长江中游水成沉积与风成沉积磁组构特征

为了建立长江中游不同成因的沉积物磁组构识别标志,讨论磁组构参数与沉积环境之间的关系,对采自长江中游风成沉积与现代不同沉积环境下的水成沉积物进行了磁组构参数测试和对比。结果表明：①风成沉积的κ、Ｐ、Ｆ、Ｌ值均明显低于水成沉积的相应值,但q值却比水成沉积的偏大,反映风成沉积物的分选较水成沉积物的要差;②在磁组构参数FL关系图上,风成沉积数据点多集中于坐标原点附近,指示沉积动力相对比较弱的沉积环境,而水成沉积数据点却主要分布于F轴附近,反映水成沉积物的F较L发育;③风成沉积的磁化率最大主轴偏角的方向比较分散,但总体方向仍与形成风尘砂的风向一致,并且长轴的倾角较大（22°～24°）,短轴的倾角较小（45°～51°）,而水成沉积的磁化率最大主轴偏角的方向比较稳定,指示了来水方向,并且长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°;④风成沉积的T值介于-1~1之间,而水成沉积的T值却主要以大于1的为主。上述特点可作为长江中游风成与水成沉积物的识别标志。     

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤的磁组构特征及其古环境意义

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤样品的磁组构特征显示,研究剖面0～1480cm层段的平均Pj、F值小于1.02,而底部Pj、F大于1.02。F—L、Pj—q组合关系图反映磁化率椭球体为压扁状,磁面理较磁线理发育。磁化率椭球体主轴方位显示0～1480cm层段样品的椭球体轴向分布分散,长轴的倾角大于60°,短轴的倾角小于15°,而底部的分布聚集,长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°,上述特征综合揭示了0～1480cm层段属于典型风成沉积而底部属于典型水成沉积。磁化率椭球体最大主轴的偏角暗示风成沉积的主导风向为NW—SE方向,而水成沉积的古流向为SW—NE方向,与现代竹竿河水系的方向基本一致。磁化率各向异性最大轴方向的优选方向可能与大别山抬升等构造运动有关。     

Magnetic Fabric Characteristics of Zhuganhe Loess-Palaeosols Profile on Northern Slope of Dabie Mountains and Their Environmental Significances

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤样品的磁组构特征显示,研究剖面0 ～ 1480 cm层段的平均Pj、F值小于1.02,而底部Pj、F大于1.02.F-L、Pj-q组合关系图反映磁化率椭球体为压扁状,磁面理较磁线理发育.磁化率椭球体主轴方位显示0～ 1480cm层段样品的椭球体轴向分布分散,长轴的倾角大于60°,短轴的倾角小于15°,而底部的分布聚集,长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°,上述特征综合揭示了0 ～ 1480cm层段属于典型风成沉积而底部属于典型水成沉积.磁化率椭球体最大主轴的偏角暗示风成沉积的主导风向为NW-SE方向,而水成沉积的古流向为SW-NE方向,与现代竹竿河水系的方向基本一致.磁化率各向异性最大轴方向的优选方向可能与大别山抬升等构造运动有关.     

长江中游堤防溃口沉积物的磁组构特征

通过对 1998年 8月 1日湖北 竹牌 洲湾溃口沉积物的系统采样和磁组构测量与计算 ,发现溃口沉积物的磁组构特征为 :由溃口扇的扇顶→扇缘 ,磁组构参数各向异性度 P、磁面理度 F、磁线理度 L、水流速度函数因子 Fs的统计平均值均具有由大逐渐变小的特点 ;在溃口扇的不同部位磁化率量值椭球的主轴平均方向具有不同的特点 ,其规律是 :在扇顶或扇缘处平均方向变化较大 ,尤其在扇缘处 ,最大磁化率主轴方向比较随机 ,没有明显的主方向 ,而在扇中磁化率量值椭球的主轴平均方向比较稳定 ,最大主轴的优选方向比较明显。初步探讨和建立了长江中游现代溃堤溃口沉积物的磁组构特征识别标志     

"巫山黄土"粒度特征及其对成因的指示

为了探讨"巫山黄土"的成因, 对剖面样品进行了粒度分析.结果表明: "巫山黄土"主要由 < 50 μm的颗粒组成, ＞50 μm的砂级以上颗粒平均含量为16.9%;作为风尘"基本粒组"的10~50 μm的粗粉砂平均含量达43.1%, 为众数粒组; 5~10 μm的细粉砂颗粒含量平均为14.5%;＜5 μm的粘土颗粒含量平均为25.5%, 为次众数粒组.粒度参数、频率曲线与典型风尘沉积物相似, 显示为典型的风积成因; 粒度参数的C-M、L-M、A-M图等粒度象分析及结构参数散点图与现代河流沉积物差别明显, 而与长江中下游分布的下蜀土却基本一致.判别分析结果绝大部分为负值, 显示了风积成因为主、个别层位受到水流作用改造的成因特征.      

陕西蓝田公王岭黄土古土壤序列的磁组构特征及其古环境意义

对黄土高原南部边缘公王岭黄土剖面的磁组构的研究发现,该剖面与前人的研究结果有一些相似之处,但更具有其特殊性.几乎所有样品的磁面理值F都大于磁线理值L,各向异性度P与磁面理值F相关性较高,磁化率椭球体表现为压扁状.水成黄土的P、L和F值均大于典型黄土古土壤,而混合黄土或古土壤则介于这两者之间.且典型黄土的P、L和F值也比典型古土壤高.另一方面,水成黄土的最大磁化率主轴方向为SW方向,与现代灞河水系的方向一致,其次要的方向为NNW方向.典型黄土的方向表现为SWW方向,而典型古土壤则为NNW方向,这是由于秦岭山脉的阻隔作用造成的.混合黄土或古土壤受到季风和坡面流水的共同作用,其最大磁化率主轴方向表现为EW方向.不同类型沉积物代表了不同的古环境古气候条件,这一切都可能受控于秦岭山脉阶段性抬升等构造运动的影响.本研究结果也将为进一步了解蓝田直立人的生存环境提供新的方法.     

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.     

渭河流域滞留沉积物的磁化率各向异性特征及水动力方向研究

通过对渭河流域上游、中游及下游的三个剖面(天水、宝鸡、渭南)磁化率各向异性研究,发现了滞留沉积物的磁组构特征。滞留沉积物的形成受控于沉积作用并且与渭河的沉积动力有关,即滞留沉积物磁化率椭球体的三大主轴方向及三轴比值与沉积物磁性颗粒的空间排列分布方式相关。对渭河不同地段取样的实验数据结果得出,上游至下游的滞留沉积物的磁化率各向异性参数中L、Q的平均数值逐渐减小,而F、P、E、T的平均数值呈现逐渐增大的变化趋势。磁化率各向异性参数特征及Kmax的方位表明:渭河上游至下游的变化趋势主要为水动力能量逐渐减弱、沉积环境趋于稳定,水动力方向由NW向转变为SWW向,与现在的渭河水流路径大致相同。     

“巫山黄土”的稀土元素特征与成因

为了探讨“巫山黄土”的成因,对剖面样品进行了稀土元素含量、稀土分布模式和稀土特征值计算分析.结果表明:“巫山黄土”稀土元素特征与现代河流沉积物差别明显,而与北方黄土及长江中下游的下蜀土却基本一致.稀土分布模式与典型风尘沉积物相似,物源判别函数得到的物源指数(PD均与风积黄土的最为接近,显示其风积成因的特点.“巫山黄土”稀土元素平均含量216.39×10-6高于地壳平均值178.0×10-6和两块中国黄土标样平均值178.22×10-6,但与长江中下游镇江下蜀土样品的平均值207.7×10-6比较接近.样品的轻稀土较富集,重稀土略有淋失,轻重稀土比值为8.62,Eu呈较明显的负异常,Ce异常不明显.表明“巫山黄土”风尘沉积后经历了较北方黄土更为强烈的风化作用,其形成环境与下蜀土比较接近.     

庐山地区第四纪泥砾沉积物的成因探讨

庐山第四纪泥砾沉积物的砾石组构特征表明, 砾石岩性与山体基岩基本一致, 砾石的等体积球径较小, 加权平均砾径较中值砾径大, 分选系数大于1, 分选性差, φ值相对较小, 平均为0.66, F值相对较大, 在2左右, F/φ比值介于2.75～4.75, ρ值集中且较小, 为22.75%～37.75%, 砾石以棱角、次棱角状为主, 磨圆较差; a轴和ab面都倾向沟谷下游, a轴倾角集中且较小, 为7～8°, ab面倾角为7～21°, a轴较ab面具有更为优势的组构倾向; 沉积物粒度频率曲线在4～5?范围内表现为峰; 石英砂颗粒为次棱角状, 贝壳状断口发育, 具平行擦痕、上翻解理片、V形坑和硅质沉淀。上述沉积学特征表明庐山第四纪泥砾沉积物系冰碛冰水沉积, 而非泥石流或河流堆积。      

三峡巫山黄土Sr-Nd同位素组成与物源示踪

巫山黄土作为中国南方黄土的重要组成部分,弄清该区的物源将为破译这一宝贵沉积记录提供重要的环境信息.对巫山黄土剖面进行了系统取样和Sr-Nd同位素分析,并与黄土高原同期黄土及近源的河流沉积物等进行了比较.结果表明,巫山黄土的87Sr/86Sr值变化范围为0.717 411~0.719 163,平均值为0.717 998,与黄土高原末次冰期黄土的87Sr/86Sr值（变化范围为0.718 235~0.719 673,平均值为0.718 623）几乎一致;巫山黄土ε_Nd（0）值在-10.1~-11.7之间,平均值为-11.4,明显与长江上游现代河漫滩沉积物ε_Nd（0）值（-5.9~-7.2）差别较大,而与黄土高原黄土ε_Nd（0）值（-9.2~-11.3）接近.研究结果表明巫山黄土的粉尘主要为北方输入,与黄土高原黄土同源.据此认为,巫山黄土的形成并不是因为冰期导致三峡地区干旱河滩干涸暴露而引发粉尘近源堆积,这与近年来长江下游下蜀黄土的研究结果有所不同.      

巫山黄土微生物四醚膜脂分布特征及其古气候意义

"巫山黄土"是指分布于长江三峡地区的黄土状堆积物,是中国黄土的重要组成部分,具有重要的古气候环境意义.微生物四醚膜脂是反演古气候环境的灵敏指标,为了进一步理解巫山黄土中蕴含的古气候意义,通过测定巫山黄土中微生物醚类化合物（glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs）并分析其分布特征,基于支链GDGTs（bGDGTs）的甲基化指数（methylation index of branched tetraethers,MBT）和环化指数（cyclization ration of branched tetraethers,CBT）重建该地44.4~22.8 ka.BP的古温度年平均气温（mean annual air temperature,MAAT）,MAAT与频率磁化率曲线和北大西洋沉积物有孔虫曲线对比,其变化趋势具有一致性,反映了其指标的可靠性.巫山黄土的陆源输入指数（BIT值,bGDGTs vs.crenarchaeol）在0.5~1.0之间,大部分值接近于1.0,但有几个极低值,分析为干旱事件.根据MAAT和BIT指标,巫山地区在冰期气候有剧烈的波动,在36.2±3.6 ka.BP、26.0±2.7 ka.BP、23.7±2.3 ka.BP时相对比较干旱,推测可能分别对应着H4、H3和H2事件,表明该区气候变化响应全球气候变化.      

南京下蜀土的地球化学特征及其物源指示意义

风尘堆积的物源研究对于揭示物源区的环境演化状况、重建古风场强度和古大气环流格局等都具有重要的意义。目前长江下游地区下蜀土的物质来源问题仍然存在争议。为了解决这一争议问题,本文以南京泰山新村下蜀土剖面为研究对象,开展了系统的地球化学研究。通过对南京下蜀土的常量元素、微量元素、Nd同位素进行测试,并与黄土高原同期黄土进行对比分析,探讨其对长江下游下蜀土的物源指示意义。南京下蜀土与北方黄土具有相似的常、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,但是它的Zr、Hf含量较高,Tl、Pb含量较低,且具有较高的SiO2/Al2O3、TiO2/Al2O3、Nb/Ta和GdN/YbN,较低的SiO2/TiO2、Zr/Hf、Y/Ho、Lu/Hf和εNd(0)值,说明南京下蜀土的物质来源明显有别于黄土高原黄土。南京下蜀土与长江中游下蜀土在地球化学特征方面有较多的相似性,指示其物质来源与中游下蜀土的物质来源相似,主要来源于长江中下游地区的松散沉积物。     

哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示

哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(＜5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σ、Mz-SK、Mz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y＜0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.      

Aeolian Deposits in the Yarlung Zangbo River Basin,Southern Tibetan Plateau: A Brief Review

The Yarlung Zangbo River is located in the southern Tibetan Plateau. Loess since the geological history and modern aeolian sand dunes are widely developed in the basin, bearing rich information on the aeolian processes and environmental evolution. In this work, we reviewed the main research progress of aeolian deposits in the Yarlung Zangbo River basin in recent years, and discussed the distribution characteristics, accumulation age, sediment characteristics and provenance and the possible formation mechanism of aeolian deposits and the history of aeolian activity. The results show that loess is mainly developed on the river’s terraces and some of the hilltops, and mostly formed since the last glacial maximum and mainly developed since Marine Isotope Stage 1 (about 14 ka BP), while aeolian sand deposit is mainly developed in the river’s wide valley, with relatively short accumulation time. The sediment particles mainly underwent mechanical transport and physical weathering, but chemical weathering was weak. Although the physical and chemical properties of sediments show some spatial changes, there still exist obvious local characteristics, which are closely related to the nearby surface sediments. Under the background of aeolian source, the local-source genesis of loess is generally recognized. The surface loose material at the bottom of valley is main material source of aeolian deposits. The evolution of aeolian activity is relatively complex. In addition to the regional climate change, the local environment is also an important factor affecting the aeolian activity and its regional difference. Based on the previous studies, we suggest that the systematic study on the physical and chemical properties of aeolian sediments, climate change since the Holocene and the impact of dust emission on human living environment should be strengthened in the future research.     

元素地球化学揭示的长江中游鄱阳湖地区中更新世以来粉尘堆积的物源特征及其环境意义

位于长江中游的鄱阳湖地区深受东亚季风影响,因其特殊的地理、地貌与水文、水系特征,自中更新世以来随着冬季风的加强,在大姑组、九江组砾石层之上风成堆积广泛发育。该区域中、上更新统表现为网纹红土、均质红土和下蜀黄土的独特沉积序列,厘清这三套独特沉积序列的物质来源对于我们认识东亚季风演化及其区域环境响应至关重要。本文选择了长江中游鄱阳湖地区10个典型剖面,基于<20μm颗粒组分的元素地球化学特征,研究了该地区中、上更新统粉尘堆积的特点,并将其与黄土高原西峰黄土和东秦岭黄土做了对比分析。研究认为,长江中游鄱阳湖地区这套独特的沉积序列,元素特征基本相似,具有贫Co、Pb,富Zr、Hf,低Eu/Eu^*(0.53~0.62)、LaN/YbN(4~8)、Ta/Zr(0~0.006)、Nb/Zr(0~0.09),高Y/Ho(28~30)、Zr/Hf(36~48)等特点,与黄土高原与东秦岭黄土有显著区别。基于Hf-Th-Co、Th-Sc-Zr/10和Th-Sc-La蜘蛛图投影分析,鄱阳湖地区第四纪粉尘物质的源岩接近于石英岩类,为被动大陆边缘构造背景下的产物,显著区别于黄土高原与东秦岭黄土(源岩接近于页岩,形成于大陆岛弧构造背景)。进一步分析认为,网纹红土、均质红土的母质均与区域下蜀黄土类似,推测它们均来自于其冬季风上风方向的长江或赣江的古河谷漫滩,这套独特的沉积序列是第四纪以来长江中游现代格局的水系贯通后,冬季风增强,吹蚀大江大河广阔的古河谷漫滩而形成的区域粉尘堆积的结果;是湿热的亚热带季风区对于中更新世以来在轨道尺度上冬夏季风均加强的背景下独特的区域响应。