南极鲍威尔海盆D4-9柱样古地磁及磁组构特征

为了探讨中更新世以来南极半岛东北部鲍威尔海盆沉积环境气候演变及古流向特征,对采自南极半岛东北部鲍威尔海盆内一根3m长柱样进行了古地磁和磁组构参数测试和特征分析。结果表明：1）该柱样在2.73m处为布容正极性与松山反极性期的界线,由此推算出在距今780ka到现代该区域沉积速率较低,约为0.35cm/ka。2）中更新世以来该区域共出现过5次暖沉积事件,并且在暖期事件中存在3次明显的冷期气候波动事件。3）该区域在暖期古流向方向不明显,水流方向变化频繁,而在暖期之间的过渡时期,古流向以近似南北向为主。     

南极半岛鲍威尔海盆D4-9柱样古地磁及磁组构特征

为了探讨中更新世以来南极半岛东北部鲍威尔海盆沉积环境气候演变及古流向特征,对采自南极半岛东北部鲍威尔海盆内一根3 m长的柱样进行了古地磁和磁组构参数测试和特征分析。结果表明:(1)该柱样在2.73 m处为布容正极性与松山反极性期的界线,由此推算出在距今780 ka到现代该区域沉积速率较低,约为0.35 cm·ka-1;(2)中更新世以来该区域共出现过5次暖沉积事件,并且在暖期事件中存在3次明显的冷期气候波动事件;(3)该区域在暖期古流向方向不明显,水流方向变化频繁,而在暖期之间的过渡时期,古流向以近似南北向为主。     

北极区域构造对沉积盆地演化的控制作用

北极地区众多沉积盆地的演化受控于漫长地质历史过程中的复杂区域构造作用。利用环北极编图计划重力、磁力资料对现今北极基底构造格局进行识别,并将其与沉积盆地空间分布进行叠合,在综述北极主要沉积盆地演化序列事件基础上,归纳出三类对北极沉积盆地演化起主控作用的区域构造因素,包括:(1)后造山伸展垮塌;(2)地体增生前陆收缩;(3)洋盆扩张作用。此三类区域构造作用之后的构造事件对盆地的重塑力有限,使盆地性质大致得以延续。新元古代至显生宙时期,劳伦、波罗的、西伯利亚古陆相继碰撞形成了蒂曼、加里东、埃尔斯米尔、乌拉尔造山带,经历后碰撞期伸展垮塌成为巴伦支、喀拉、加拿大北极群岛等区域的大型沉积盆地的基底。现今西伯利亚东北部和北美西北部的北太平洋边缘地体新生代演化导致其北侧发育前陆收缩盆地。美亚海盆和北大西洋-欧亚海盆洋盆扩张作用控制了马更些三角洲、巴芬湾及拉普捷夫海裂谷盆地的演化。     

南极半岛邻近海域夏季POC分布特征及其影响因素

海水中的颗粒有机碳(POC)与生物的生命过程、初级生产力关系密切,是海洋食物链中重要的物质基础和能量来源,因此POC的分布特征可以有效反映其生物地球化学环境。利用中国第33次南极考察期间(2016年12月至2017年1月)在南极半岛邻近海域采集的海水颗粒物样品,研究POC的空间分布特征及其影响因素。结果表明,斯科舍海0—200 m的POC浓度范围为7.44—193.52μg·L~(-1),平均浓度为(48.84±35.09)μg·L~(-1);南斯科舍海岭0—200 m的POC浓度范围为9.13—62.17μg·L~(-1),平均浓度为(29.76±14.12)μg·L~(-1);鲍威尔海盆0—200 m的POC浓度范围为5.87—270.72μg·L~(-1),平均浓度为(48.57±38.92)μg·L~(-1)。表层POC高值出现在斯科舍海区和鲍威尔海盆区,而低值出现在海岭区,与叶绿素a(Chla)的变化趋势一致,与营养盐的变化趋势相反。垂向分布上,各个区域POC平均浓度随深度的增加而减少,鲍威尔海盆和斯科舍海POC最高值都出现在25 m层。分析结果表明光合浮游植物是研究海域POC的主要来源, POC的主要影响因素为温度、水团混合以及海冰环境。斯科舍海与鲍威尔海盆整体非生命POC占比高,可能是由于高磷虾生物量、海冰碎屑以及陆源输入的干扰;南斯科舍海岭整体非生命POC占比低。     

曹娥江下游XYC孔粒度特征及沉积记录

基于曹娥江下游星一村钻孔(XYC)1717个沉积物样品的粒度分析,探讨钱塘江南岸地区全新世沉积环境记录。初步结论如下：①基于粒度组成,XYC孔沉积物分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂等4种岩性,自下而上分为9个单元,组成多个粒度粗细变化旋回。其中,第1、4两层为粉砂质砂,砂含量高于粉砂,粘粒含量10%~15%,分选差,动力条件复杂;第3、5两层属砂质粉砂,粉砂为主但含量不超过70%,砂含量20%以上,粘粒含量低;第2、7、9三层为粉砂,粉砂含量超过70%,粘粒、砂含量均低于20%;第6、8两层为粘土质粉砂,粉砂含量高于70%,粘粒含量20%以上。②基于C-M图最大搬运动能和平均搬运动能强弱及其变化幅度分析,初步识别出4种沉积相,自下而上依次为河流相、潮坪相、浅海相、湖沼相。第1、2两层为高能且不稳定的水动力搬运环境,属河流相沉积;第3~7层,最大搬运动能减弱,搬运动力与上虞近海滩涂样品SYTT相似,为潮坪相沉积;第8~9层,搬运动能低且变幅小,属低能静水沉积环境;第8层下段为浅海相,该层上段至第9层为湖沼相。③粒度纵向变化表明,粘粒含量自下而上波动增加;砂含量自下而上波动减少,平均粒径向上变细、分选性向上变好。XYC孔记录了该地区9690~5131 cal.a BP时段海面上升,达到高海面继而又海退的过程。研究结果有利于进一步探索钱塘江流域的古环境演变特征。     

哈尼泥炭地15 cal.ka B.P来的古环境恢复与重建

以泥炭粒度作为古气候代用指标,结合孢粉信息,重建了15 cal.ka B.P以来哈尼地区的古气候,完善了本区晚更新世以来的古环境演化过程。通过哈尼泥炭沉积物的粒度组成、粒度参数和粒度分布频率曲线等粒度特征,发现哈尼泥炭剖面的粒度组成以粉砂和砂为主,沉积物平均粒径由上至下逐渐变细,泥炭灰分粒度频率分布以对称分布为主。通过与典型风成沉积、湖泊沉积和河流沉积的粒度频率分布曲线比较认为,本区泥炭灰分粒度组成主要受流水动力影响,其水流搬运强度介于湖相和河流相沉积之间,故泥炭灰分的粒度信息可以用于指示夏季风强弱变化规律,反演古气候变化。泥炭粒度分布数学分形结果发现分维值与泥炭灰分颗粒的分选系数呈正相关,说明泥炭灰分的分维值也可有效反映沉积物颗粒级配和粗细及古气候演化。结合泥炭粒度分析结果和孢粉谱,揭示了15 cal.ka B.P年来古气候的"冷干-温湿-冷湿-暖干"的变化过程,并识别出新仙女木事件(Younger Dryas)以及9.2 ka和8.2 ka气候转冷事件。     

汉江上游晏家棚段古洪水沉积物粒度空间分布特征

对汉江上游流域进行了深入的地层学及地貌学调查,在郧县河段河流一级阶地上覆黄土-古土壤沉积剖面中发现了典型的古洪水沉积层。对其进行了系统采样和粒度分析,结果表明,古洪水沉积层的粒度在空间上有明显的变化。水平方向上,相同层位的粒度自然分布曲线、概率累积曲线和平均粒径基本相同;垂直方向上,从上向下粒度自然分布曲线、概率累积曲线和平均粒径明显不同,粒径逐渐变细。水平方向上的粒度特征说明,古洪水同层位的样品可以相互替代;垂直方向上的变化与前人在泾河以及渭河流域等地研究发现的古洪水沉积层呈从下向上逐渐变细的沉积模式不同,说明古洪水沉积层的沉积模式并非只有一种,而是存在多种沉积模式,这种变化可能与洪水过程有关。     

坡面泥石流演化模式及其试验

坡面泥石流是斜坡地貌演化的重要环节,也是我国山区公路的主要水毁灾害,具有分布广、出现频率高、致灾作用强等特点。从地貌演化观点,将坡面泥石流演化模式分为顶部刮铲演化模式(模式1)、溯源挖掘演化模式(模式2)和局部饱和孕滑演化模式(模式3),其中模式1遵循蠕滑→滑流→刮铲滑流→沉积演化过程,模式2遵循前缘开裂→崩滑→链式崩滑→沉积演化过程,模式3遵循局部饱和→蠕滑→滑流→沉积演化过程;针对坡面泥石流演化模式3,选取前期降雨量120 mm和降雨强度15 mm/(10 min)的试验工况,前期降雨分4次,降1 h,停2 h,强降雨分4次降雨实施,降1 h,停30 min,通过室内模型试验,通过试验过程中土体参数实时监测分析了前期降雨入渗阶段土体中含水量、孔隙水压力的变化规律,强降雨阶段揭示了局部饱和阶段、蠕滑阶段、滑流阶段和沉积阶段随试验过程的变化过程,量化了饱和区、蠕滑区、滑流区、沉积区的面积大小与试验持续时间的关系;初步分析了坡面泥石流演化过程研究的复杂性及研究趋势,尤其应高度重视坡面泥石流演化各阶段的力学机制描述与转换问题研究。     

南极半岛东北部海域碎屑矿物特征与物源分析

基于南极半岛东北部海域15个表层碎屑沉积物样品和1个柱状样的碎屑矿物学分析,对该区的沉积环境与物质来源进行了相关分析。结果显示,该区碎屑矿物共有31种,其中,重矿物19种,以石榴子石、紫苏辉石、绿帘石、普通角闪石为主;轻矿物12种,以石英、斜长石、火山玻璃(褐色、无色)为主。根据矿物组合分布特征,研究区可以划分为2个碎屑物沉积区:Ⅰ区为辉石-磁铁矿-火山玻璃型,主要物质来源为南设得兰群岛及南极半岛北段火山岩与火山喷发物,冰川为其主要搬运介质和动力来源;Ⅱ区为石榴子石-绿帘石-角闪石-石英型,南奥克尼群岛物质、南极绕极环流搬运南极半岛及其附近岛屿的物质对该区沉积物均有贡献。     

丹江上游全新世早期古洪水滞流沉积物粒度特征研究

通过对丹江流域广泛的野外考察,在丹江上游竹林关峡谷段右岸发现典型的全新世古洪水滞流沉积层剖面。根据野外宏观特征及沉积环境,鉴别出该剖面夹有四层古洪水滞流沉积物,均匀致密,分选良好,各层界面自然开裂,具有波状-水平状平行层理。室内粒度成分分析表明,沉积物以粉沙为主,粘粒含量次之,细沙含量很少,沉积学分类属粉沙和粘土质粉沙。粒度自然分布频率曲线为正偏,主峰高且尖锐,分选良好。粒度概率累积分布曲线为典型的两段式,沉积物投影在CM图的Ⅶ区(SWD1和SWD3)和Ⅷ区(SWD2和SWD4)。将四层古洪水SWD与2010年洪水SWD进行对比分析,粒度组成成分、粒度参数、自然分布频率曲线都呈现相似形态。综合分析说明四层古洪水SWD是丹江洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物,为丹江上游开展古洪水水文学研究奠定了基础,对于丹江洪水水文泥沙特性、水资源开发利用具有重要意义。     

库姆塔格沙漠东南缘BL剖面粒度记录的全新世快速气候事件

地质历史过程中全新世时期是一个温暖湿润的间冰期气候过程,中间出现过多次变冷或变干的快速气候事件。BL剖面位于库姆塔格沙漠东南缘,是一典型的风成砂黄土沉积地层,沉积厚度约350 cm。通过沉积地层光释光测年和沉积物粒度变化分析,结果显示：（1）BL剖面沉积的年代始于8.3 ka,处在全新世早期;（2）区域干旱气候条件下,反映冬季风的代用指标则以粗端组分含量为主,BL剖面沉积物平均粒度受到颗粒粗端的影响较大,对比3个不同粗颗粒组分含量所指示的古气候变化,选用>110 μm的沉积物颗粒组分含量作为冬季风研究的替代性指标,具有较好的指示意义;（3）剖面粒度对全新世中晚期的6次气候快速变化过程均有不同程度的记录,其特点是对全球性冷事件敏感性较强,对干旱事件响应较弱。对库姆塔格沙漠地区全新世气候过程的研究,可为极端干旱区域气候对全球气候变化过程的响应提供一定借鉴。     

克里雅河尾闾圆沙三角洲古河道剖面所记录全新世古绿洲环境变化

塔克拉玛干沙漠腹地克里雅河沿岸的古绿洲与人类活动遗迹丰富,伴随着河流的变迁,遗址印记了古代文明的消失,河道成为孕育绿洲的证据。在浩瀚的沙漠中,古代文明与古绿洲属于依附关系。以圆沙古城为代表的圆沙古三角洲绿洲是孕育沙漠文明的典型。采自圆沙古城北侧深度约11 m的沉积剖面(KYN22),光释光测年和沉积学分析结果所示,剖面记录了13.8~2.3 ka时间段内圆沙古三角洲的环境变化:克里雅河全新世大部分时间活动于圆沙一带,早期大致经历了由风沙环境向河流环境的转变过程,13.8 ka至9.0~10.0 ka河流与风沙环境均有出现,中期以来至2.3 ka河流环境稳定。KYN22剖面所示克里雅河在圆沙的活动或为全新世气候变暖的结果。研究工作可为全新世克里雅河与塔里木盆地南缘环境演变研究提供新材料。     

Inflow and lake controls on short-term mass accumulation and sedimentary particle size in a High Arctic lake: implications for interpreting varved lacustrine sedimentary records

Sedimentary processes were monitored in a varved lake in the Canadian High Arctic through three melt seasons and revealed that seasonal sediment deposition rates were highly dependent on short-lived inflow events driven by high suspended sediment concentrations that varied with runoff intensity. Our results illustrate that in accordance with the suspended sediment discharge into the lake, the rate of sediment accumulation changed over short distances down-lake, in a given year. This result indicates that there is a rate and accumulation dependence on short-lived, intense inflow conditions. In addition, there was strong evidence for substantial decoupling between deposition rate and mean grain size of sedimentary deposits. These results have important implications for paleoclimate interpretation of annually laminated sedimentary records from dynamic lake environments and suggest that grain size measures may not be representative proxies of inflow competence. Grain size indices based on a measure of the coarser fraction, rather than the bulk sediment, may be more appropriate to use as a link between contemporary runoff processes and sedimentary characteristics.     

会宁剖面黄土粒度记录的MIS3阶段气候变化研究

深海氧同位素第三阶段（MIS3）是末次冰期中的一段特殊时期,通过对会宁黄土剖面粒度变化特征的研究分析恢复重建了会宁MIS3阶段古气候。会宁剖面记录了较明显的5次降温事件——Heinrich事件（H2：23.22～23.51 ka,H3：30.52～31.19 ka,H4：38.3～39.93 ka,H5：43.67～44.82 ka,H6：63.54～64.41 ka）,其中的MIS3阶段根据粒度特征分为3 a（46.36～55.48 ka）较为温湿,3b（30.04～46.36 ka）干冷,3c（24.47～30.04 ka）温湿三个阶段,具明显的D-O旋回。     

南极布兰斯菲尔德海峡沉积物的地磁场长期变与定年

对位于布兰斯菲尔德海峡东北部的沉积物岩心D1-7进行了初步环境磁学和古地磁研究,获得了连续的相对地磁场强度和方向。沉积物岩性总体为灰色软塑性粘土,中下部出现一层黑色火山灰层。结合该孔沉积物和有孔虫AMS¹⁴C测年结果（王汝建等未发表资料）,相对地磁场强度及其方向提供了12 ka以来连续的定年标尺,其中相对地磁场强度与具有相似沉积速率的南美Laguna Potrok Aike湖泊记录对比提供了六个对比点;同时特征剩磁倾角和磁偏角提供了另外六个对比点。磁化率各向异性分析揭示了全新世早、中和晚期岩心所在位置底流（南极深层水~1000 m）发生了阶段性显著变化,同时磁性矿物含量、粒度、沉积物湿密度等也发生了相应的变化。这些环境磁学和沉积学的变化主要受控于南极相应纬度处的太阳辐射量以及与辐射量相关的夏季季风降水量的变化,降水量增加导致磁性矿物粒度变细。D1-7也记录了一些千年尺度旋回变化,但是南极地区目前缺乏与之相似分辨率的气候参数记录,无法进一步探讨这些气候事件的缘起和分布范围。对比发现,地磁场长期变产生的年龄与沉积物全样有机碳AMS¹⁴C测年结果之间存在系统的差异,在6 ka以来比有机碳年龄年轻,在6 ka之前则比有机碳年龄老。南极布兰斯菲尔德海峡内各种不同水体的混合以及在全新世全球升温背景下冰川的动态变化和由此引起的中、深层水变化,都是造成水体性质复杂的原因。而地磁场强度和方向变化则不受水体性质的影响,因此可以提供更合理的年龄信息。自12 ka至今,25 cm/ka的平均沉积速率表明南极布兰斯菲尔德海峡地区整个全新世内稳定和丰富的沉积物供应。     

黄河入海泥沙输运及沉积过程的数值模拟

以利津站代表的黄河入海径流和泥沙数据驱动ECOMSED模型,对黄河入海泥沙悬移输运过程的逐月时空变化、输送通量以及海底沉积效应进行了数值模拟实验。分析结果表明,在忽略再悬浮作用条件下,黄河入海泥沙的输运扩散过程具有明显的季节变化规律,且这种变化具有年际相似性。黄河泥沙入渤海后总体朝向辽东湾西侧海岸扩散,而主要沉降区域是黄河口附近,且随着距离的增大,沉积通量迅速降低。模拟沉积速率一般在0.5~0.1 mm/年左右,与实际调查结果非常接近。海底地形等高线向渤海海盆西部、渤海湾南部,以及渤海海峡方向突出,也反映了泥沙通量的输送方向。从黄河入海泥沙悬移扩散过程的季节变化特征及其海底沉积效应来看,渤海海域泥沙悬移输运过程受潮汐动力、余流和和底层流场等因子的制约。除了黄河河口地区以外,各月悬浮泥沙高浓度区基本一致,集中分布在潮流能量最强的海域,潮流水平动能的大小与悬沙浓度大小分布基本一致。泥沙悬移输运方向与模拟获得的渤海三维风驱-潮致Lagrange余流的方向具有明显的相关关系,泥沙扩散的方向和强度明显受余流方向和强度的控制。     

Grain-size features of aeolian sand on the east coast of Hainan Island and the revealed evolutionary processes of the sedimentary environment

The Mudui stratigraphic section represents the typical records of sedimentation processes of sand dunes and interdune depressions on the east coast of Hainan Island.Based on high-density sampling and optically stimulated luminescence(OSL) dating of the strata of the section,the grain-size composition,grain-size parameters,cumulative distribution probability curve,and grain-size-sensitivity indexes(SC/D) were analyzed.The analyzed results show that the grain-size features of aeolian sand,weakly developed sandy paleosol,two-facies(aeolian and aqueous) deposits,and lagoon deposits are all different.This indicates four evolutionary phases of the sedimentary environment of the east coast of Hainan Island since 38 ka B.P.Phase I:38-22 ka B.P.;phase II:22-17 ka B.P.;phase III:17-10 ka B.P.;phase IV:10 ka B.P.-present.The climate experienced the hot-wet/hot-dry,hot-wet/hot-dry,and warm-wet/hot-wet fluctuations,and the sedimentary environment also underwent lagoon deposition,dune and interdune depression deposition,dune stabilization and soil development,shifting sand deposition,and evolutionary processes.     

南昌市厚田沙地风沙沉积记录的末次冰期气候变化特征

位于南昌市南部的新建县广泛分布着由沙丘砂-古土壤叠覆堆积组成的沉积序列。在野外调查的基础上,选择位于新建县南部的厚田剖面进行工作,其沉积序列由3层沙丘砂和3层砂质古土壤组成,顶部与底部的光释光（OSL）年代分别为14.9 ka BP和77 ka BP,为末次冰期的产物。结果表明：（1）厚田剖面的末次冰期地层可划分为HTS4（77~57.1 ka BP）、 HTS3c（57.1~49.7 ka BP）、HTS3b（49.7~36.8 ka BP）、HTS3a（36.8~26.5 ka BP）、HTS2（26.5~14.9 ka BP）5个阶段。（2）以粒级-标准偏差法与主成分因子分析法提取敏感粒度,12.619~20 μm含量与平均粒径和黏粒含量正相关,400~563.667 μm含量与平均粒径和黏粒含量负相关,反映冬季风强度的敏感粒径为400~563.667 μm,反映夏季风强度的敏感粒径为12.619~20 μm。（3）平均粒径、黏粒含量、敏感粒度在剖面上呈现明显的峰谷交替变化,暖阶段基本同步于葫芦洞石笋记录的夏季风强盛期和65°N 7月的天文辐射总量的高峰,揭示出HTS3c、HTS3a、HTS2早期为温暖期,砂质古土壤发育;冷阶段对应于葫芦洞石笋记录的夏季风减弱期和65°N 7月的天文辐射总量的低值,揭示出HTS4、HTS3b、HTS2晚期为寒冷期,沙丘砂发育。厚田剖面末次冰期的气候变化存在万年尺度的气候波动,是太阳辐射总量和东亚季风共同影响下的结果。     

青藏高原东部黄河切开若尔盖湖盆的沉积证据与年代研究

对青藏高原东部若尔盖盆地内外实地考察,在玛曲瓶颈段黄河二级阶地前沿陡坎,发现了含有古深湖相和古河床河漫滩相地层序列的典型沉积剖面。通过沉积物粒度特征分析和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,研究结果表明：① 剖面下部淡蓝灰色古深湖相沉积层为深水厌氧环境下形成的湖相沉积物,而覆盖其上的杂色卵石层夹淡黄橙色透镜状沙层则是古河床河漫滩相沉积物,指示了强动力流水作用过程。这2组地层的不整合接触关系,是黄河切开若尔盖湖盆导致古湖水外泄的直接证据。② 剖面古深湖相沉积层顶部和古滨浅湖相沉积层底部的OSL测年结果表明,古黄河在37 ka BP切开若尔盖湖盆,导致湖水外泄,35 ka BP湖水变浅消失,黄河沟通了若尔盖盆地水系。③ 晚更新世东昆仑大断裂强烈的新构造运动和37 ka 温暖湿润气候的综合影响使得尚处于玛曲断陷谷地草原的古黄河源溯源侵蚀加剧,由西向东在玛曲城南瓶颈段切开了若尔盖古湖盆,导致古湖水外泄,从而沟通了若尔盖湖盆的水系,使之成为黄河源。该研究结果对于深入理解青藏高原东北部河湖水系演变及黄河水系的形成具有重要的科学意义。