多瑙河下游盆地最西缘黄土物源研究：基于Velika Vrbica河风沉积剖面的地球化学证据

本研究针对多瑙河盆地西部边缘黄土物源争议问题，通过Velika Vrbica河-风交互沉积剖面的地球化学分析，创新性提出路径遵循系数（PAC）统计参数，结合Zr/Al2O3和TiO2/Al2O3比值证实黄土细粒组分具有远源（喀尔巴阡山脉）与近源（多瑙河冲积物）双重物源特征，为重建古大气环流系统提供新证据。论文发表于《Quaternary International》。

　　

多瑙河盆地保存着欧洲最完整的黄土记录，其物源争议持续半个世纪。传统观点认为多瑙河冲积物是主要物源，但近年研究揭示喀尔巴阡山脉等非冰川区也可能贡献重要物质。解决这一争议对理解冰期-间冰期旋回中的风尘传输机制、古大气环流模式及区域沉积系统演化具有关键意义。

研究团队选择多瑙河下游盆地最西缘的Velika Vrbica剖面开展工作，该剖面包含2.7米厚的河流沉积和11.2米厚的黄土-古土壤序列（LPS），通过光释光测年（OSL）确定河流沉积形成于海洋同位素阶段（MIS）6，上覆黄土则连续记录从MIS6晚期至今的环境变化。

关键技术包括：1）采用红外后红外释光（pIRIR₂₉₀）和石英OSL对比验证沉积物晒退程度；2）X射线荧光光谱（XRF）分析12种元素含量；3）创新性提出路径遵循系数（PAC）统计参数，结合R²值筛选不受风化和粒度分选影响的元素比值；4）主成分分析（PCA）解析地球化学数据集。

【4.1 岩性与土壤地层学】

剖面揭示完整的沉积序列：底部MIS6河流砂层（含爬升波纹层理）→MIS5的S1古土壤复合体（2.3米，含4层腐殖质层）→MIS4-2的L1黄土（7.85米，含L1SS1间冰阶土壤）→顶部全新世S0土壤。L1LL1亚单元中的风成砂层（1.1米厚）是末次盛冰期后干旱事件的标志。

【4.2 河流沉积层释光测年】

通过对比pIRIR₂₉₀/OSL年龄比值（1.06-2.05）验证样品晒退充分性，确认河流沉积形成于MIS6（177-162ka），为上部黄土序列提供年代锚点。

【4.3 地球化学特征】

PCA分析显示PC1（46%方差）受控于Al₂O₃、Fe₂O₃等细粒组分元素。创新性发现：①Zr/Al₂O₃（PAC_f=0.99）和TiO₂/Al₂O₃（PAC_f=1.00）是可靠物源指标；②黄土Zr含量显著高于河流沉积（差值达40%），证实喀尔巴阡山脉物源贡献；③风成砂层元素比值与多瑙河冲积物高度吻合，反映末次冰盛期近源物质主导。

讨论部分指出三大发现：1）首次在 Danube盆地西部证实黄土具有"二元物源"特征——细粒组分（<20μm）来自远距离传输（含喀尔巴阡山脉物质），而砂级颗粒（MIS2风成砂）则源于本地多瑙河冲积物；2）建立PAC统计模型，为沉积物物源研究提供新方法论；3）MIS4时期（L1LL2亚单元）多瑙河物源比例骤增，反映极端干旱事件导致植被覆盖下降，河滩物质可及性增强。这些发现不仅完善了对 Danube黄土系统的认识，还为重建欧亚大陆粉尘传输路径与古季风演化提供了关键节点数据。

研究结论强调：多瑙河冲积物自MIS6以来物源稳定，但黄土沉积过程存在显著时空异质性。远源物质贡献程度与气候条件密切关联——暖湿期（如MIS5）喀尔巴阡山脉物质通量增加，而冷干期（如MIS2）本地河滩砂占比升高。该成果为理解不同时间尺度下风尘系统响应气候变化的机制提供了典型范例。