陕西省洛川凤栖镇离石黄土下部层位渗透性研究

通过对洛川凤栖镇L₁₂～S₁₅土层8个层位16个实验点的入渗实验,研究了离石黄土下部层位的入渗特征。结果表明,洛川凤栖镇离石黄土下部层位黄土层的渗透系数较大,L₁₂,L₁₃,L₁₄和L₁₅这4个层位的平均值为0.90mm/分;  古土壤层的渗透系数较小,S₁₂,S₁₃,S₁₄和S₁₅的4个层位的平均值为0.35mm/分。L₁₂,L₁₃和L₁₅黄土层含水空间发育较好,利于构成含水层;  S₁₂,S₁₃,S₁₄和S₁₅古土壤层含水空间发育弱,利于构成隔水层。上覆总厚70余米的土层重力作用没有改变洛川离石黄土下部黄土层作为含水层和红色古土壤作为隔水层的基本特性,它们的水理性质仍是受沉积时的气候条件和成壤作用的强弱控制。古土壤层也具有一定的渗透性,这是黄土地下水常常具有多层性的原因,也是造成黄土地下水分散、含水层富水量少的主要原因。离石黄土下部黄土层含水空间发育好和利于构成含水层主要是当时冷干的气候决定的,红色古土壤含水空间发育弱和利于构成隔水层主要是当时温湿的气候决定的。将洛川黄土渗水实验数据用3种入渗公式分别进行拟合得出,常用的通用经验公式和考斯加科夫公式基本适用于描述洛川凤栖镇离石黄土下部层位的入渗规律,通过计算获得的2个经验公式各参数的均值和标准差为水文和农业部门应用黄土入渗经验公式提供了重要参考值。研究还揭示,第四纪环境变化理论研究在黄土水资源开发利用方面有重要应用价值。可以根据黄土与古土壤的成壤强弱判别地下水富集规律和富集层位。成壤强、隔水性好的古土壤层和其上的成壤作用很弱、含水空间发育好的黄土层是很好的地下水含水组合,最利于地下水的富集;  成壤作用弱、隔水性差的古土壤和其上厚度小、受风化成壤作用相对较强的黄土层是较差的含水组合,不利于地下水的富集。     

三门峡地区黄土L9的重磁化现象及原因探析

对黄河三门峡地区曹村黄土剖面L₁至L₁₃(年代持续约1.1Ma)的高分辨率古地磁研究发现:布容/松山界线位于第8层古土壤(S₈)的顶部,贾拉米洛正极性亚时的顶、底界分别位于S₁₀和L₁₃的顶部,上述古地磁极性转换界线与洛川标准剖面一致。“上粉砂层”(L₉)的绝大多数样品特征剩磁方向与现代地磁场方向一致,而其中的弱发育古土壤层(L₉SS₁)则呈预期的反极性特征。综合L₉的厚度、岩性和岩石磁学特征,认为这一巨厚的正极性带可能反映了完全由岩性所控制的重磁化特征。对于L₉重磁化的原因,似乎很难用后生的化学剩磁和粘滞剩磁来解释。文章尝试性地提出,可能在L₉沉积后的间冰期(对应S₈)和布容正极性时内气候较湿润的时期,由于雨水的向下渗透而诱导了其中强磁性矿物(磁铁矿)在沉积后随地磁场方向的变化而进行了重新排列。     

关于黄河贯通三门峡东流入海问题

东流人海的黄河发育,与青藏高原、黄土高原、华北平原和黄海陆架的演变有着紧密的成因联系,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件。从宏观上看,只有晋豫间的三门峡基岩河谷被贯通,才称得上黄河干流形成。现今黄河三门峡水库区是经典的三门系分布区,古三门湖的粗碎屑沉积物来自北边的中条山和东南边的帽山。以三门系沉积终结为标志的古湖消亡,是东流黄河得以形成的前提。山西平陆黄底河地层剖面,相当完整而正确地表示了三门系的层序和层位。湖相和河湖相三门系的最高层位应为厚的36m的白砂层,其上盖有薄层砾石并发育浅红色风化壳,上覆无明显古土壤层的黄土。白砂层从黄底村向东尖灭,向西增厚,其中见砾石透镜体和粘土夹     

陕西长武黄土剖面L3～S6土层渗透性研究

根据渗水实验、孔隙度、粒度、磁化率测定,研究了长武黄土剖面L₃～S₆土层的渗透性及其成因。研究结果表明,L₃,L₄,L₅和L₆黄土层渗透性较强,稳定入渗速率较高,它们的渗透系数变化在0.57～1.06mm/分之间,4层平均为0.75mm/分;S₃,S₄,S₅和 S₆古土壤渗透性较弱,稳定入渗率较低,它们的渗透系数变化在0.18～0.71mm/分之间,4层平均为0.44mm/分。红色古土壤达到稳定入渗率的时间一般比黄土层要长;   黄土层的平均空隙度比红褐色古土壤高,渗透性强,粒度成分较粗,黄土层比红褐色古土壤层更利于构成含水层;   红褐色古土壤层粒度成分细,空隙度低,渗透性弱,比黄土层利于形成隔水层。长武第4层古土壤厚度小,纵向裂隙发育强,入渗速率较大,不易形成隔水层。磁化率、粘粒含量资料表明红褐色古土壤层与黄土层渗透性、含水空间和隔水性的差异主要是当时气候冷干和温湿交替变化的结果。     

山西河曲黄河阶地序列初步研究

黄河干流奇特的"几"字形格局是其复杂发育历史的表现。由于流域内的地质与气候条件复杂多样,分段开展深入研究是全面认识黄河的基础。晋陕峡谷是研究黄河演化的关键地段之一,河流阶地忠实地记录着河流发育的历史。文章选择山西河曲县城附近黄河阶地发育典型的河段进行研究,在实测河流阶地地貌剖面的基础上,系统采集了20个年代样品进行光释光(OSL)测年。依据地貌类型、沉积特征以及定年结果,建立了该河段黄河阶地的演化序列,得出以下结论:1)河曲地区黄河曲流凸岸形成有4级阶地,T₄阶地的形成主要受构造控制,而T₃,T₂和T₁阶地的形成主要与气候变化有关,各阶地的年龄分别是T₄为90ka,T₃为30ka,T₂为20ka,T₁为3.4ka。2)河曲地区约140ka以来河流地貌的演化经历了5个阶段,各阶段以下切侵蚀开始,结束于各阶地堆积面的塑造。约90ka以来,该地区河谷谷底下降速度和曲流可能最大侧蚀速度的平均值分别为0.9mm/a和33.4mm/a。在不同阶段,二者的大小变化及组合状况各异,在构造相对稳定条件下,河流以侧蚀作用为主,其侧蚀速度与气候和岩性条件有关。3)河曲地区的黄河曲流是在河流下切过程中逐渐侧蚀、演化而成的,具有内生曲流的特点。4)T₄阶地的泥流沉积和加积堆积,可能记录了地方性气候变化,其范围和意义有待进一步研究,另外,T₃,T₂和T₁形成过程中气候变化的作用也有待探讨。     

中更新世晚期以来高阶地发育与中游黄河贯通

黄河的形成演变,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件,中游是黄河演化的关键河段,也是研究意见分歧集中的河段。发育于晋陕峡谷北段的寺沟T5阶地代表了晋陕峡谷未沟通前的雏形黄河发育阶段,T4阶地代表了黄河的贯通形成。文中选择了自三门峡峡谷至河曲寺沟间不同地貌部位的5个T5阶地和1个T4阶地典型剖面进行了系统研究,通过对阶地上覆黄土野外地层划分、OSL和ESR年代测定及磁化率测试结果与黄土高原段家坡典型黄土地层的对比,确定T5阶地和T4阶地上覆黄土最底部地层分别为S2和S1古土壤层,由黄土地层年代序列确定两级阶地分别形成于250~200 ka BP和130~80 ka BP。根据阶地的分布和沉积特征,认为250 ka BP前后的构造活动是T5阶地形成的主因,此时雏形黄河自三门峡溯源侵蚀到了河津地区,但未沟通河套盆地。形成于130~80 ka BP期间的T4阶地发育,代表晋陕黄河北段与河套盆地得以沟通,现今黄河最终形成。     

黄土高原南部晚更新世黄土地层划分、显微结构及力学性质特征

黄土高原南部晚更新世黄土地层包括三层黄土（L₁¹、L₁²、L₁³）和三层古土壤(S₀₁、S₀₂、S₁),共六个层次。Q₄/Q₃界线划在S₀/L₁¹界面上,年龄约为10000aB.P.;Q₃/Q₂界线划在S₁/L₂界面上,年龄约为120000aB.P.。在区域上自北向南,晚更新世黄土的显微结构由微胶结结构组合逐渐过渡为半胶结结构组合,直到胶结结构组合,黄土的力学性质相应地由差变好。在剖面中自上而下,黄土的显微结构类型与其力学性质指标之间亦存在着上述变化规律。研究结果表明,黄土的显微结构类型作为评价黄土工程性质的一种简便方法大有在工程实践中推广使用的前景。     

汾渭地堑的河流阶地对第四纪时期 印度-欧亚板块碰撞带的构造响应

秦岭造山带前缘的汾渭地堑是新构造运动非常活跃的地区,地堑内发育了一系列第四纪河流阶地。通过对河流阶地及其沉积物的沉积学、土壤地层学、年代学及形成机制的研究,得到以下认识:渭河地堑发育了5级河流阶地,这些阶地均由底部的河床相和其上的第四纪风成沉积组成,这5级阶地最底部的黄土地层分别是L₃₃,L₁₅,L₉,L₆和L₂。在磁性地层学和气候地层学基础上,通过与深海氧同位素记录的对比,上述黄土层分别对应于深海氧同位素阶段104,36,22,16 和6;阶地年龄分别为2.60Ma,1.20Ma,0.90Ma,0.65Ma和 0.15Ma。新构造作用在渭河地堑的5级河流阶地的形成中起了决定性的作用,汾渭地堑及上述由正断层控制的河流阶地的形成与华北板块内部的NW-SE向地壳拉张密切相关,而后者与印度板块向北俯冲导致扬子板块与华北板块沿秦岭走滑断层的相对运动有直接联系,所以上述阶地的形成时期也正是第四纪时期印度板块向北阶段性俯冲加剧的时期。     

靖远黄土剖面磁性地层的初步研究

曹岘黄土剖面位于甘肃省靖远县,系黄河中游六级阶地黄土堆积,厚约505m,含33层古土壤,系黄土-古土壤系列,是目前已知世界上最厚的黄土剖面。作者对该剖面进行了古地磁学研究,结果表明:曹岘黄土剖面含布容正极性时和松山反极性时,B/M 界线位于L₈中部,加拉米洛正极性亚时位于L₁₀—L₁₃,位置。曹岘黄土堆积始于1.40MaB.P.,该黄土剖面可以与兰州、洛川和蓝田等黄土剖面对比。     

洛川黄土地层的再划分及其L9、L15古环境意义的新解释

洛川剖面的午城黄土是可以在野外进行细分的,洛川的午城黄土含有18层古土壤和18层黄土。其中,S₁₅～S₂₃的土壤组合与前人划分的WS1相当,L₂₄与WL₁相当,S_{24～S28与WS2相当,L29与WL2相当,S29～S32与WS3相当,L33与WL3相当。黄土高原的两个粉砂层L9和L15,虽然形成于第四纪的冷期,但并非代表了第四纪时期最为干冷的气候条件。笔者的解释是:其形成与这两个时期青藏高原及其周边山体的快速隆升导致的沙漠和黄土物源的快速增加有关。特别是1.1MaB.P.前后(L15)的隆起,使中国黄土记录对全球变化的响应显著增强,也正是在这次运动之后,中国黄土古气候记录可以与深海氧同位素很好对比,而此前的午城黄土与深海对比困难}     

关于黄河贯通三门峡的时代

黄河的发育是晚新生代东亚构造地貌演化和环境变迁的重大事件.从整体上看,黄河只有贯通晋豫间的三门峡,东流入海,才称得上黄河干流的最终形成.三门峡是研究和探讨黄河形成、演化的关键部位之一.根据古三门湖消亡与邙山晚更新世黄土沉积速率突然增大揭示的重大环境突变事件,黄河大约于150 kaB.P.前后贯通三门峡东流入海,现代黄河水系最终形成.      

兰州黄河Ⅱ和Ⅲ级阶地的地层结构、年龄及环境意义

通过对兰州段黄河Ⅱ和Ⅲ级阶地剖面的地层岩性、粒度分析和光释光测年等,认为剖面中被普遍界定为河漫滩沉积的一套厚几米至几十米具水平层理的细粒砂土层是以冲、洪积与黄土互层的交互式沉积,其开始沉积的时期与气候进入冰期或冰阶相对应。据此可将兰州段黄河阶地剖面地层划分为三部分,即:河流砂砾石层、加积层与风成黄土层,分析了这一地层结构的发育过程,指出沉积相的识别和划分对于阶地研究具有重要意义。     

三门组的内涵及其意义

黄河三门峡水库北岸的山西省平陆县黄底沟剖面 ,较完整地保存着古三门湖湖相沉积记录。经磁性地层研究结果表明 ,古三门湖沉积起始于吉尔伯特负极性时中期 ,大约在 5MaB .P .;结束于布容正极性时晚期 ,结合热释光年龄 ,大约在 1 5 0kaB .P .。鉴于这套地层均属古三门湖沉积地层 ,按照岩石地层学的命名原则 ,依然称之为三门组 ,并根据岩性特征自上而下划分为三段 :上段以砂层为主 ;中段以粘土层为主 ;下段为底砾石层。黄底沟剖面是已知的记录古三门湖发育起始时间最早、结束年代最晚的地层剖面     

黄河流域史前经济形态对4kaB.P.气候事件的响应

史前文化的经济形态与自然环境密切相关,不同地区史前经济形态的差异反映了人类对环境的不同响应方式。通过对黄河流域4kaB.P.前后不同文化中农作物、动物以及人骨同位素等有关资料的综合分析,结果表明黄河上游、中游和下游地区史前经济形态对4kaB.P.气候变化的响应存在3种不同的模式:甘青地区从农业为主向农牧并重、畜牧成分显著增加的混合经济形式转变;山东地区从稻粟混作向以粟为主的农业经济转变;而中原地区则是以粟为主的农业持续稳定发展。究其原因,认为除了史前人类的文化传统和适应能力等因素之外,主要与气候变化的区域差异以及人类对气候变化的不同响应有关。     

中国第四纪冰期、地文期和黄土记录

中国第四纪冰川的发育受岩石圈运动造成的三大地貌阶梯的严格控制,主要出现在最高阶梯的青藏高原和西北山地,第二阶梯以下分布零星。把冰期、地文期和黄土记录结合起来研究会迅速提高中国第四纪冰川的研究水平。兰州附近有三次古冰川遗迹,分别可以和T₁、T₂、T₃和T₄相应。相当于氧同位素2、4、6和16阶段,即70,000—10,000aB.P.、0.15MaB.P.和0.6MaB.P.。     

金沙江下段河槽地貌特征与地貌过程*

文章利用金沙江河谷地貌调查与水利工程选址勘察地质资料,根据河槽纵剖面与18个河谷横剖面的资料以及攀枝花金江河段、会理鱼鲊河段、元谋龙街河段、禄劝凹嘎河段的阶地调查结果,对金沙江下段河槽地貌进行了初步分析,金沙江下段的河谷为典型的深切"V"形河谷,在虎跳峡、乌东德、白鹤滩峡谷段河槽比降发生明显变化。根据河谷阶地下切幅度与形成时代,以T₃阶地计算金沙江下段河槽平均下切速率达到0.71~1.18m/ka,以T₂阶地计算金沙江下段河槽平均下切速率为0.75~1.36m/ka,因此,近十几万年来,金沙江下段河谷平均下切速率达到0.9~1.0m/ka。现代金沙江河槽底部均堆积了一定厚度的冲积-崩积物覆盖层,最厚的石鼓剖面河床底部冲积物盖层达到173m,一般河段堆积物盖层均达10m以上。金沙江河槽的迁移是河槽下切过程与岸坡崩塌过程综合作用的结果,形成原河槽崩塌阻塞,河槽被动迁移或原河槽改道下切,形成古河槽-离堆山-新河槽的地貌组合,以及河槽侧向迁移3种模式。     

黄河中游晋陕峡谷的DEM流域特征分析及其新构造意义

晋陕峡谷以南北走向穿越鄂尔多斯高原东缘,形成黄土高原上独特的峡谷地貌。本文基于数字高程模型,结合野外调查,提取了峡谷区的一系列相关流域地貌特征参数,详细分析了晋陕峡谷内流域特征。研究结果表明峡谷流域内水系和亚盆地表现出显著的东西分异特征,峡谷西侧水系和亚盆地的发育相对于其东侧较为成熟。其成因分析反映晚新生代以来,鄂尔多斯高原东缘可能存在多期强烈构造差异隆升事件,吕梁山相对于鄂尔多斯高原发生多期快速隆升,三门古湖消亡,导致峡谷内黄河强烈的不均匀下切,水系和亚盆地发育发生东西分异。晋陕峡谷的形成主要是晚新生代以来青藏高原发生多期向东快速构造挤出,导致鄂尔多斯高原东缘发生差异构造隆升的结果。     

青藏高原东部第四纪冰川问题

本文讨论青藏高原东部地区第四纪古冰川遗迹,根据野外实地调查结合卫星影象和航空照片资料,说明末次冰期及倒数第二次冰期中古冰川从未联成M.Kuhle 等所称的大冰盖。各种证据说明,倒数第二次冰期降温最大,冰川、冰缘及河流加积作用明显,相当于深海氧同位素阶段6。在此之前有过漫长的大间冰期,致使倒数第三次冰期冰碛被侵蚀凌夷,表面发育红色风化壳。     

用黄土地层学方法研究丁村组的时代

通过野外的宏观研究、室内的化学、磁化率分析及年代测定 ,认为“丁村组”上覆黄土层的堆积大约从 7万年前才开始 ,“丁村组”的堆积时代在距今 14— 7万年之间 ,与 S1 古土壤的发育期一致