成都粘土与其下伏粘土粒度特征对比及古环境意义

成都粘土下伏地层为褐色粘土和网纹红土,揭示其沉积环境特征差异性对深入理解区域环境演变具有重要意义。通过对比分析三层粘土的粒度组成、粒径频率曲线、粒度参数和分形维数特征,探讨了三层粘土沉积环境的差异性。结果表明:(1)成都粘土及其下伏粘土均以粉砂(5～50μm)为主,相较北方黄土粘粒(5μm)含量偏高而Kd值偏低,且含较多100μm的粗颗粒。(2)三层粘土的粒度参数特征与典型风成黄土相似而明显区别于河湖相沉积物。(3)褐色粘土具有较高的粗粉砂(10～50μm)含量和较大的粒径分布偏度、峰度值,而平均粒径(φ值)和分形维数最小;成都粘土标准偏差为最大,峰度最小,而网纹红土的平均粒径和分形维数最大。(4)三层粘土的粒度分形维数均与粒度组成、平均粒径和峰度呈显著相关性,而仅有褐色粘土分形维数与标准偏差和偏度具有显著相关性。(5)风化成土作用会影响沉积物粒度组成、粒度参数和分形维数,成都粘土和网纹红土较褐色粘土经历了较强的风化成土作用,三层粘土按沉积时间先后古气候特征表现为暖湿-冷干-暖湿的变化趋势。     

长江三峡巫山第四纪沉积物粒度分布特征

以长江三峡巫山第四纪沉积物为主要研究对象,目的在于弄清它究竟是风化壳还是北方黄土在此区的沉积。利用马尔文激光粒度仪对其粒度进行了检测,并计算了粒度参数,结果表明:(1)砂含量极少,平均值为0.7﹪,粉砂最高,为68.64﹪,黏粒次之,为30.66﹪;风尘基本粒组10~50μm含量较高,平均值为52.07﹪,推测其成因有一定的风成特性。(2)剖面粒度分布曲线呈单峰形态,拖有细尾,与风成黄土类似,可能指示沉积后经历了风化成壤作用。(3)望天坪剖面粒度参数特征与北方风成黄土具一定相似性,判别参数分析对应于风成成因。根据以上分析,初步判定其物源具风成特性,但其环境意义还有待进一步探讨。     

东海浪岗山列岛风尘沉积的新证据

通过对浪岗山黄土粒度组成、磁化率、碳酸盐、微量化学元素、粘土矿物进行测试和分析,并与其他黄土地层对比发现:1)浪岗山黄土具有10~50μm粒组富集、磁化率为69.3×10-8~93.8×10-8m3kg-1、粘土矿物以伊利石为主(64.91%~79.35%)等与其他风成黄土相似的风尘沉积特征;2)根据红外释光测年(IRSL)结果,浪岗山黄土剖面底部的沉积年代为41.0±2.5 kaB.P.,而沉积速率较快(约为1.53 mm/a),应为晚更新世短期内快速堆积的一例风成黄土地层;3)与内陆黄土相比,浪岗山黄土大于50μm粒组均超过10%,明显偏高,表明该剖面除接受来自西北内陆的远源风尘物质外,还接受来自东海陆架的“近源”风尘物质;4)与内陆黄土相比,浪岗山黄土磁化率变化范围不大、碳酸盐含量极低、蛭石含量偏高、微量元素含量偏低,应考虑剖面沉积后气候环境的长期改造作用。     

陕西榆林柳树峁剖面L3与S3层位粒度端元特征与古环境研究

本文选取榆林市横山区柳树峁剖面,对其第3层黄土(L₃)、第3层古土壤(S₃)层位粒度数据进行分布特征分析和参数化端元分析,以此探讨沉积动力及其所代表的环境特征。结果表明：柳树峁剖面L₃、S₃层位粒度组成以粗粉砂(42.65%)和极细砂(32.40%)为主,中值粒径为47.11μm。剖面L₃、S₃层粒度数据可分为4个端元：EM1组分(众数粒径7.42μm)为大气中长期存在的、经过远距离携带搬运的细粒组分,EM2(众数粒径43.66μm)和EM3(众数粒径76.43μm)组分是由冬季风或沙尘暴所携带的近源组分,EM4(众数粒径161.20μm)组分为风成沙,物源来自于北部的毛乌素沙地,该组分含量变化可作为指示强冬季风或强沙暴的替代性指标。柳树峁剖面记录了L₃黄土沉积时期存在1个极冷期、2个冷期和1个较暖期,S₃古土壤发育时期存在2个暖期和1个冷期。同时,剖面也记录了L₃、S₃     

罗马尼亚Mircea Voda剖面黄土粒度特征及其成因指示

Mircea Voda剖面是欧洲典型的黄土剖面之一,本文对Mircea Voda黄土剖面序列S0-S3进行了系统的粒度分析,并与中国黄土高原典型的黄土剖面洛川剖面、西峰剖面等进行了对比研究。结果显示,黄土粒度组成以粒径为4μm-63μm粉砂为主,其平均含量为78. 22%,呈现出风成成因的基本特征,且不同深度样品的粒度组成具有较高的均一性,显示该区黄土具有相同的物质来源。粒度频率曲线呈现为以突出的第一众数20μm～35μm,分选较好的单峰正偏态分布特征,说明粉尘在沉积之前经过了充分的混合。粒级主要组分集中在粗粒端,但在细粒端1μm附近存在第2个分量,这种特征与中国黄土高原黄土的粒度特征十分相似。计算得沉积物环境判别参数Y值均小于-2. 741 1,通过与水成沉积物判别值Y的比较,进一步证实了Mircea Voda剖面黄土为风成成因特征。     

岷江上游叠溪溃坝堆积体的沉积特征与历史溃决洪峰流量

岷江上游叠溪河谷段在地质历史时期发生了一次大型岩质古地震山体滑坡事件,并堵塞岷江形成一个大型古堰塞湖。堰塞湖形成后在晚更新世晚期(约27 ka BP)发生了溃决,并在其下游形成长约5 km的天然溃坝堆积体。基于野外地质调查,采用测量统计、取样分析及理论计算等方法,研究了叠溪古堰塞湖溃坝堆积体的沉积特征,并重建了溃决洪水的最大洪峰流量。叠溪溃坝堆积体主要由砾石、卵石、砂及少量粉/黏土组成,剖面中发育叠瓦、孔洞、块状、杂基、支撑—叠置及韵律互层等构造特征。从上游至下游,溃坝堆积体的出露厚度逐渐变薄,砾石碎屑成分表现出由粗变细的变化趋势。采用水力学理论方法重建了溃决洪水的最大洪峰流量,溃口处洪水平均流速和最大洪峰流量分别为17.23 m/s和49821.28 m~3/s,如此大规模的堰塞湖溃决洪水在世界范围内也是十分罕见的。叠溪溃坝堆积体的沉积特征与溃决洪峰流量重建,对于了解滑坡堰塞湖坝体溃决过程、溃决洪水演进机制以及山区地质环境演化规律等方面具有重要意义。     

第四纪加积型红土与黄土的风成相似性探讨

粒度分析表明,第四纪加积型红土的粒度组成特征与黄土相似,其粒度组成以50 μm以下的粉沙和粘土组分为主,并且10～50 μm的风尘基本组分含量与黄土类似,该类型红土粒度组成存在明显的由北向南粘粒含量增加的空间变化规律;粒度组成的频率曲线研究表明,第四纪加积型红土主要呈现双峰和多峰的特征,表明其搬运营力的多元性,与西风区黄土类似;该类红土的稀土元素丰度以及Sr、Nd同位素组成也与北方风尘沉积相似.因此提出该类红土可称之为加积型红土,它与北方风成沉积存在风成相似性.     

中亚热带网纹红土的稀土元素特征与成因分析

130块样品的稀土元素含量、稀土分布模式、稀土特征值分析以及物源指数的计算表明,中亚热带网纹红土与北方黄土具有相似的稀土特征。网纹红土稀土元素平均含量(179.57μg/g)与地壳平均值(178μg/g)、北京郊区1998年12月大气粉尘稀土总量(177.97μg/g)以及两块中国黄土标样平均值(178.22μg/g)非常接近,稀土分布模式与风成沉积及UCC类同,轻稀土强烈富集,重稀土淋失,轻重稀土比值9.86~15.18,Ce元素正异常,物源指数<0.5。稀土元素特征指示,所研究的网纹红土的母质与黄土具有风尘相似性,而且风尘沉积后经历了较北方黄土更为强列的风化作用,其形成环境与古土壤和上新世红粘土接近。     

内蒙古二连浩特北巴日钦音哈达中三叠世花岗闪长岩岩石学及地球化学特征

内蒙古二连浩特北巴日钦音哈达中三叠世花岗闪长岩SiO2:65.33-71.25%,Al2O3:14.30-15.01%,具高硅、高铝、富钠,贫铁、镁、锰的特点,属过铝质钙碱性系列,岩石成因类型为S型。稀土总体偏低,∑Ce/∑Y=1.04-2.78,(La/Sm)N=2.65-2.91,(Gd/Yb)N=0.49-1.03,LREE分馏程度中等,HREE分馏程度较弱,Eu具弱负异常。在Rb-Y+Ta图解中落入火山弧花岗岩区,形成于造山后伸展环境。     

柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘微量元素特征与环境意义

对柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘沉积物微量元素、粒度测试,并与其他体系沉积物对比,分析微量元素地球化学特征及环境状况。结果表明:1)微量元素以V、Cr、Zn、Rb、Sr含量较大,其中Sr含量最高,Rb次之;与中国黄土、新疆灰钙土相关系数R2为0. 96,斜率分别为1. 07和0. 99,含量总体相似; Sr、U高于灰钙土和黄土,其中,Sr含量表现为灌丛沙丘灰钙土黄土,Rb、Sn、Cs、Pb、Th含量介于二者之间,其余元素含量均低于二者;其与中国沉积层元素丰度存在差异。2) Sc、V、Co、Ni、Cu、Cs、U与黏粒(2μm)和粉砂(2～63μm)相关度均较高,而Ga、Rb、Pb主要受控于黏粒组分,Cr、Zn、Sr、Nb、Sn主要取决于粉砂组分; Y、Th与其他元素及不同组分无相关性; Rb/Sr比仅与Ga、Rb、Pb元素及 63μm的砂组分呈极显著正相关,与其余元素相关度低或不相关,或极显著负相关。3) Rb、Sr分别反映了沉积物近地化学风化成壤作用和源区物理风化过程; Sr/Cu值介于15～20之间,Th/U值介于3. 5～4之间,C. V值差异不大,元素垂直变异较小;总体表面灌丛沙丘沉积发育于极端干热环境,未发生明显还原作用。     

藏北高原安多地区高山草甸土的母质成因及其成土模式

基于对藏北高原安多地区高山草甸士的粒度组成及理化性质的研究,探讨了该地区高山草甸土的母质成因及成土模式.分析结果表明,安多地区高山草甸土的粒度分布以20μm为界线呈双峰态分布.主峰峰值粒径在90 μm左右,较细峰呈宽阔细尾分布,峰值粒径在3～6 μm之间.高山草甸土的各粒级组成(＜2μm、2～20 μm、20 ～ 300 μm、300 ～2 000 μm)沿剖面变化很小.高山草甸土主要由极细砂组成(50～ 125 μm),平均粒径集中在60～90 μm,明显比黄土高原黄土、川西黄土、成都粘土的粗.高山草甸土粒度分布特征与土壤底部的薄层粗骨性残留古风化层相比存在显著差别,而与该区域河谷沉积、风尘沉积具有相似的特征.总之,各实验数据指示,安多地区高山草甸土具有土层厚、质地均匀、无砾石和层理不发育的特点,与基岩原地风化形成的高山草甸土存在明显差别,其成土母质来源于风尘沉积.该区高山草甸土成土过程符合风尘“加积型”土壤发育模式,而风尘沉积在高山草甸土的形成和发育过程中发挥了重要的作用.     

泾阳泾河段全新世剖面元素地球化学特征与洪水变化

根据泾阳泾河一级阶地前缘沉积剖面(JYc)中285个样品的元素、化合物含量和粒度分析,对泾阳泾河段全新世剖面元素地球化学特征与洪水变化进行研究,结果表明,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V、Ba、Co和化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量在剖面各层中变化明显,分辨率高,能够清晰地指示洪水以及降水量的变化;JYc剖面分为41个沉积层,指示了41次大小不同的洪水和41个降水较多的年份;沉积物粒度细,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V和化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量高,元素Ba、Co含量低,指示沉积时洪水强度小,洪水位低,降雨量少;沉积物粒度粗,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V和化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量低,元素Ba、Co含量高,指示沉积时洪水强度大,洪水水位高,降雨量多.泾河泾阳段洪水代表的是黄土高原泾河流域的洪水,特大洪水与大洪水,来自整个泾河流域或泾河流域大部分地区,较小的洪水来自泾河流域小部分地区.泾河流域发生洪水的原因有3种:1.年降水量明显增加造成;2.年降水量没有增加,而是由短时暴雨造成;3.年降水量没有增加,而是由于降水集中、持续时间长造成的洪水.泾河泾阳段JYc剖面的洪水沉积主要是由中度涝灾、大涝灾、特大涝灾形成的,轻度涝灾一般不会造成洪水灾害.     

中亚热带第四纪红粘土的粒度特征

中国南方第四纪红粘土的成因尚有洪积、冲积、风成、坡麓堆积风化等多种说法。中亚热带5个红土沉积剖面的粒度组成分析结果表明:(1)5个红土沉积剖面的粒度组成表现出较好的一致性,粉砂(4~63 μm)为优势粒组,其含量的平均值为48.12%~68.89%, 粘粒(<4 μm)含量平均值变化于23.83%~50.10%,砂(>63 μm)含量平均值<5%。推测中亚热带红土母质具风成特性,沉积后经历了较强的风化成壤过程。(2)粒度参数高度相关,频率曲线以双峰为主体,概率累积曲线表现为三段式和五段式,表明中亚热带各地红土的沉积环境较为一致,但分选具一定复杂性。(3)在剖面上,红土粒度分布随时间变化而变化,棕黄色层的平均粒径值较均质红土层和网纹红土层粗,粉砂含量较高。     

巧家盆地黄土的粒度特征及其成因分析

通过对巧家盆地地区金沙江左岸阶地上的厚层黄土进行实地考察,并进行了系统采样和粒度特征分析,结果表明该区黄土的粒度组成较为一致,以10～50μm的“风成基本粒径”粗粉砂质为主,其含量在26．09％-46．06％。同时〉63μm的砂质也较大,在剖面顶部达到了28．73％,随着地层向下呈现出粗粒径减小,粘粒含量增大的趋势。巧家黄土地粒度频率曲线呈双峰态特征,与长江以南的典型红土有着相似的分布特征。其粒度组成与粒度参数特征反映了风成近源堆积特性,通过将巧家黄土的粒度参数特征与洛川黄土和河流相沉积的相对比,显示其与典型的风成黄土具有相同的成因。     

陕西横山L2以来风沙/黄土沉积序列的粒度端元特征及其环境意义

受气候振荡的影响,沙漠边界多次往复摆动,在地层中留下了黄土、古土壤与古风成沙的迭覆沉积。通过传统粒度参数和端元分析模型方法对陕西横山HS剖面L_2以来风成沙—沙质黄土—沙质古土壤所蕴含的粒度成分、相应的沉积信息和沙地进退进行探讨。结果表明:HS剖面粒度组成不同于黄土区,以极细砂(31.07%)、细砂(30.20%)和粗粉砂(23.38%)为主,具有大小混杂的宽粒级范围的明显特征。因此在黄土区具有全球古环境意义的粒度指标未必适合本区,运用参数化端元分析模型对本区粒度指标进行分离,以期得到适宜本区的气候环境指标。其中,端元1(EM1)的众数粒径为8.93μm,反映了西风环流的信息;端元2(EM2)的平均粒径为32.82μm,很大程度上间接指示东亚冬季风强度的变化;端元5(EM5)的平均粒径为235.46μm,是极强冬季风或强风暴的替代性指标,其含量反馈当时冬季风的强烈程度。由此,研究认为陕西横山自L_2以来发生了5次沙地扩张和3次沙地后退事件,其中风成沙层为强烈冬季风环境引发毛乌素沙地扩张时堆积的;而冬季风强度大为减弱时,沙丘迁移被沙尘堆积所取代,形成沙质黄土层;古土壤层是在冬季风相对萎缩时发育的。冰期形成的风成沙层对目前区域沙漠化存在不可忽视的潜在威胁,保护全新世形成的土壤层是防治区域沙漠化的重要措施。     

庐山JL剖面粒度敏感组分的提取与环境意义初探

粒度环境敏感组分能够更准确地指示沉积物的沉积环境。该文采用粒级—标准偏差法提取JL剖面的敏感组分,分析了粒度敏感组分含量在剖面上的变化,并探讨其环境指示意义。结果表明:1)JL剖面有3个粒度敏感组分(组分1平均粒径波动范围为0.7~1.04μm,平均值为0.94μm;组分2平均粒径的波动范围为5.15~5.50μm,平均值为5.34μm;组分3平均粒径的波动范围为22.16~32.84μm,平均值为25.83μm),其中组分3对环境变化的反应最敏感,能够指示冬季风的强弱变化。2)敏感粒度组分的含量在网纹红土中最低,棕黄色黄土层中含量最高,古土壤层的含量介于网纹红土层和棕黄色土层之间。3)JL剖面敏感粒度组分含量的纵向变化表现为高低值相间的多个旋回。初步认为,庐山地区第四纪以来冬季风呈明显增强的趋势,并存在冬夏季风强弱交替的波动。     

西宁地区黄土堆积的粒径分组

采用对数正态分布的统计方法对青藏高原东北缘西宁盘子山黄土剖面的粒度数据进行拟合,结果表明盘子山剖面的粒度分布呈现出5个对数正态分布粒度方式的组合,各地层单元的粒径大体可分为5组,粒度分别介于平均粒径为0.4、9、20、40、63μm的范围,各粒径区域占整体粒径分布的比例比较相近;并且粘粒、极细粉砂组分的分选程度较差。盘子山剖面的粒度分布方式与黄土高原地区的分布有一定差异,<4μm的组分在古土壤中占到11%~16%,在黄土中占到8%。无论在黄土堆积阶段,还是在古土壤发育阶段,盘子山地区相对于延长地区,20、40、63μm粒径组的比例都大,西宁盘子山地区黄土剖面的粗颗粒含量比较多。由于气候总体干旱、成土作用相对较弱,风化对黄土粒度组成的改变程度不会太明显,再加上青藏高原因冰川反复消融作用和磨蚀作用共同影响所产生的砂尘为黄土提供了可观的粗物质补给,因此盘子山剖面的黄土物源区呈现多样化特点。     

渭河上游地区樊家城黄土-古土壤剖面Rb、Sr、Ba存留特征及意义

选择渭河上游樊家城全新世黄土-古土壤剖面为研究对象，对该剖面元素Rb、Sr、Ba含量和磁化率、粒度、CaCO₃进行了测定。结果表明：Rb、Sr、Ba含量及Rb/Sr、Ba/Sr比值与磁化率、粒度、CaCO₃含量显著相关，能够指示渭河上游地区全新世的气候变化。剖面中古土壤层的磁化率、黏粒、Rb/Sr、Ba/Sr以及元素Rb、Ba含量高于黄土层，CaCO₃、Sr含量小于黄土层，指示渭河上游地区古土壤层（S₀）形成时期主要受夏季风影响，气候温暖湿润，淋溶作用强，风化成壤作用强；而黄土层形成时期主要受冬季风影响，气候相对冷干，淋溶作用弱，风化成壤作用弱。在全新世中期，古土壤层S₀¹与S₀²之间的黄土夹层，反映了渭河上游地区在全新世大暖期的6 000~5 000 a BP期间气候显著恶化。     

青海喇家遗址全新世中期土壤与泥流沉积物地球化学特征

通过对青海官亭盆地详细的野外考察,在民和县喇家遗址北部发现了典型的全新世中期风成黄土古土壤剖面。经过详细的野外考察、系统采样和地球化学元素分析、粒度、磁化率等指标测定,从剖面中初步鉴别出两组红粘土质泥流沉积层(RC_1、RC_2),分别记录了发生在3850 a B.P.至3600 a B.P.期间的两场大型泥流事件。该研究主要对剖面中两层红色粘土质泥流沉积层与古土壤层以及岗沟源区沉积物的地球化学性质进行对比研究。结果表明:(1)两层红粘土层均为喇家遗址后山沟源区域的暴雨山洪泥流堆积物,粘土质细粉沙质地,层次混乱,随古地面地形起伏变化,含沙石、黄土团块、陶片和木炭屑等。(2)单个泥流堆积层中,元素含量变化剧烈且有极值出现,这是多次暴雨泥流间歇性发生的有力证据。(3)两层红色粘土层与岗沟源区第三纪红粘土的理化特征都极为相近,据此,可推断出该剖面中两层红粘土层均源自北侧谷坡大红山(第三纪红色粘土)地区的大规模暴雨山洪泥流。这些研究成果对于深入理解黄河上游地区史前环境变化及其产生的自然灾害、人类活动之间的关系具有重大的科学价值。     

以色列Har Keren黄土粒度及地球化学特征分析

黄土广布于全球各地,而不同区域黄土沉积特征存在差异,记录环境变化的机制亦有所不同。对以色列西南部Har Keren(简称HK)地区黄土状沉积剖面进行野外考察,发现其沉积特征与风积黄土较为相似。研究结果表明,HK剖面粒度特征虽表现出风成成因,但粒径整体偏粗且缺少细粉砂组分,说明剖面沉积物主要由近源风力搬运而来,并且在堆积过程中受坡积作用影响,沉积过程较为复杂。HK剖面稀土元素结果表现为右倾型特征,且轻稀土富集、重稀土亏损,Eu中度负异常,与典型风积黄土变化趋势基本一致,但∑REE明显偏低,可能与其物质来源、搬运模式和沉积环境的不同有关。HK剖面常量元素UCC标准化结果与腾格里沙漠边缘黄土分布曲线较为类似,化学蚀变指数(CIA)指示其处于中等化学风化程度,由于研究区气候干旱少雨,主要以物理风化为主,不可能发生较强的化学风化,认为其CIA异常偏高可能与源岩区的化学风化结果有关,由于搬运来的沉积物质中碱金属及碱土金属元素含量整体偏低而导致CIA异常偏高,因此不能真实反映剖面的化学风化程度。