晚新生代东亚季风气候演化是古气候研究的热点，东亚大陆边缘及毗邻区的沉积盆地是开展季风演化特征及机制研究的理想场所。中国黄土沉积和南海海洋记录在研究上新世-更新世气候变化方面取得了系列重要成果，但由于不同代用指标对温度和降水变化的敏感性差异，目前对于东亚季风长期演化趋势的认识仍存在争议。黄土磁化率、有机碳同位素及碳酸盐含量等证据揭示东亚夏季风自晚上新世以来呈现阶段性增强（∼2.7 Ma、∼1.2 Ma、∼0.6 Ma），而沙漠扩张、化学风化和孢粉记录则表明更新世以来逐渐减弱的长期趋势。因此，选择指示意义明确的代用指标并加强不同沉积体系的记录对比是推进相关研究的迫切需要。

基于此，中国科学院地球环境研究所黄土与气候变化团队联合中国地质科学院水文地质与环境地质研究所等单位以豫东盆地郑州市内两套约3.5 Ma跨度的河流沉积物为研究对象（图1），通过高分辨率元素地球化学分析（XRF）重建了豫东盆地晚上新世以来气候变化历史。

图1 钻孔地层、年代及沉积相组成

结果表明，大型河流下游沉积盆地的河流沉积序列具有重建高分辨气候变化历史的潜力。对XRF元素扫描获取的10种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，与水动力变化关系密切，进而可以指示季风降雨的周期性变化；第二主成分（PC2）包含Ca、Sr、Ba反映温度-降雨诱导的干湿条件变化，同时这些推断得到了元素比值（Ti/K、Ca/K）的有力支持。本研究最终揭示出豫东盆地晚上新世以来三阶段气候变化模式，自相对湿润的晚上新世（3.5 Ma -2.8 Ma）过渡至较为干旱的早更新世（2.8 Ma – 0.9 Ma），并在0.9 Ma以来干旱条件得到逐渐改善（图2）,进而指出这一气候变化过程受到东亚夏季风阶段性演化的控制。

图2 钻孔地球化学指标与区域黄土及海相沉积记录的对比

这项研究首次在豫东盆地建立了具有可靠年代框架的高分辨率元素地球化学记录，为理解晚新生代东亚季风演化提供了新的线索。该成果近期发表在国际地学期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上，研究工作得到了中国科学院先导项目（No. XDB40000000）、国家自然科学基金（No.41602273）、中国地质调查局项目（No. DD20211309）的共同资助。

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