黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比--红粘土风成成因的新证据

对黄土高原具有代表意义四个剖面的晚第三纪红粘土样品进行了粒度分析,并将结果与典型风成黄土古土壤样品的粒度特征进行详细对比,得到红粘土是风成成因的沉积学证据。结果表明,黄土高原红粘土与其上覆第四纪古土壤形成环境相似,红粘土是在相对于黄土堆积搬运风动力变幅小的条件下沉积的,在沉积之后受到较强的风化成壤改造作用。     

黄土高原红粘土成因及上新世北方干旱化问题

本文通过对黄土高原第三纪红粘土的野外观察，以及沉积学和地球化学分析，得到能证明红粘土为风成沉积的新证据。另外，佳县红粘土沉积的土壤学特征表明，上新世时期的东亚夏季风强度总体强于第四纪。     

黄土原高红粘土成因及上新世北方干旱化问题

本文通过对黄土高原第三纪红粘土的野外观察，以及沉积学和地球化学分析，得到能证明红粘土为风成沉积的新证据。另外，佳县红粘土沉积的土这特征表明，上新世明期的东亚夏季风强度总体强于第四纪。     

中国黄土高原红粘土环境磁学研究进展

黄土高原地区的红粘土沉积序列蕴含着晚新生代气候变化和高原隆升的信息.最近的研究表明,红粘土与上覆的黄土-古土壤序列具有相似的磁学性质,用环境磁学的方法可以成功地提取红粘土中的古环境、古气候信息.文章评述了近年来红粘土环境磁学研究所取得的一系列进展,对黄土高原红粘土的磁学性质、磁学参数的古环境意义以及红粘土磁化率所记录的米兰科维奇气候周期和东亚夏季风的演化历史等问题进行了回顾和讨论.     

内蒙古准格尔旗红粘土序列的成因、年代及其古气候意义

文章对内蒙古准格尔旗红粘土沉积进行了粒度和磁性地层研究.粒度分析表明,该红粘土序列的粒度分布特征与灵台、泾川剖面的第四纪古土壤、新近纪红粘土十分类似,结合野外观察基本可以确认其风成成因.磁性地层和碳同位素地层研究表明,准格尔旗剖面古地磁极性序列可与标准极性柱C3n.1r～C3An.2n极性段相对应,根据沉积速率外推,其沉积时代为4.13～6.61Ma.该剖面是迄今为止有年龄报道的纬度最高的红粘土沉积,表明黄土高原主体地区红粘土的北界至少在现代毛乌素沙漠以北,其分布北界比黄土更靠北.空间粒度对比表明,红粘土的空间粒度分异远远小于第四纪黄土-古土壤序列,表明新近纪粉尘沉积区至源区的距离远大于第四纪时期.     

基于U Pb定年和单颗粒锆石粒径分析示踪 中国黄土高原黄土和红粘土物源

中国黄土高原的风成沉积蕴含着丰富的大陆古气候和大气环流变化信息,但关于黄土和红粘土物源是否有变化目前仍存在着争论。近些年,锆石的LA-ICP-MS定年被广泛用于追踪沉积物来源,本文把碎屑锆石的UPb定年运用到红粘土中,并结合前人的数据和碎屑锆石粒径分析对黄土和红粘土物源进行了重新的讨论,认为黄土高原黄土碎屑锆石主要来源于黄土高原北部戈壁沙漠和附近的沙漠,极少量锆石来源于青藏高原北部,而不是主要来源于青藏高原北部和柴达木盆地,红粘土的锆石物源受近缘的基岩影响较大,朝那6.2~3.6Ma红粘土锆石碎屑部分来源于附近的六盘山。而且在0.12 Ma、0.86 Ma、1.25 Ma之间,黄土碎屑锆石物源较稳定,存在少量变化,在2.6 Ma和3.6 Ma前后,黄土、红粘土碎屑锆石物源存在明显变化,这可能和全球变冷导致近地面冬季风增强有关。     

黄河中游新第三纪晚期红粘土的成因类型

地层结构、岩石组合、物质组成特点及化石埋藏状态等资料分析表明,新第三纪晚期红层成因类型多样,但以风积粉尘堆积为主,特殊的形成方式导致了红粘土组成的均一性。地层微结构研究显示红粘土沉积后经历了强烈的土壤化作用。地层所记录的成因信息和古气候信息与第四纪黄土—古土壤的类似,暗喻了二者间的继承性,红粘土成因的初步研究表明我国黄土高原区内的粉尘堆积有可能始于新第三纪中新世晚期。     

六盘山东麓朝那剖面红粘土-年代及其构造意义

黄土高原地区黄土之下的红粘土的年代和形成可为六盘山隆起、鄂尔多斯夷平面解 体以及青藏高原隆升等构造事件提供重要证据。六盘山东麓厚达303m的朝那黄土-红粘土剖面的磁性年代地层学表明：朝那红粘土开始堆积于8．1MaB．P．,是目前黄土高原上发现的最老的红粘土。8.1MaB.P．前后一次强烈构造运动使得鄂尔多斯夷平面解体,相对下沉地区接受红粘土沉积,六盘山地区开始隆起,这可能与青藏高原强烈的构造抬升事件有关。     

黄土高原新近纪红粘土粒度特征及环境意义

黄土高原红粘土的风成成因已得到一致的认可，目前发现最早的红粘土出现在渐新世末中新世初，表明古近纪末中国西北内陆地区干旱化环境就已形成。黄土高原红粘土的粒度特征显示自北而南平均粒径逐渐减小，表明了初始的季风系统已经建立，冬季风对风尘物质的传输具有重要作用。红粘土的粒度分布曲线显示其有两个组分组成，其中粗粒（>20μm）代表了近地面风（冬季风）传输部分，而细粒（<5μm）代表了高空西风传输部分，粒度组成特征很好地记录了大气环流的发展变化。自渐新世末，六盘山以西的红粘土显示在21.3～20.2 Ma、16.0～13.3 Ma和8.7～6.9 Ma三个时期平均粒径增大，沉积速率升高，其可能与全球变冷和青藏高原阶段性隆升有关，其中8.7～6.9 Ma主要受全球变冷控制。而六盘山以东的红粘土剖面，粒度变化特征显示在7.6～6.2 Ma，或至5.4 Ma粒径都较粗，表明冬季风较强；之后至3.6 Ma平均粒径较细，沉积速率较低，指示了冬季风发育较弱，为气候环境较好的阶段；从3.6～2.6 Ma，大多数剖面都显示平均粒径增大，沉积速率增加，冬夏季风同时增强，进入向第四纪冰期过渡的阶段。北极冰...     

黄土高原风成沉积物磁化率各向异性研究

中国黄土高原粉尘堆积以往注重从物源区携带粉尘的古风向,对粉尘沉积→固结期的古风向缺乏研究.本文评述了近年来应用黄土高原黄土、红粘土磁化率各向异性研究古季风风向变迁所取得的一些重要进展并指出磁化率各向异性最大轴和最小轴的方位和倾伏均与沉积→固结期风向变化密切相关.黄土磁组构结果与利用各种统计方法计算出的古风向在多个剖面与现代夏季风方向相似,由此推论黄土是冬季风带来的沙尘在经历夏季风携带的降雨洗礼后才固结而成.而在黄土之下的红粘土地层中的初步研究发现磁组构显示明显的西风带沉积特征,指出这一现象将在今后研究中继续深入探讨.     

3Ma以来黄土高原朝那黄土-红粘土序列赤铁矿记录及其古气候意义

土壤和前期研究表明黄土-红粘土序列的赤铁矿含量与环境密切相关,对气候的干湿变化非常敏感,气候越湿热,赤铁矿含量越高.本文研究表明黄土-红粘土样品漫反射光谱一阶导数曲线在555～575nm间的峰面积作为赤铁矿指数可以客观有效地指示赤铁矿含量的高低.通过黄土高原朝那剖面红粘土-黄土序列的系统漫反射光谱分析,建立了3Ma以来黄土高原赤铁矿含量变化记录,揭示赤铁矿含量在约2.5Ma,1.5Ma,0.6Ma和0.15Ma显著阶段性减小,指示了黄土高原阶段性变冷干的演化历史.     

中国东部中新世风尘沉积的发现及其研究意义

黄土高原红粘土古气候与古环境研究取得巨大进展。已知最老的红粘土时代达到22 Ma，在亚洲晚新生代环境演变研究，特别是在指示亚洲内陆干旱荒漠化、高原隆升的环境效应等方面有重要意义。结合野外实地调查和室内粒度、磁化率、扫描电镜和地球化学实验分析结果，对南京附近灵岩山剖面的沉积特征与风尘沉积证据进行了探讨。在灵岩山剖面玄武岩下覆的松散沉积层中有厚度超过4 m的风尘沉积层，时代在12 Ma以前，为迄今中国东部发现的新生代最老的风尘沉积物，是中新世季风气候出现之后的产物，推测与秦安红土剖面记录的15～13 Ma快速强烈粉尘沉积阶段一致，并和南极冰盖15 Ma开始扩大造成的全球降温事件有关联。     

黄土高原晚上新世红粘土粒度的空间变化

对黄土高原由北到南 6个地点的晚上新世红粘土样品进行了常规粒度测量和化学提取的石英样的粒度测量。红粘土全样和石英样的平均粒径由偏北到南逐渐变细,粗颗粒含量也逐渐减少,表明红粘土可能是由偏北低空风而不是高空风搬运而来的。 3.6～ 2.6MaBP红粘土粒度与其上覆风成黄土粒度的空间变化具有可比性,但变化幅度较小.     

六盘山东西两侧红粘土沉积起源年代差异原因初探

红粘土被认为类似于黄土,也是风成沉积。六盘山东侧红粘土底部沉积年龄主要集中于8Ma左右,而西侧底部最老沉积年龄主要在25~22Ma。通过综合分析红粘土的物源,青藏高原的隆升以及亚洲内陆干旱原因等方面认为:1亚洲内陆晚渐新世—早中新世的干旱主要是青藏高原的隆升阻挡了西南气流的深入和副特提斯海向西退出造成下风向区水汽来源减少而形成。2六盘山以西红粘土的沉积主要是在西风绕流和狭管效应作用下形成。以东没有沉积底界年龄为25~22Ma的红粘土可能是那个时间段冬季风势力较弱,且受沿途山脉以及山地地区西风的阻挡,所以无法携带风尘沉积物在六盘山以东沉积。8Ma左右红粘土在六盘山以东的沉积说明冬季风势力增强,穿过了西风在山地地区的阻挡形成之。38Ma左右冬季风穿过西风在山地的阻挡携带红粘土到六盘山以东,说明蒙古西伯利亚高压已经大大增强,当时的沉积范围已与现在相当,显示环流系统接近现在的特征。同时根据青藏高原与蒙古西伯利亚高压的关系,结合青藏高原构造运动证据,8Ma左右青藏高原的强烈隆升可能对亚洲季风的演化具有重要的意义。     

泾川晚第三纪红粘土的磁性地层及其与灵台剖面的对比

本文对甘肃泾川的一套325m厚的黄土-红粘土序列进行了沉积学和磁性地层学研 究。泾川剖面红粘土序列的粘度特征表明,其与上覆黄土一样同为风成成因。古地磁测量结果确定该剖面的底界年龄约为8．0MaB．P．。根据野外观察,可以将泾川剖面红粘土序列从顶到底划分为6套地层。与泾川剖面相比,灵台红粘土序列保存了上部的5套地层。泾川和灵台两个红粘土剖面的地层对比表明,中国北方晚中新世以来的红粘土沉积是基本连续的。     

8Ma以来黄土高原风尘堆积的物源变化与上地壳演化的关系

第三纪的红粘土和第四纪黄土同为风成沉积,二者是否有相同的物质来源?长尺度风尘的加积与上地壳演化之间有怎样的联系?二者均是非常重要的科学问题.由于Sr, Nd同位素可以有效示踪沉积岩的物质来源,我们近年研究了8Ma以来黄土高原泾川剖面红粘土-黄土序列《20靘的细粒硅酸盐组分的Sr, Nd同位素变化.结果表明:1)黄土高原的黄土与北太平洋中部的硅酸盐组分的Nd同位素组成非常接近,二者应在一定程度上具有相似的物质来源,即来自蒙古国南部及中国境内的戈壁、沙漠地区,所不同的是前者由近地面风搬运,而后者为远距离输送的风尘;2)Sr同位素在8.00～2.58Ma期间呈现略为增加的趋势,应当与红粘土的来源物质经受了较长时间的化学风化有关,而Sr同位素自2.58Ma以来的显著降低趋势与第四纪时期黄土-古土壤的物质来源和第三纪红粘土不同有关,新构造运动使更多相对年轻的造山带褶皱成山,第四纪冰期来临使更多高海拔的年轻造山带遭受剥蚀而成为黄土的来源物质,这是导致黄土、红粘土物源不同的重要原因.     

中国北方上新世晚期-更新世早期风成沉积物磁化率各向异性初探

前人对中国黄土高原晚更新世黄土沉积物的磁化率各向异性的研究表明,磁化率椭球体最大轴(Kmax)偏角的方向能够指示黄土沉积时期的搬运动力方向,即古风向,并可以通过这种途径进行古季风的重建.本研究试图通过对中国黄土高原晚上新世-早更新世转折时期的风成沉积磁化率各向异性研究进一步检验其在古风向重建方面的应用潜力.选择分别地处黄土高原中部、南部和东部地区的灵台、渭南和保德3个剖面,对红粘土向黄土过渡时期4个不同地层单元古土壤层(S32)、黄土层(L33)、过渡层(TU)以及红粘土沉积(RC)的样品进行了磁化率各向异性测量,结果表明磁线理L值很小,而磁面理F较为发育,这与前人对晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果一致;同时,4个不同地层单元的磁面理F、各向异性度P和形状因子T在3个剖面上均表现出随土壤发育程度增强而减小的变化趋势,说明后期的成壤作用能够不同程度地降低磁面理、磁化率各向异性度以及形状因子的大小.与前人对于晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果不同的是3个剖面的S32,L33,TU以及RC的Kmax的偏角似乎并不能反映出当时的搬运动力方向,即古风向,而长期的压实作用以及不同程度的后期土壤化作用是造成这一时期黄土和红粘土沉积物磁化率各向异性最大轴偏角方向未能反映出当时搬运动力方向(古风向)的原因之一.     

风尘堆积物中石英颗粒表面微结构特征及其沉积学指示

通过对黄土-沙漠交接带的定边县、黄土高原中部偏南的灵台县表土样品及甘肃灵台剖面不同层位的黄土-古土壤-红粘土样品中石英颗粒的形态特征及表面微结构的观察测试,结果表明红粘土、古土壤及灵台表土原样中石英颗粒表面具有较丰富的次生硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,指示了碎屑石英在沉积之后,由于适宜的温湿气候条件而经历了较强烈的风化成壤改造作用;而定边县表土样及上粉沙层(L9)土样中的石英颗粒表面干净,具有较多的撞击浅坑等风力搬运痕迹。经过双氧水和盐酸清洗过后的石英颗粒的形态特征及表面微结构非常清晰,多为次棱角至次圆状,均具有较丰富的撞击麻点和浅坑,少数样品可见裂纹分布,说明红粘土和上覆的黄土和古土壤一样,主要为风力搬运堆积;但红粘土样中石英颗粒表面所具有的丰富硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,似乎暗示了晚第三纪沉积气候环境显著不同于第四纪的冷干、暖湿气候组合演化格局。     

黄土高原黄土和红粘土~(10)Be地球化学特征

充分认识元素和同位素在不同环境条件下的地球化学行为,是运用元素和同位素示踪环境变化的前提。对来自于黄土高原的黄土、古土壤和红粘土样品的宇宙成因核素10Be测量和化学成分分析,以及各种化学淋溶实验表明：10Be主要以吸附状态赋存于粉尘沉积物粘粒矿物的表面,部分已结合进自生的粘土矿物中;在粉尘沉积物风化过程中10BC与9Be和Al的活动性相似,基本没有发生迁移,其原因是连续沉积的粉尘含有大量的碱性物质,阻止了10Be的解吸附和淋滤;沉积和风化作用导致了10Be浓度与化学指标在黄土－古土壤和红粘土剖面中的协同变化。     

三门峡地区黄土与古季风

位于黄土高原东南缘的三门峡黄土地层,以陕县张汴乡村剖面为其典型代表。厚度１５３ｍ的曹村剖面由上部厚１４５ｍ的黄土地层和下伏红粘土沉积组成,黄土地层为Ｌ１－Ｌ３３的连续风尘沉积。磁性地层研究显示：Ｂ／Ｍ界线位于Ｌ７下部,Ｊ事件位于Ｓ１１／Ｓ１２,Ｏ事件位于Ｌ２３－Ｌ２６,Ｍ／Ｇ界线位于黄土与红粘土界线之上２０ｃｍ处。古季风代用指标的磁化率、碳酸盐及〉３０μｍ的粒度组分均显示了约２．６Ｍａ以来季风变迁