大别山北麓黄土-古土壤Rb、Sr与磁化率及其古环境意义

对大别山北麓0.78 Ma以来的黄土-古土壤样品的磁化率及Rb和Sr的地球化学特征研究表明,相对高的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及低w(Sr)值指示夏季风占优势的湿润时期,对应古土壤层;相对低的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及高w(Sr)值指示冬季风占优势的干旱期,磁化率相对较低,对应黄土层。剖面的w(Rb)/w(Sr)值自下至上降低反映大别山北麓地区的风化作用逐渐减弱,也揭示自0.78 Ma以来气候具有由湿向干的趋势;磁化率与w(Rb)/w(Sr)值的对比分析表明,它们的变化曲线存在显著不同,原因可能是由于磁化率在古土壤中的增强机制比较复杂所致,w(Rb)/w(Sr)值作为气候替代指标比磁化率更灵敏。与洛川剖面相比,大别山黄土-古土壤的w(Rb)较高而w(Sr)较低及Rb、Sr较强的分异能力特征反映了大别山气候整体较为温湿,沉积物遭受的风化程度更强。     

最近11万年来东亚季风轨道与千年尺度气候变率在南京下蜀黄土中的记录

对南京李家岗下蜀黄土剖面上部的近20 m地层进行野外观察和室内研究,划分出5层黄土和5层古土壤,按5 cm间距采集了Rb/Sr、色度、磁化率和粒度样品,并在剖面和可追索的相邻剖面上采集了13个光释光测年样品。分析结果显示,Rb/Sr、色度和磁化率等夏季风代用指标曲线所表现的4次岁差变率振荡具有高度的一致性,依据气候地层...     

陕西岐山黄土剖面Rb、Sr组成与高分辨率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb,Sr含量和磁化率系统测定表明，黄土中Rb,Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤，它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏，分辨率更高。Rb,Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期，相对低的Rb,Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约6000－5000aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期，使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的土壤期。黄土高原南部自全新世以来，经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

陕西岐山黄土剖面 Rb、Sr组成与高分辩率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb、Sr含量和磁化率系统测定表明 ,黄土中Rb、Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤。它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏 ,分辩率更高。Rb、Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期 ,相对低的Rb、Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约 6 0 0 0～ 5 0 0 0aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期 ,使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的成壤期。黄土高原南部自全新世以来 ,经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

汉江上游谷地辽瓦店剖面风化成壤特征以及成壤环境演变

以汉江上游谷地郧县辽瓦店典型全新世黄土-古土壤剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、烧失量、吸湿水、Rb/Sr比值等理化指标进行分析研究.结果显示:粘粒含量、细粉砂含量、粘粒/粗粉砂比值、磁化率、烧失量、吸湿水含量和Rb/Sr比值在古土壤S0为剖面最高值,在黄土层(L0、Lt和L1)均较低,而细砂粒和粗砂粒含量在古土壤S0为剖面最低,在黄土层(L0、Lt和L1)均较高.表明古土壤S0形成时期,气候温暖湿润,降水量充沛,生物活动强烈,成壤作用较强;黄土堆积时期,气候寒冷干燥,成壤作用较弱.各指标含量曲线中古洪水滞流沉积层(slackwater deposit,简称SWD)均呈现出突变性的变化,且变化幅度甚大,说明其为气候突变事件的产物,未受到成壤改造作用和生物活动的影响,表明全新世晚期的东汉末年,在汉江上游流域曾发生过一次强烈的气候突变事件,引起了特大洪水的发生.     

中国黄土地层Rb和Sr地球化学特征及其古季风气候意义

本文详细研究了陕西洛川黄土剖面中Rb,Sr的含量变化及其在不同粒级与不同相态中的分布特征。结果表明Rb在粘粒中含量高，基本只存在于残留态中，而Sr则主要分布于砂和粉砂粒级中，并以残留态与碳酸盐结合态为主要赋存相态，因此黄土和古土壤中Rb、Sr含量的差异应与冬季风驱动的粒度分选作用引起的物质组成变化及风驱动的风化成壤强度密切相关。Rb／Sr值变化实际上反映了东一业季风系统的两个相互消长因子－－冬季风与夏季风在轨道时间尺度上的循环交互特征。洛川剖面2.6Ma以来Sr含量总体演化趋势与北半球冰量变化模式的相似性验证了高纬度冰盖生长与东亚季风强度之间存在着耦合关系，而Rb含量与磁化率之间极佳的正相关关第为今后用Rb画评估成壤作用对磁化率的贡献成为可能。     

长江中下游地区下蜀黄土磁化率曲线与环境变迁

通过对镇江大港剖面地层结构和磁化率曲线特征的分析研究,以及与相邻地区风尘堆积研究成果的比较,认为长江中下游地区磁化率曲线的波动旋回很好的对应了黄土 -古土壤风尘堆积序列,记录着该区中更新世以来七次大的古气候冷暖旋回。古气候的旋回变化幅度较北方黄土区要小得多,冷期和暖期都存在着频繁的小尺度的气候冷暖波动,可与深海氧同位素曲线相比较 但各地下蜀黄土沉积速率和沉积环境有一定的差异。     

中原邙山黄土与末次间冰期以来古季风特征

中原邙山赵下峪剖面出露S10以上黄土地层,厚度大于172.1m。末次间冰期S1古土壤厚15.7m,末次冰期L1黄土厚达77.3m,其中晚冰阶L1LL1黄土、间冰阶L1SS1古土壤和早冰阶L1LL2黄土分别厚41.6m、13.2 m和22.5 m。邙山黄土是厚度最大的晚更新世黄土地层剖面之一,记录了丰富的气候环境变化信息。用SPECMAP氧同位素曲线确定的阶段界限的日历年龄为标定点和磁化率年龄模式,获得相应的时间标尺,据以计算出S2以上各层段的平均沉积速率和分辨率。邙山黄土倒数第二间冰期以来不同冰期或冰阶与间冰期或冰阶的粒度、平均沉积速率和分辨率有很大的差异,其中以末次冰期晚冰阶L1LL1黄土的平均沉积速率为最高,达3.45 mm／a,而末次问冰期S1古土壤的沉积速率亦高达0.28 mm／a。本文主要根据赵下峪剖面的磁化率和>45μm粗颗粒含量变化曲线,并与格陵兰GRIP冰心和深海SPECMAP氧同位素曲线对比,讨论末次间冰期以来古季风特征及其相互关系。     

萨拉乌苏河酒坊台剖面末次间冰阶以来的气候环境演化

酒坊台剖面位于萨拉乌苏河流域下游,其中末次间冰阶以来主要为风成砂沉积,间夹砂质古土壤和湖沼相粘土层等,对环境信息有良好的记录。OSL年龄结果表明该剖面顶部记录了末次冰期间冰阶(约52 ka B.P.)以来的气候演化历史。通过对剖面高精度的粒度和磁化率分析,结合Rb、Sr元素含量及其比值综合分析,表明末次冰期间冰阶以来该剖面自上而下可划分为3个主要层段,对应了深海氧同位素MIS 1~3。同时在MIS 3阶段呈现出明显的MIS 3a、3b、3c亚段,结合区域研究资料,表明萨拉乌苏河流域在中—长时间尺度上,对全球性和区域性气候事件有良好的沉积响应。     

二十二万年以来东亚夏季风的千年尺度变化及其在不同时期的差异

本文采用游离铁和全铁的比值,建立了0．220MaB．P．以来长武黄土-古土壤序列的高分辨率古风化强度序列,揭示出0．220MaB．P．以来黄土高原古环境发生了一系列千年尺度的变化,且多数在同一剖面的磁化率记录上没有明显反映或反映较弱。由于该地区冬季土壤温度低于0℃,化学风化的强度主要受控于夏季的温度和降水。据此我们认为,这种千年尺度的波动是东亚古夏季风强度变化的信号。此指标与格陵兰GRIP冰芯δ¹⁸O记录对比发现,二者在末次冰期有较好的吻合性,而夏季风在末次间冰期(深海氧同位素阶段5e)及以前的变化要平缓得多。因此,本文的结果显示出：0．220MaB．P．以来,东亚夏季风在千年尺度上的大幅度变化在末次冰期最为显著,此前则表现为一种较为稳定的模式。     

Impacts of grain size sorting and chemical weathering on the geochemistry of Jingyuan loess in the northwestern Chinese Loess Plateau

Major and trace elemental compositions of loess samples collected from the Jingyuan section in the northwestern Chinese Loess Plateau (CLP) were analyzed to investigate the potential impacts of grain size sorting and chemical weathering on the loess geochemistry and to extract appropriate geochemical indices for better evaluating the East Asian monsoon variability. Based on variations of major and trace elements in different grain size fractions, seventeen elements were classified into three types: (1) Si and Na display higher contents with the increased particle sizes; (2) Al, Fe, Mg, K, Mn, Zn, Rb, Cr, V are mainly enriched in fine size fractions; (3) Ti, Ba, Zr, P, Ca and Sr show irregular variations among different size fractions. Comparison of Al-normalized elemental ratios with Zr/Rb and Rb/Sr ratios (two commonly employed indicators for grain size sorting and pedogenic weathering) indicates that Si/Al, Zr/Al, Ti/Al variations match well with Zr/Rb and grain size results, whilst Ca/Al, Sr/Al, P/Al ratios display similar variability as that of Rb/Sr ratio. Comparison of loess based proxies (e.g., elemental ratios, magnetic susceptibility, grain size) of Jingyuan section with speleothem and ice-core records confirms that elemental ratios of high-resolution loess sequences developed in the northwestern CLP can be employed to address fluctuations of the winter monsoon-induced grain size sorting and summer monsoon-related weathering and pedogenesis at glacial–interglacial and millennial timescales.     

最近2.5Ma黄土高原环境变化研究进展——来自洛川黄土地层的证据

洛川黄土—古土壤序列记录了最近2.5Ma黄土高原自然环境的演化和变迁。国内外研究人员运用地层学、古生物学、土壤学、磁学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学等多学科的研究方法，统一地层划分，明确成因机制，建立时间标尺，分析气候指标，提取环境信息，逐步揭示了自早更新世以来该区气候由暖湿而冷干、频繁剧烈波动的历史以及古生物的演替过程，为全球变化研究提供了重要资料。     

最近13万年来黄土高原黄土剖面中绿泥石的化学风化与古气候变迁

对黄土高原不同纬度地区的4个黄土—古土壤剖面和lO个现代土壤样品中绿泥石的化学风化进行研究，发现黄土—古土壤剖面中的绿泥石在最近13万年发生了明显的化学风化，其风化程度受剖面位置和气候控制；黄土—古土壤剖面中ω(绿泥石 高岭石)／ω(伊利石)的比值与磁化率之间具有良好的负相关关系，绿泥石的化学风化与古土壤中铁氧化物矿物的形成和磁化率的增强之间有成因联系；黄土高原现代地表样品中ω(绿泥石 高岭石)／ω(伊利石)比值与现代年平均温度和年平均降水量有着良好的相关关系。认为ω(绿泥石 高岭石)／ω(伊利石)的比值可作为新的指示夏季风变化的替代性指标，对于定量重建古气候的变迁历史具有重要意义。     

临夏黄土记录的26万年来季风快速变化

黄土高原西部高分辨率黄土序列开展的多代用指标研究,有助于揭示轨道-亚轨道尺度上东亚冬、夏季风的变化特征及动力机制。但针对同一地质记录提取冬、夏季风多代用指标进行对比和敏感性分析的工作尚不多见,因此制约了对季风快速变化特征和机理的理解。本文利用甘肃临夏85 m黄土岩芯开展高分辨率的粒度、磁化率和元素扫描分析,发现在轨道尺度上粒度和Zr/Rb比值显示的大幅冰期-间冰期波动与深海氧同位素记录有很好的对应关系,表明东亚冬季风的波动响应于北半球高纬冰量的变化。但在千年尺度上,粒度能更敏感地响应冬季风的快速变化;Rb/Sr比值和磁化率均能很好记录轨道尺度上的东亚夏季风波动,但在亚轨道尺度上Rb/Sr的敏感性明显高于磁化率。粒度、Zr/Rb和Rb/Sr所指示的东亚季风快速变化表现出较强的岁差信号,与石笋和北纬65°夏季太阳辐射有较好的对应关系,表明东亚季风变化也受到岁差直接驱动的夏季太阳辐射变的控制。在最后两个冰期-间冰期旋回中(即末期冰期旋回和倒数第二次冰期旋回)Rb/Sr及Zr/Rb比值和粒度记录分别可以辨别出与石笋相同数量级的变暖事件,但粒度记录的暖事件明显要多于Rb/Sr及Zr/Rb比值,且这些暖事件并不能一一对应。粒度及元素比值记录显著变冷的千年尺度的Heinrich(H)事件与石笋记录的夏季风明显减弱的事件有很好的对应关系,但其发生频率明显高于海洋记录。这些指标记录的千年尺度上波动信号的不一致性主要归因指标对不同气候要素敏感性的差异。未来需要进一步开展高分辨率多代用指标敏感性分析,选取对季风快速变化的敏感指标,有助于我们理解季风快速变化的特征(如周期和幅度等)和分析季风快速变化的时空差异性。     

Paleorainfall Reconstructions from Pedogenic Magnetic Susceptibility Variations in the Chinese Loess and Paleosols

The rock magnetic properties of the Chinese loess and paleosols constitute a unique and sensitive record of East Asian paleoclimate through the Quaternary Period. Systematic variations in the concentration and grain size of the magnetic minerals in these sediments have produced systematic variations in the magnetic susceptibility signal, which can be easily and rapidly measured at many sites across the Loess Plateau. Variations in many other rock magnetic properties can be used to identify the key shifts in ferrimagnetic grain size, but magnetic susceptibility alone is sufficiently sensitive to record stadial and interstadial climate stages, as well as glaciations and interglaciations. Past changes in rainfall and monsoon activity for this region are reconstructed from the susceptibility variations. The susceptibility record is calibrated using the modern relationship between rainfall and pedogenic susceptibility on the Loess Plateau. Our rainfall reconstructions identify enhanced summer monsoonal activity in the Chinese Loess Plateau region in the early Holocene and the last interglaciation. In the presently semiarid western area of the plateau, annual precipitation in interglacial times was up to 80% higher than at present; in the more humid southern and eastern areas, values were up to 20% higher than today's levels. During the last glaciation, precipitation decreased across the entire plateau, typically by 25%. The relationship between pedogenic susceptibility, climate, and weathering age was examined over the Northern Hemisphere temperate zone and the observed positive correlation between rainfall and susceptibility indicates that climate, rather than soil age, is the predominant factor that controls pedogenic susceptibility enhancement in loess soils.     

Rb and Sr Geochemical Characterization of the Chinese Loess Stratigraphy and Its Implications for Palaeomonsoon Climate

Concentrations and distributions of Rb and Sr in loess and palaeosol samples from the Luochuan profile have been studied, in grain-size fractions and chemical forms. Results show that Rb is quite rich in the fraction of less than 2μm, and exits only in the residual phase, while Sr is distributed in sand and silt fractions, occurring in the residual and carbonate phases. Therefore, variations of the concentrations of Rb and Sr in loess and palaeosols are closely related not only to dustfall compositions depending on winter monsoon wind strength but also to summer monsoon-induced pedogenic intensity. This indicates that variations of Rb/Sr ratio in Chinese loess sequences represent cyclic alternations of East Asian summer and winter monsoon climates on the orbital time-scale. Variations in Sr concentrations along the sequence bear a high similarity to the oxygen isotope record of the deep sea sediments over the past 2.5 Ma, whereas variations in Rb concentrations are in good agreement with the record of     

郧县前坊村剖面黄土-古土壤序列风化成壤及古气候研究

秦岭作为我国南方和北方地理、气候、自然环境的天然分界线,并当作是黄土高原的南屏障。汉江上游谷地地区位于秦岭南侧,属于北亚热带气候区域,受季风气候活动影响强烈。为了探讨该地区在亚热带气候背景下,风成黄土成壤改造对气候变化的响应机制,通过对汉江上游谷地前坊村（QFC）剖面磁化率、烧失量、粒度、Rb/Sr等理化性质进行研究。结果表明:①末次冰期以来沙尘暴很有可能越过秦岭在其南侧堆积,黄土-古土壤剖面地层序列从上到下依次为:MS-L₀-S₀-Lt-L₁-AD;这些沉积物完整记录了一级阶地上晚更新世气候变化信息,地层单元受到各个时期不同程度成壤强度的改造。②前坊村剖面中,理化性质在不同地层单元有显著差异。例如磁化率、烧失量、Rb/Sr指标平均含量的高值出现在古土壤层中,低值出现在黄土层;而Zr/Rb含量变化正好相反;这些理化性质表明,在古土壤发育期,水热条件进入最适宜期,沉积物的风化成壤作用显著;在黄土堆积期,气候寒冷干燥,主要以粉尘堆积为主,沉积物的风化成壤作用较弱。③秦岭南侧北亚热带汉江上游前坊村一级阶地剖面化学风化强度变化揭示了黄土-古土壤环境气候变化的规律:末次冰期以来（大约18.0～11.5 ka B.P.）,气候干冷,沙尘暴频繁出现,沉积物以黄土堆积为主,成壤作用微弱,形成马兰黄土（L₁）;全新世早期（约11.5～8.5 ka B.P.）,气候由干冷向暖湿方向转变,但主要以干冷为主,形成过渡层（Lt）;在全新世大暖期（8.5～3.1 ka B.P.）,气候条件达到最优阶段,水热配合较好,生物活动活跃,成壤作用十分显著,发育了古土壤S₀;到了全新世晚期以来（3.1 ka B.P.）气候又由暖湿向干冷方向转变,成壤作用明显减弱,沙尘暴出现较为频繁,形成了以黄土堆积为主的全新世黄土（L₀）。现代表土层（MS）是在（1.5 ka B.P.）以来气候转暖,加之人类长期农业耕作扰动,在全新世黄土L₀顶部叠加而形成的。     

2.5Ma以来大陆风化强度的演变

本次研究得出了２．５ＭａＢＰ以来洛川剖面黄土－古土壤序列的酸不深物＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ、Ｒｂ／Ｓｒ、磁化率和沉积速率的变化曲线。黄土和古土壤酸不深物＾８７Ｓｒ／８６Ｓｒ、Ｒｂ／Ｓｒ和磁化率的变化具有类似的阶段性和周期性,这与晚新生代以来古气候的主要变化以及行星轨道参数相一致。研究证明,黄土和古土壤酸不深物＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ值得化学风化强度的替代指标,沉积速率是物理风化强度的替代指标。自２．５     

陕西洛川黄土剖面的白度参数及其古气候意义

对陕西洛川黄土剖面的白度研究表明，黄土和古土壤存在明显的白度差别，表现为黄土的白度值较高，而古土壤的白度值较低，依据白度值可以清晰地区另出剖面中的黄土层和古土壤层。化学处理以及分粒级实验结果表明风化成壤作用造成细粒级铁氧化物的含量增高是古土壤中白度值降低的主要因素。洛川剖面白度值的变化与第四纪冰期－间冰期旋回的波动特征相一致，其逐渐增高的趋势与全球气候变冷总体趋势相吻合，表明白度在反映夏季风环流强度变化，以及对全球气候变化的响应问题上具有广泛的应用前景。     

中国黄土磁学与古气候(英文)

近二十年来中国黄土环境磁学的研究基本上是沿着两条主线进行的 ,即磁性地层学和古气候研究两个方面。对早先确定的典型黄土剖面的磁性地层研究表明风成黄土的堆积开始于Matuyama的下界 ,约 2 .6Ma。而近年来对黄土古土壤序列之下的红粘土的进一步研究显示风成堆积的开始比原先认为的要早的多 ,至少可追溯到约 7Ma。尽管目前在古土壤磁化率的增强机制和磁化率如何记录古气候变化等问题上还没有达成广泛的一致 ,而黄土古土壤系列磁化率与深海氧同位素的良好对比可证实中国黄土确是记录全球气候变化非常理想的信息载体。近年来许多学者尝试性提出的其它古气候替代性指标 ,如全岩粒度、稳定同位素组成、FeD/FeT指标、Rb/Sr比值和CaCO3 含量等必将为重建古季风变化和古气候提供重要信息。