中新世以来六盘山邻区黄土-红粘土成土碳酸盐碳氧同位素记录及其对C4植物早期扩张的指示

晚新生代C4植物扩张是地球环境-生态系统演化的重要事件,重建C4植物地质演化历史是认识新生代地球气候变化、全球植被演化和大气CO2演化历史及区域陆地生态系统转变模式的关键环节。通过最近20多年来对全球不同区域地质剖面中的植物化石、动物牙釉质及成土碳酸盐碳同位素等的分析,研究者认识到晚新生代C4植物在全球成规模出现和扩张过程并不同时,不同记录反映的C4扩张信号有所不同,目前对C4植物扩张的全球格局还不明晰。亚洲季风区C4植物扩张历史是理解全球C4植物地质演化过程和机制的重要方面。南亚地质记录揭示的C4植物扩张过程表现为8～4Ma前后的迁跃式转折,黄土高原已有研究揭示在约6Ma,3Ma前后及1Ma之后各有一个δ13CSC高值出现,在7～4Ma期间成土碳酸盐δ13CSC呈现自北向南变轻的格局,表明在晚中新世到上新世早期黄土高原C4植物出现从北到南的扩张过程。对于黄土高原C4植物在更早时期的演化扩张过程,目前限于记录尚不明晰。在此,本文通过分析六盘山邻区的平凉白水黄土-红粘土和庄浪红粘土剖面,获得成土碳酸盐碳同位素记录,揭示出C4植物在黄土高原扩张时间至少可以下推到中新世早期（约20Ma）,C4植物比率在中新世变化于15%～40%之间。这一结果为拓展我们对C4植物在黄土高原乃至东亚季风区早期演化历史的认识提供了新证据。