西峰、洛川黄土碳酸盐根茎体碳同位素分布特征及古环境意义探讨

以往对于土壤碳酸盐根茎体(CR)的形态和碳同位素分析表明其具有纯的生物成因源的特征,被用于指示不同大陆的高分辨率气候变化.为此,本研究选取了位于黄土高原中部的西峰和洛川黄土-古土壤序列,分别采集65个和22个样品.通过湿筛法(80目)分离后,在显微镜下通过细针挑选出根茎体样品进行碳同位素(δ13CCR)的分析,并将结果与总有机质碳同位素(δ13CTOC)、总无机碳酸盐碳同位素(δ13CTIC)、总有机碳含量(TOC％)和磁化率(MS)等多指标进行对比分析.结果表明:西峰剖面的土壤碳酸盐根茎体δ13CCR值的变化范围为-8.6‰～-3.7‰,δ13CTOC值的变化范围为-23.68‰-19.47‰,δ13CTIC值的变化范围为-8.65‰～-4.95‰;洛川剖面的土壤δ13CCR值的变化范围为-8.30‰-3.58‰,δ13CTOC值的变化范围为-23.28‰～-18.72‰,δ13CTIC值的变化范围为-8.50‰ ～-3.78‰;两个剖面末次冰期以来的δ13CCR均没有完全响应MS,TOC和δ13CTOC的变化趋势,表现为在So呈现相反的变化趋势,在L1呈现相似的变化趋势;而与δ13CTIC值在冰期-间冰期尺度上呈现一致的变化趋势和幅度.该结果表明西峰、洛川剖面碳酸盐根茎体碳同位素类似于总无机碳酸盐碳同位素,其影响因素可能较为复杂(如碳酸盐的淋溶迁移、植被的影响、原生碳酸盐等复杂因素的影响),特别是淋滤深度的不确定性.因此,在独立使用黄土碳酸盐根茎体δ13CCR值来重建该地区的古植被(C4/C3)变化信息时要慎重.     

洛南黄土有机碳同位素组成及其与洛川、西峰黄土对比

以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明：  上白川剖面有机碳同位素( δ¹³C_org.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C₃植物为主的C₃和C₄混合草原植被类型;   从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C₄植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C₄/C₃植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C₄植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C₄植被相对比例及其增加幅度。     

不同时间尺度洛川塬地貌演化与侵蚀量估算

黄土高原降雨集中与黄土沉积松散等特性,使地表侵蚀严重.洛川塬作为黄土高原中部典型的地貌体,堆积了完整的第四纪黄土-古土壤序列,成为揭示我国乃至东亚第四纪环境演变的重要地质记录.另一方面,现在洛川塬遭受强烈侵蚀作用,沟谷密度大于2km/km2.对洛川塬地质时期侵蚀程度的定量认识有助于全面理解黄土高原堆积和侵蚀过程,进而定...     

中国黄土高原洛川剖面S5以来的孢粉学记录

中国黄土-古土壤序列记录了距今约2.6 Ma以来的环境变迁。孢粉作为恢复植被演替的敏感指标,被广泛用于古植被重建,但是针对高原中部地区长时间尺度植被演替历史的孢粉学研究还较缺乏。通过对黄土高原洛川剖面S5以来的黄土-古土壤序列开展较高分辨率的孢粉学工作,揭示出该区约0.6 Ma以来的植被演化历史。孢粉谱分析表明,洛川地区0.6 Ma以来以温带草原植被为主,不支持塬区历史时期存在大范围落叶阔叶林的观点。现代黄土高原缺少森林植被主要是由自然原因引起,因此塬区的现代生态恢复应以退耕还草为主。     

陇西黄土高原东南部地区末次冰期以来C3/C4植物相对丰度变化及其区域性剖面的对比研究

相对黄土高原东部地区而言,处于六盘山以西的陇西黄土高原,其末次冰期以来陆地生态系统中C3/C4植物相对丰度变化的研究,不仅已开展研究工作的剖面数量相对较少,所得到的结果也不如黄土高原东部地区那样一致.本文对陇西黄土高原东南部边缘区的张家川剖面末次冰期以来的黄土/古土壤地层进行总有机质碳同位素的分析测试,得到的结果表明该剖面全新世古土壤的总有机质碳同位素相对末次冰期马兰黄土更为偏正,这一结果与黄土高原东部地区数个剖面的研究结果是一致的,表明该区域末次冰期向全新世转化过程中,C4植物相对丰度有一定程度的上升.进一步将张家川剖面的研究结果与陇西黄土高原其他几个研究剖面进行了对比,发现陇西黄土高原末次冰期以来陆地生态系统中C3/C4植物相对丰度变化情况要比黄土高原东部地区更加复杂,很可能在该区域内部还存在一些地区之间的差异,该区域东部和南部地区全新世相对于末次冰期C4植物相对丰度有一定程度的增加,而该区域西北部地区则很可能末次冰期至全新世都以C3植物占绝对优势.由于大量现代C3植物的研究结果表明,其碳同位素组成的变化主要响应于降水量的变化,因此,来源于C3植物为绝对优势植被的黄土有机质碳同位素很可能是一个潜在的古降水量的指示器,陇西黄土高原黄土/古土壤序列的有机碳同位素研究还值得进一步加强.     

末次间冰期以来黄土古土壤容重特征

通过洛川剖面和白草塬剖面末次间冰期以来黄土古土壤容重序列的建立,对比磁化率、粒度及深海氧同位素分析发现,六盘山东西两侧不同气候区黄土古土壤具有不同的容重值,其成因亦不同。六盘山以东半湿润半干旱气候区黄土古土壤容重值受成壤作用影响,主要由夏季风控制;而六盘山以西半干旱气候区容重值受沉积物粒度影响,主要受冬季风控制。并且在空间上自黄土高原西北向东南容重值呈变大趋势。     

黄土高原风尘序列的碳酸盐成因及其风化过程

碳酸盐是黄土高原风尘序列的主要组成部分,其含量与原生碳酸盐溶解、再沉淀,以及含钙硅酸盐化学风化强度等密切相关。碳酸盐在表生环境下极易移动,且其迁移变化受大气降水、温度等古气候所制约,因此黄土次生碳酸盐记录了古气候的重要信息。甘肃西峰赵家川剖面碳酸盐含量、磁化率的系统测定和风尘序列地质特征研究表明,在整个剖面中,碳酸盐含量和磁化率曲线呈显著的负相关,并从剖面上部到红粘土底部,碳酸盐含量有增加趋势。黄土、古土壤和红粘土沉积分别处在不同风化阶段:黄土化学风化最弱,处于钙质残积阶段,古土壤处于强烈钙质淋溶阶段和硅铝残积阶段,红粘土化学风化最强烈,处于硅铝残积阶段或红土化阶段;不同的化学风化阶段古气候性质有别。     

干旱化对成土碳酸盐碳同位素组成的影响

土壤碳酸盐的碳同位素组成可以作为古环境变化的指标.本文对黄土高原地区S1以来成土碳酸盐和红粘土中碳酸盐的碳同位素进行了研究.根据渭南、吉县、长武和会宁4个剖面末次间冰期以来土壤碳酸盐的碳同位素分析结果,探讨了不同气候条件下成土碳酸盐碳同位素组成的特征及其环境意义,指出气候的干湿程度可能是影响黄土地区成土碳酸盐δ13C值的主要原因;西峰红粘土序列碳酸盐的碳同位素记录表明,δ13C值在4.0Ma B.P.前后有一个明显增加的趋势,反映了我国西北地区上新世干旱化的发展,可能与青藏高原在这一时期发生较大规模的隆升有关.     

中国半干旱-湿润区末次间冰期以来黄土有机碳同位素特征与植被变化

对比研究中国半干旱-湿润气候区的黄土有机碳同位素(δ13CTOC)变化的控制因素及其所揭示的植被演替过程,能够为认识这些地区植被变化规律提供新的依据.迄今,秦岭以南亚热带地区土壤δ13CTOC与植被和气候之间的关系及其与黄土高原地区的联系还不清楚.本研究选取末次间冰期以来黄土高原的镇北台、西峰、洛川,以及秦岭地区的洛宁和长江下游的镇江等5个代表性黄土剖面,对其δ13CTOC进行对比分析.结果表明,湿润区黄土δ13CTOC在间冰期偏正,在冰期偏负,可以反映季风强度的变化.末次间冰期以来湿润气候条件下黄土沉积区的植被是以C4草本为主的C4/C3混合的草地.温度满足一定条件后,季风降水变化可能是控制半湿润-湿润区黄土沉积上覆C3/C4植物丰度变化的主要因素.     

河南邙山晚更新世黄土的环境记录

数十年来,黄土高原的古环境研究受到了高度重视并取得重大进展,但对其东南部的研究却相对较薄弱。位于黄土高原东南边缘的邙山塬因受气候、构造等营力的交互作用而发育巨厚的黄土地层,记录了东亚古环境演变的详细信息。笔者近年来对邙山黄土地层进行了深入研究,以黄土高原经典的洛川剖面为参照,对位于河南省荥阳市北邙乡刘沟村的赵下峪剖面进行了详细划分。邙山黄土S10以上黄土-古土壤序列,总厚度达172.1m,其中末次间冰期S1古土壤厚15.7m,末次冰期L1黄土厚77.3m,是由早冰阶L1LL1黄土、间冰阶L1SS1古土壤和晚冰阶L1LL2黄土组成的复合黄土     

特殊剖面在陷落柱研究中的应用

本文探讨了陷落柱在地震三瞬(瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位)剖面和拟层速度(GLOG)剖面上的反映特征,以及利用特征剖面研究陷落柱要素的方法,并指出,利用地震特殊处理剖面结合常规时间剖面识别陷落柱、研究陷落柱的特征是可能的。      

东南沿海地震活动特征量

1970年以来,东南沿海地区经历了上世纪末以来明显的第Ⅴ活跃幕(或轮回)平静和活跃时段,本文通过分析研究这两个时段地震活动在时空强上的差异性,定量提取其活动演化过程参量,为该区未来地震活动期判定提供相对定量的参考依据。     

蓟县中上元古界典型剖面锶同位素组成特征及其地层意义

笔者在地矿部同位素开放研究实验室资助下，对长城系、蓟县系、青白口系等各系界线及各地层组之间，进行了锶同位素组成测定，并探讨地层剖面系级之间及层内87Sr/86Sr 同位素组成可能的变化及其地层意义。为追朔地层形成时间和演化历史，乃至为全球元古宙地层划分对比提供新的依据，填被我国在锶同位素地层学研究领导域的空白。     

显微镜光片和薄片微机分析系统

显微镜光片和薄片微机分析系统不经任何中间图像转换,直接将显微镜图像数字化并同时送入计算机处理,它既能发挥专家对图像(物相)鉴别的智慧,又能发挥计算机高速数据处理的优势,使二者充分交互,达到最佳匹配。是目前高速度、大规模、多学科处理显微镜测量数据较理想的系统。     

利用相干属性剖面特征进行层位解释

利用相干属性的平面特征进行断层识别及沉积特征识别,已得到了较为广泛的应用,而相干属性的剖面特征却常常受到忽略。我们的研究表明,除平面特征外,相干属性的剖面特征往往能提供关于地质构造和沉积特征的更加精细的信息,特别是可以直接利用相干属性剖面进行层位追踪解释。而且在利用相干属性剖面特征进行层位解释时,具有层位追踪准确,分辨率高等优点。这里提出利用相干体属性的剖面特征进行层位追踪解释的方法,并通过对比利用振幅剖面特征进行层位解释的方法步骤,探讨总结了利用相干剖面进行层位追踪解释的优缺点,以及利用相干属性剖面进行层位追踪解释的方法步骤和工作流程,为层位的追踪解释提供了另一种可选择的方法,这种方法在实际应用中也取得了良好的效果。     

顺层边坡溃层问题的计算方法

本文根据压杆稳定计算的基本理论，结合顺层以溃层破坏的具体情况，提出来考虑向力作用下的边坡失稳计算理论和方法，并分析了一个实例。     

云南罗平大凹子与上石坎剖面牙形类动物群研究进展

从大凹子剖面118件样品和上石坎剖面78件样品的系统研究中获得了丰富的牙形石标本,特征分子为Nicoraella kockeli Ni.germanicus,同时还获得了众多未能鉴定到种的片形分子Nicoraella sp.,Neospathodus sp.,以及大量的枝形分子,Cornudina? latidentata,Cornudina tortilis,Xaniognathus sp.,Hibbardellasp.,Cypridodella of.delicatula,Cypridodella cf.conflexa,Enantiognathus ziegler,Enantiognathus incurvus,Enantiognathus latus,Neohindeodella triassica,Hindeodella bogschi.对这些可识别到种级别的分子进行了鉴定描述,大凹子与上石坎剖面中获得的牙形石分子Nicoraella kockeli指示出罗平生物群的时代为Anisian期的Pelsonian亚期.     

地质构造的物理平衡剖面法

为了使平衡剖面法具普遍性,在经典的几何平衡剖面法３原则基础上提出了物理平衡剖面法．该法的核心是岩层层面法线不变原则和变形匹配原则,兼顾了岩石变形的物理属性和几何属性．理论分析与实践结果表明,该法不仅可提高地质构造剖面的还原精度,而且可以简化地质分析,降低人为误差,提高自动化程度,更适合于大尺度、多期次构造变形剖面恢复．     

浅谈GPS在地质剖面测量中的应用及地质剖面绘制中的便捷方法

为提高森林沼泽景观浅覆盖区地质剖面测量的精度和效率,本文以黑龙江省呼玛县早侏罗世正长花岗岩剖面测量为例,探讨利用GPS测量技术进行地质剖面测量的方法和流程。结果表明,利用GPS工具,通过室内数据准备-野外GPS数据采集-室内数据处理-剖面图的生成等流程,并结合SECTION软件及EXCEL软件,可以避免视野通透性差、测量路线障碍物多、地形复杂等许多不利因素,以较小的误差较快的速度实现地质剖面测量。     

AVO纵横波反演

作者在本文介绍了，利用地震资料AVO纵横波分离（加权叠加）技术求出的纵波剖面、横波剖面，再进行模拟退火反演而求出的纵波速度（Vp)、横波速度（Vs)、密度（d)、拉梅常数（λ）、剪切模量（μ）、流体压力（Pf)及泊松比（σ）等参数的一项实用AVO油气预测技术。