了新疆地区、青藏高原北部、内蒙古高原及黄土高原西北部全新世千年尺度气候变化特征，认为我国干旱、半干旱区中全新世适宜期(8~5 ka B.P.)是对气候变化延迟响应的结果。植被，生态和水循环变化有助于深化我们对全球气候变影响自然过程的认识，Li et al.[]重建了猪野泽全新世千年尺度环境变化，同时探讨了季风边缘区气候变化与东亚季风和西风带的关系；Liang et al.[]结合树轮数据与气候、水文和历史文献资料，证实了中国北方1920s到1930s早期干旱灾害的存在，并论证了在中国干旱、半干旱地区运用树轮记录识别大规模干旱事件的可能性；Ma和Fu[]模拟得到了我国干旱、半干旱地区地表水文变量的年际变化特征；吴建国和吕佳佳[]模拟并分析了气候变化对我国干旱区分布范围的影响，认为我国荒漠化范围将增加，干旱胁迫总体上减弱。我国夏季风西北缘气候变化研究虽已受到关注，东亚季风和西风带对气候变化的驱动机制也引起广泛讨论[, , , ]，但相比于我国东南地区[, , , ]，该区域受亚洲季风和西风带气流共同影响，边界条件复杂，全新世千年尺度气候变化研究仍缺乏足够证据。在诸多研究中，夏季风边界变化与气候变化驱动机制之间关系的研究是一个重要科学问题。已有相关研究多为十年尺度上对现代气象资料的分析和模拟[, ]，缺乏全新世千年尺度的讨论；Zhao et al.[]曾综述了30个全新世孢粉记录的植被与气候变化研究结论，指出我国夏季风边界地区千年尺度气候变化受季风、西风、地形等因素共同影响，Feng et al.[]在综合大量沉积记录的基础上，探讨了全新世期间夏季风边界地区对气候变化响应的规律及差异，但这些研究均未涉及夏季风边界界线变化的讨论；张兰生[]研究了北方季风尾闾区全新世以来不同时期250 mm等降水线的空间变化，指出其在万年、千年、十年尺度下，变化幅度分别为800 km、400 km和200 km，但并未讨论界线变化对气候变化的响应方式。因此，夏季风西北部水汽输送边界变化的气候学证据仍较为缺乏，在全新世千年尺度下，研究夏季风西北边界的变化对干旱、半干旱区气候变化过程的影响，对完善千年尺度季风变化历史，预测未来长尺度气候变化有重要意义。
我国夏季风边界地区存在的大量晚第四纪湖泊沉积记录，如博斯腾湖[]，巴里坤湖[]，艾丁湖[]，呼伦湖[]，岱海[]，猪野泽[]，吉兰泰盐湖和查哈诺尔湖盆[, ]，及周边部分青藏高原高寒区湖泊记录，如松西错[]，色林错[]，青海湖[, , ]，茶卡盐湖[]等，均广泛存在盐类矿物沉积。盐类矿物是碱金属、碱土金属的卤化物，硫酸盐，碳酸盐，重碳酸盐及少量硼酸盐、硝酸盐等矿物的总称[]，不同种类盐类矿物的含量差异，能够揭示湖区的降水、湖水的盐度和温度等环境特征[, , , ]，常用于气候环境变化的研究。其中，碳酸盐类矿物在古气候重建中能较灵敏的记录区域气候环境的类型，特点和变化规律[]，Rhodes et al.[]将沉积物中碳酸盐含量与部分矿物及有机地化指标相结合，重建了Lake Manas晚更新世以来环境演变情况；Wei et al.[]的研究证明了碳酸盐中氧同位素对夏季风的指示意义；陈敬安等[, ]通过对洱海、程海湖泊沉积物的精细采样研究，认为温度及其引起的相关变化控制了沉积物碳酸盐含量，湖泊内生碳酸钙沉淀因子可视为气候冷暖变化的良好代用指标；我国盐湖硫酸盐类矿物共25种[]，其中，芒硝是干冷环境下沉积的硫酸盐矿物，越冷越易沉积[, ]，刘成林等[]通过罗布泊盐湖钙芒硝包裹体特征，重建了更新世晚期罗布泊夏季古气温，此外，孙青等[]研究了9个硫酸盐型盐湖表层(0~10 cm)沉积物中的长链烯酮，发现咸水湖和盐湖中长链烯酮不饱和度与湖泊水体温度相关性较好，可能会成为湖泊沉积物重建古温度的重要替代指标。我国盐湖资源与生态环境备受关注[]，研究其他盐类矿物，如钾盐，硝酸盐等，对完善我国盐湖成盐理论体系，合理开发利用和保护盐湖资源与环境具有明显的理论意义和应用价值，郑大中等[]通过研究钾盐矿床的物质来源，发现富钾热液是找寻钾盐矿床的重要指示；郑喜玉[]全面总结了乌尊布拉克湖特色盐类硝酸钾盐的形成环境、物质成分和沉积特征，其对硝酸钾盐的形成演化机理的探讨，扩展了我国盐湖研究的新领域。因此，根据湖泊沉积物中盐类矿物种类与含量的时空变化，可推测干旱、半干旱区全新世千年尺度气候变化特征。
猪野泽和盐池均位于祁连山北麓，是现代亚洲季风边缘区，对气候变化响应敏感，是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区北部边界变化的关键区域。猪野泽所在的石羊河流域位于河西走廊东段，现代季风水汽输送可以达到该流域上游位置，而据已有现代气候学研究[, , ]，现代亚洲夏季风的水汽输送并不能达到位于河西走廊中段的盐池流域。对比研究全新世千年尺度下，猪野泽和盐池对气候变化响应特征的差异，对研究长时间尺度亚洲夏季风界线变化有重要意义。因此，本文选择盐池古湖泊盐池剖面(YC)，猪野泽青土湖01、02剖面(QTH01、QTH02)等三个全新世剖面，进行XRD矿物组成和年代学分析，开展全新世千年尺度下，亚洲季风北部边界地区湖泊沉积物盐类矿物时空变化对比研究，同时结合盐类矿物对气候变化的响应特征，明确猪野泽和盐池全新世气候变化与亚洲季风之间的关系，探讨夏季风西北界线变化，以期为季风边缘区全新世千年尺度季风变化机制研究提供证据。
1 研究区概况
按我国自然地理区划[]，猪野泽和盐池均位于我国西北内陆干旱区(图 1)，所在流域均呈现南高北低地势，自南向北可大致划分为三个气候区：南部祁连山高寒半干旱湿润区(海拔5 000~2 000 m，年降水量300~600 mm，年蒸发量700~1 200 mm)，中部走廊平原干旱区(海拔2 000~1 500 m，年降水量150~300 mm，年蒸发量1 300~2 000 mm)和北部温暖干旱区(海拔1 500~1 300 m，年降水量小于150 mm，年蒸发量2 000~2 600 mm)[, ]。河西走廊地区大气降水以HCO3--Ca2+型(或Ca2+-Mg2+型)为主，流域上游海拔大于3 500 m的地区，地下水化学成分与降水相似，矿化度小于0.3 g/L，所含离子以HCO-3,Ca2+ 和 Mg2+为主；海拔3 500~2 000 m地区，矿化度升高至0.5~1.0 g/L，地下水水化学特征趋于复杂，HCO-3,SO2-4,Ca2+ 和 Mg2+是其主要成分。由此可见，海拔变化导致了流域内降水和蒸发的差异，使全流域地下水化学特征由南至北，呈现淡水带—咸水覆盖下的淡水—微咸水带和咸水带的变化特征[, ]。
图 1 猪野泽和盐池经纬度及高程示意图(黑色实心圆显示了QTH01、QTH02和YC剖面位置)
Fig. 1 Map showing latitudes,longitudes and elevations in the Zhuye Lake and Yanchi Lake (Black solid circles indicate the locations of the QTH01,QTH02 and YC sections)
河西走廊位于祁连山北麓，是现代亚洲季风影响范围的北部边界，该区域的古湖泊沉积记录可以用来研究长尺度季风边界变化问题。猪野泽位于河西走廊东段，是石羊河流域的终端湖，位于祁连山山前构造断陷盆地——民勤盆地，地理坐标介于38°40'~39°20' N，103°10'~104°20'E，海拔1 200~1 400 m，处于巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠交汇地带。民勤盆地内有冲积平原、湖沼平原和低山丘陵、沙漠等多种地形[]，存在大量第四纪松散沉积物，最厚可达300m，地层中风成，湖相和冲积相沉积物相互交错[, ]。猪野泽湖盆在历史时期曾形成统一大湖，但由于气候变化和石羊河中游农业的发展[]，退缩成许多干小湖盆[, ]。目前除在猪野泽湖盆东北部的白碱湖尚有少量积水外，其余湖盆全部干涸[]。河西走廊中段的盐池，是黑河流域马营河和丰乐河的终端湖，处于黑河中游冲积平原，为祁连山中段南缘的山前凹陷盆地，地理坐标大致为39°43'~39°45' N，99°10'~99°22' E。湖盆西端紧闭，东端开阔，中心海拔1 195 m，凹地中间与边缘部分相对高差为15~20 m，被戈壁和沙漠环绕，为酒泉—张掖盆地的最低部分。盐池干涸前黑河上游及周边干燥剥蚀山地和戈壁的大量碎屑物质在其中沉积，目前盐池已经完全干涸，湖盆沉积了近百米厚的第四纪河湖相沉积物，这些沉积物是反映祁连山中段沉积环境和气候变化的良好材料。但相对于古环境研究较为成熟的猪野泽[, , , ]，盐池古气候研究相对较少。
2 材料与方法
本文选择盐池古湖泊YC剖面，猪野泽QTH01、QTH02剖面等三个全新世剖面，进行年代学和XRD矿物分析对比研究。各剖面基本信息见表 1，研究区位置、周围地形及剖面所处位置见图 1，图 2显示了3个剖面岩性及年代变化。
图 2 QTH01、QTH02和YC剖面岩性和校正后的14C年代结果(cal yr B.P.)
Fig. 2 Lithology and the calibrated 14C dates (cal yr B.P.) for the QTH01,QTH02
and YC sections
表 1 QTH01，QTH02，YC剖面地理位置、海拔及采样信息
Table 1 The locations,elevations and sample methods of QTH01,QTH02 and YC sections
剖面名称地理位置海拔/m采集深度/cm采集方式
QTH0139°03' N 103°40' E1 309641湖相层间隔2 cm，其余层位间隔5 cm采样
QTH0239°03' N 103°40' E1 309641间隔2 cm采样
YC39°45' N 99°20' E1 200415间隔5 cm采样
QTH01和QTH02剖面位于猪野泽湖盆中心，为探井剖面。QTH01剖面顶部0~165 cm为黄色和褐色的黏土或砂质黏土沉积物，受人类活动干扰较大；165~230 cm为棕色冲积相粉砂质黏土；230~315 cm为粉砂质泥炭层，含有植物残体和软体动物壳体；315~450 cm由灰色粉砂，黏土和碳酸盐组成，是典型的湖相沉积层位；450~495 cm为青灰色砂层，含有破损的软体动物壳体；495~603 cm为富含碳酸盐的灰色粉砂湖相沉积层；603~641 cm为灰色或黄色砂层，分选较好。QTH02剖面岩性特征与QTH01相似。YC剖面顶部0~25 cm是现代风成沉积；25~68 cm为灰褐色泥沼沉积物；68~133 cm为灰绿色及褐色湖泊沉积物，夹杂有少量砂层；133~415 cm主要由粉砂质灰绿色及褐色湖泊沉积物组成，其中在257~279 cm有一砂层。
矿物种类及相对百分含量测定使用X射线衍射方法。样品经玛瑙研钵研磨至100目左右，加入凹槽的检测片上，使用载玻片不同方向刮去多余样品，同时确保样品表面平整且与检测片表面水平。之后使用荷兰帕纳科公司的X’Pert Pro型粉晶X射线衍射检测。该仪器X射线发生器最大输出功率3 kW，陶瓷X光管最大功率2.2kW(Cu靶)，测角仪半径为135~320 mm，发散狭缝包括固定狭缝和索拉狭缝，测定误差±5%。其中矿物种类及相对百分含量的最终确定，通过在该仪器自带的软件X’Pert High Score Plus分析后得出。
根据QTH01，QTH02和YC剖面矿物组成分析结果，QTH01，QTH02剖面盐类矿物类型主要由碳酸盐矿物和硫酸盐矿物组成，YC剖面主要由碳酸盐矿物，硫酸盐矿物及氯化物矿物组成。为了更好地总结QTH01，QTH02和YC剖面盐类矿物含量变化规律，同时避免年代框架对结果的影响，结合岩性和年代数据，将各剖面划分为A(晚冰期及早全新世，约13 000~7 400 cal yr. B.P.)、B(中全新世，约7 400~3 000 cal yr. B.P.)和C(晚全新世及现代，约3 000~0 cal yr. B.P.)三个时段(各剖面A、B、C时段对应深度见表 2)，同时选择各剖面存在最为普遍、含量最高的五种碎屑矿物：石英、钠长石、白云母、斜绿泥石和钙长石，来表征碎屑矿物平均含量变化，并分时段计算主要碎屑矿物，碳酸盐矿物、硫酸盐矿物和氯化物矿物含量变化及各矿物种类不同时段含量变化，最终得到QTH01，QTH02和YC剖面全新世千年尺度盐类矿物和主要碎屑矿物含量变化结果(图 3)，及不同种类矿物A、B段平均含量变化结果(表 3)。
表 2 QTH01，QTH02，YC剖面A、B、C时段对应深度
Table 2 The corresponding depth of time periods A,B and C in the QTH01,QTH02 and YC sections
剖面名称时段A/cm时段B/cm时段C/cm
QTH01430~640225~4300~225
QTH02405~640190~4050~190
YC73~41525~730~25
表 3 QTH01，QTH02，YC剖面盐类矿物及主要碎屑矿物平均百分含量变化
Table 3 The average percentage changes of saline minerals and main detrital minerals in the QTH01,QTH02 and YC sections
矿物平均含量/%
QTH01QTH02YC
主要碎屑矿物石英24.39.928.721.415.828.021.116.619.4
钠长石17.66.216.119.49.123.810.49.110.4
白云母14.93.826.59.73.75.228.532.220.4
斜绿泥石4.22.77.42.75.310.013.517.97.4
钙长石9.65.17.31.11.111.210.49.712.2
碳酸盐方解石9.339.04.213.231.92.41.42.20.0
文石6.713.20.010.515.20.00.70.00.0
白云石0.40.12.00.80.00.42.01.43.4
铁白云石0.10.00.00.10.00.00.00.00.0
硫酸盐石膏0.00.01.20.00.30.04.13.21.2
芒硝0.00.01.6
氯铅芒硝0.00.00.00.10.00.0
无水芒硝0.00.05.4
重钾矾0.20.00.0
黄铁钠矾0.00.40.00.00.01.4
白钠镁矾0.90.00.0
酸性铵矾0.40.00.0
基铁矾0.10.00.1
铁镍矾0.40.00.0
磷硫铁矿0.01.00.0
氯化物岩盐0.42.04.8
冰晶石0.00.05.4
钠柱石0.00.00.6
图 3 QTH01、QTH02和YC剖面主要碎屑矿物和不同类型盐类矿物百分含量变化其中“D”代表主要碎屑矿物，“C”代表碳酸盐类矿物，“S”代表硫酸盐类矿物，“H”代表氯化物型矿物
Fig. 3 The values of main detrital minerals and different types of saline minerals in the QTH01,QTH02and YC sections “D” represents the main detrital minerals,“C” represents the carbonate minerals,“S” represents the sulfate minerals,and “H” represents the haloid minerals
由图 3可以看出，QTH01，QTH02和YC剖面不同盐类矿物类型和主要碎屑矿物含量变化情况存在差异。QTH01剖面主要碎屑矿物平均含量在60%以上，最高达到97%，是矿物组成的主要成分。其含量在A时段末期和B时段(225~450 cm)有明显低值，平均含量29%，最高也仅为63%；在其余层位，QTH01剖面主要碎屑矿物含量均较高，A时段高值区(450~641 cm)平均百分含量达到73.25%，但仍略低于C时段高值区(0~225 cm)的85.9%。QTH01剖面碳酸盐类矿物含量在A时段平均含量仅为16.45%，且主要集中在470~570 cm，此层位碳酸盐平均含量达到23.1%；在主要碎屑矿物含量明显较低的B时段(225~450 cm)，碳酸盐类矿物在此大量富集，平均含量达到51.4%，并在401 cm处出现全剖面最高值81%；在C时段(0~225 cm)，碳酸盐类矿物含量明显减少，除在22.5 cm处出现较高值27%外，其余层位多在5%以下。硫酸盐类矿物仅在QTH01剖面零星存在，全剖面平均含量仅为0.8%，最高值8%出现在551 cm。QTH02剖面各矿物类型变化规律与QTH01剖面相似。全剖面主要碎屑矿物平均含量为52.2%，最高达93%。其含量在A时段(405~640 cm)较为稳定，平均含量54.3%；在B时段(190~405 cm)300~400 cm和250 cm左右出现两次低值，其中300~400 cm平均含量低至25.4%，而251 cm处仅为7%；C时段(0~190 cm)含量再次升高，平均含量78.5%，最高值达到93%。QTH02剖面碳酸盐类矿物在A时段平均含量为24.5%，进入B时段后含量突然升高，在300~400 cm平均含量高达58.8%，251 cm处为68%，为两个明显高值，对应主要碎屑矿物的低值区。C时段碳酸盐类矿物含量极低，仅在75 cm处略微升高，达到10%。而硫酸盐类矿物同样仅在个别层位出现，全剖面平均含量为0.8%，561 cm处出现最高值11%。YC剖面主要碎屑矿物平均含量高达83.2%，最高值97%，其含量整体变化并不明显，只是在A时段初期330~415 cm含量略低，平均含量为72.1%，最高值为87%，此外，主要碎屑矿物在地表(约10 cm处)存在低值，7.5 cm处出现最低值44%。与QTH01、QTH02剖面不同的是，YC剖面碳酸盐矿物含量相对较低，A时段平均含量仅为4.78，并且在A时段初期330~355 cm最高，平均含量达到14.6%，同时在347.5 cm处出现全剖面最高值25%，此后逐渐降低，B时段碳酸盐矿物平均含量降至4%，而C时段仅达到3%。硫酸盐类矿物在YC剖面广泛存在，只是在A时段中期125~330 cm含量较低，平均含量1.39%，在A时段早期(330~415 cm)和晚期(73~125 cm)含量相对较高，碳酸盐类矿物平均含量分别达到10.4%和7.2%，且在337.5 cm处出现全剖面最高值27%。接近地表的C时段碳酸盐类矿物含量较高，平均含量达8.2%，明显高于B时段的4.2%。此外，YC剖面还出现了零星存在的氯化物矿物，并且在地表0~10 cm含量较高，7.5 cm处更是高达39%。同时，在YC剖面407.5 cm和12.5 cm处，分别存在含量达17%和10%的硼酸盐类矿物。
由表 3可进一步发现，QTH01和QTH02剖面盐类矿物种类及其含量变化规律较为相似，但与YC剖面存在一定差异。就盐类矿物种类而言，QTH01和QTH02剖面盐类矿物均以方解石、文石为主的碳酸盐占大多数，尤其是方解石，从A到B时段含量显著升高，C时段虽重新降低，但在两剖面B时段平均含量均达到30%以上，文石在A、B时段较为富集，C时段极少存在，白云石在三个时段含量变化不大，而铁白云石仅在A时段少量出现；QTH01和QTH02剖面同时有含少量硫酸盐，石膏和黄铁钠矾在B、C时段较为普遍，A时段并不存在。同时QTH01剖面硫酸盐种类较QTH02剖面略显丰富，含有多种QTH02剖面未出现的矿物，其中氯铅芒硝仅在C时段有少量存在，重钾矾，酸性铵矾则只在A时段存在，基铁矾含量从A到C有所下降，而QTH02剖面含有QTH01剖面不存在的白钠镁矾，且在A时段平均含量达到相对较高的1.2%。两剖面均不含氯化物等其他盐类矿物。YC剖面碳酸盐含量相对较低，文石和铁白云石在B时段消失，而含量相对较高的硫酸盐矿物以石膏含量最高，在A时段达到4%，B时段有所下降，为3.2%，C时段最低，仅为1.2%。同时A时段还含有少量氯铅芒硝和铁镍矾，虽然在B、C段消失，但B、C段出现了芒硝，无水芒硝和磷硫铁矿等A时段不曾出现的硫酸盐矿物类型，其中无水芒硝在C时段平均含量达到5.4%。YC剖面还出现了氯化物型矿物，虽然在A时段仅存在平均百分含量为0.41%的岩盐，但其含量在B、C时段逐步升高，分别达到2%和4.8%，同时C时段还出现了平均含量达5.4%的冰晶石和少量钠柱石。由此可见，三剖面碳酸盐类矿物均以方解石为主，同时含有文石，白云石和铁白云石； QTH01和QTH02剖面硫酸盐类矿物仅零星存在，而YC剖面硫酸盐类矿物，尤其是石膏，含量较高，并出现了氯化物型矿物。
通过对三个剖面盐类矿物种类及含量变化进行对比研究，我们发现，位于河西走廊东段猪野泽的QTH01、QTH02剖面盐类矿物种类与含量变化规律，与位于河西走廊中段盐池古湖泊YC剖面存在明显差异。QTH01、QTH02剖面盐类矿物均以方解石、文石为主的碳酸盐为主，硫酸盐类矿物仅零星出现，而YC剖面硫酸盐类矿物含量相对较高，同时出现了氯化物型矿物。盐类矿物的沉淀需要长期干旱的气候、盐水补给、可控制盐水浓度的封闭环境及适宜盐岩保存等特定自然地理与地质环境和气候条件[]。因此，猪野泽和盐池湖泊沉积物中盐类矿物种类与含量的时空变化，指示了湖泊演化对气候变化的响应过程，使其成为古气候古环境信息的良好载体。
矿物本身溶解度或标准平衡常数决定了矿物沉淀的难易程度，而碳酸盐溶解度一般小于硫酸盐，可优先沉淀，故碳酸盐的富集代表了相对湿润的环境[]。猪野泽QTH01、QTH02剖面碳酸盐矿物在A时段普遍存在，同时伴随着碎屑矿物的大量沉积(图 3)，说明在全新世早期，石羊河流域受夏季风影响，上游降水较多，终端湖猪野泽扩张，径流携带了流域沿途沉积物在终端湖沉积，使湖水离子浓度升高，碳酸盐类矿物易于沉淀；B时段，夏季风减弱，气候较早全新世更为干旱，湖泊开始退缩，湖水中各离子浓度进一步升高，碳酸盐类矿物含量达到全新世峰值。而在湖水离子浓度升高，碳酸盐类矿物大量析出沉淀的同时，入湖径流和降水对猪野泽的淡水补给并未明显减弱，所以除零星出现的硫酸盐类矿物外，QTH01、QTH02剖面未见其他盐类矿物；而在晚全新世(C时段)，气候极端干旱，流域降水减少，入湖径流显著减弱，沉积物以风成沉积为主，湖泊急剧退缩甚至干涸，碳酸盐类矿物含量迅速降低。此时沉积的碎屑矿物，应当是猪野泽周边巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠表层沉积物在风力搬运下就近沉积的结果[, ]。YC剖面碳酸盐含量相对较低，除在A时段初期含量略高外，其余层位含量绝大多数在5%以下，而QTH01、QTH02剖面零星存在的硫酸盐类矿物，却广泛存在，说明在全新世期间，盐池气候整体上较猪野泽更为干旱。在YC剖面底部，A时段初期，以方解石、白云石为主的碳酸盐类矿物和以石膏为主的硫酸盐类矿物均较好沉积，代表了晚冰期初期的相对干旱气候；晚冰期至早全新世，夏季风逐渐增强，湖泊扩张，湖水离子浓度下降，硫酸盐类矿物含量急剧降低；A时段晚期，即早、中全新世过渡期，湖泊开始退缩，硫酸盐类矿物含量重新升高；进入中全新世(B时段)，湖泊退缩明显，沉积物类型由原来的湖相沉积物转变为细粒泥沼相沉积物，但硫酸盐类矿物含量却有所下降。这是因为湖水离子浓度进一步升高，离子间的相互作用增强，会降低其有效浓度(即“盐效应”)，减少了离子间相互碰撞的机会[]，不利于石膏，无水芒硝等硫酸盐类矿物的形成。进入晚全新世，湖泊发育停滞，沉积物以现代风成沉积为主。YC剖面表层硫酸盐含量出现高值，同时出现了最高含量达39%的氯化物矿物。卤水系统中，硫酸盐类矿物石膏沉淀的卤水浓度是海水的5倍，而氯化物矿物岩盐沉淀时的卤水浓度更是达到海水的11~15倍[]，这样的盐类矿物组合指示了极端干旱的环境。
晚冰期以来，伴随着北半球大陆冰盖的迅速消退，格陵兰冰芯和Cariaco盆地的钻孔记录均指示了北大西洋地区温度升高的气候特征[, ]。亚洲夏季风的强弱与北半球强烈的太阳辐射密切相关，受低纬度轨道尺度太阳辐射变化和赤道复合带位置变化的综合作用[]，夏季日辐射在10 ka左右达到最大值[]，使亚洲夏季风迅速推进，季风区边界向西北扩张。同时，晚冰期以来的石笋记录，季风区湖泊记录和青藏高原区湖泊记录证明[, , , , , , , ]，夏季风在晚冰期开始增强，在早、中全新世期间依然强盛。中全新世之后，夏季太阳辐射强度减弱，季风区边界向东南迁移[]。而气候特征受西风带控制的区域，在进入全新世后，虽然西风环流被强烈的太阳日辐射增强，但由于高纬度地区仍然被冰盖覆盖，中纬度地区温度较低，大量冰盖融水注入北大西洋，温盐环流减弱[, ]，低SST抑制海面蒸发，本区干旱气候在早全新世并未改变，高海拔冰盖对太阳辐射响应的滞后效应是造成早全新世相对干旱的主要原因[]；随着高纬度地区冰盖消融、温度上升，北大西洋SST升高和区域气旋活动加强，这一区域中全新世有效湿度达到最大值[]。据此，Chen et al.[]根据亚洲内陆干旱区与季风区的湿度错位相变化，提出了千年尺度上全新世气候变化的西风模式和季风模式，已被全新世气候模拟和现代气候学研究所证实[, ]，西风带控制的干旱区与季风边缘区末次冰期以来湖泊沉积记录的气候变化过程也显示出类似差异[, ]。
猪野泽位于现代亚洲季风界限西北边缘区，QTH01、QTH02剖面盐类矿物含量变化指示的气候变化特征呈现明显的季风区特征，其中早全新世季风影响最为强烈，中、晚全新世逐步减弱。盐池地理位置处于猪野泽西北方向，YC剖面末次冰期和早全新世期间盐类矿物含量变化指示的气候特征同样具有季风区特征，呈现较为湿润的特点；但以石膏为主的硫酸盐类矿物在这一时期较好的沉淀情况，说明其受夏季风影响并不明显，夏季风强度较猪野泽明显减弱。而中、晚全新世YC剖面表现出湖泊强烈退缩，气候极端干旱的特征，说明随着夏季风的减弱，季风边界已不能延伸至此处；由于YC剖面同样位于西风带影响的东南边缘，西风对其气候变化过程影响较弱，携带的水汽很难到达，使得盐池地区这一时段气候特征与中亚干旱区湖泊全新世演化过程差异明显。因此，盐池流域晚冰期及早全新世气候变化特征受夏季风影响，说明季风边界在这一时期曾北扩至此，此后随着夏季风的减弱，西北部水汽输送边界在中、晚全新世退出盐池流域；而地理位置更偏东南的猪野泽，在整个全新世均受到夏季风水汽输送的影响，说明在全新世千年尺度，夏季风西北边界在盐池流域和石羊河流域之间存在变化，产生了南北向移动。
通过对亚洲季风西北边界地区不同位置的三个剖面进行盐类矿物时空变化对比研究，我们发现，QTH01、QTH02剖面盐类矿物以方解石、文石为主的碳酸盐为主，硫酸盐类矿物仅零星出现，而YC剖面硫酸盐类矿物含量相对较高，同时出现了氯化物型矿物，说明其全新世气候特征整体较猪野泽更为干旱。末次冰期和早全新，三个剖面受季风输送水汽影响明显，碳酸盐类矿物能较好沉积，季风边界在这一时期向北扩张，推进到祁连山中段地区；中全新世QTH01、QTH02剖面受夏季风影响减弱，湖泊退缩，碳酸盐类矿物含量达到峰值，YC剖面则表现出极端干旱的气候特征，硫酸盐类矿物因“盐效应”含量下降，此时夏季风西北部水汽输送边界位于石羊河流域和盐池流域之间；晚全新世盐池和猪野泽均以风成沉积为主，气候干旱，碳酸盐类矿物难以保存，硫酸盐和氯化物矿物含量出现高值，说明夏季风西北边界进一步向南迁移。本项研究证明，在全新世千年尺度下，夏季风西北边界在盐池流域和石羊河流域之间存在变化，这一事实对明确夏季风西北缘千年尺度季风变化机制，预测未来长尺度气候变化有重要意义。
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