中国黄土研究的历史、现状和未来——一次事实与故事相结合的讨论

地质科学研究要以人为本,从可持续发展出发,开拓地质多样性,有所为有所不为.中国黄土研究经历了发现研究、比较研究和目的研究3个层次阶段,今后需要加强目的研究.中国已有条件从黄土所保存的各种信息,以揭示新生代以来全球干旱化的机制、规律和人类活动影响为目的,从区域性走向全球性研究,提出黄土"地质生态系统”研究的概念.基础研究方面,讨论了1)黄土序列连续性和间断性的间断平衡(PUNCTUATED EQUILIBRIUM)问题;2)黄土全球分布形成机制一元论问题;3)黄土地貌形态与地壳运动表现问题.应用研究方面,讨论了1)健康与黄土区域地球化学与地质生理学(GEOPHYSIOLOGY)问题;2)建设城乡与黄土地质生态结构问题;3)农业与黄土区域生态系统管理评价(REGIONAL ECOSYSTEM ASSESMENT).认为在黄土研究中会遇到社会和技术发展方面的挑战,但关键是科学工作者自己的挑战.     

黄河中游地区黄土地球化学演化

由中国科学院地球化学研究所广州分部文启忠研究员等承担的国家自然科学基金资助项目“黄河中游地区黄土地球化学演化”已提前完成了任务,并出版了目前国内外黄土地球化学研究的第一部综合性专著《中国黄土地球化学》,受到国内外同行专家的高度好评。该论著资料丰富、内容充实,方法多样,论证翔实,在理论上有明显创新,提高了黄土地球化学研究在理论上和应用上的深度和广度,对推动本学科的发展有重大意义。其     

黄土中宇宙成因核素10Be示踪古地磁场变化研究进展

宇宙成因核素10Be示踪古地磁场的研究在海洋和冰芯研究中得到了广泛应用,然而受黄土来源及沉降过程的复杂性制约,运用中国黄土10Be示踪古地磁场变化的研究直到近年来才取得突破进展.综述了黄土10Be的研究现状并指出将其应用于地磁场示踪研究存在的关键问题,重点介绍了为分离黄土10Be浓度记录所包含的气候因素和地磁场影响因素而建立的LGM分离方法、剩磁矫顽力估算模型方法和"平均值概念"方法.各种创新数理方法的建立基本解决了黄土10Be示踪古地磁场的科学难题,使黄土10Be示踪古地磁场变化研究成为可能.     

中国黄土￣（10）Be研究进展

８０年代中期，中国和瑞士科技工作者开始联合进行黄土￣（１０）Ｂｅ研究。建立了黄土￣（１０）ＢｅＡＭＳ测量的理想流程，发现了￣（１０）Ｂｅ在黄土地层良好保存性等重要地球化学行为特征，确认了黄土￣（１０）Ｂｅ研究具有重要意义。对洛川黄土剖面０．４～１３８ｍ段６００多个样品进行了￣（１０）Ｂｅ测定，建立了２．５Ｍａ以来大陆堆积物同位素记录曲线。地磁极性倒转期间，￣（１０）Ｂｅ浓度平均增高２０～２５％、持续２０～３０ｋａ。洛川、西峰黄土剖面￣（１０）Ｂｅ变化与深海沉积物δ￣（１８）Ｏ变化之间均存在极好相关性，据此建立了７５万年以来黄土地层相对￣（１０）Ｂｅ时标；黄土堆积速率与各时期￣（１０）Ｂｅ沉降通量之间亦存在良好的线性相关关系，据此可望建立￣（１０）Ｂｅ绝对时标。探讨了Ｒａｉｓｂｅｃｋ峰事件、￣（１０）Ｂｅ／￣（２６）Ａｌ比值等在黄土地层定年中的应用前景和途径。引入物理意义明确的“磁性物质通量”概念，建立了￣（１０）Ｂｅ—磁化率模型，定量估算出磁化率中降尘和成壤两组分相对贡献，求得洛川区域Ｓ＿０、Ｌ＿１、Ｓ＿１三时期年均降水量。精确测定了黄土石英中“就地”成因￣（１０）Ｂｅ含量，获得不同时期黄土源区侵蚀速率。     

黄土的热释光年代

黄土的年龄是否可用热释光的方法测定,是地质界尚有争议的问题。为寻找应用热释光法测定黄土年龄的根据,我们进行了“模拟阳光晒退”的基础实验。这一实验是基于黄土是“风成”的。也就是说,位于我国西北、华北的典型黄土都是经过风的搬运从其     

中国黄土环境研究的新进展

本文概述了中国黄土气候旋回划分，气候变化周期，黄土地层气候划分与深海沉积氧同位素曲线的对比，传统第四纪冰期划分与黄土地层气候旋回差异的原因，介绍了红褐色古土壤淀积层和古土壤类型研究的新成果，黄土形成与演变的新模型，评述了黄土石植被研究的新进展和今后黄土环境研究的趋势。     

中国黄土10Be研究进展

８０年代中期，中国和瑞士科技工作者开始联合进行黄土＾１０Ｂｅ研究。建立了黄土＾１０ＢｅＡＭＳ测量的理想流程，发现了＾１０Ｂｅ在黄土地层良好保存性等重要地球化学行为特征，确认了黄土＾１０Ｂｅ研究具有重要意义。对洛川黄土部面０．４－１３８ｍ段６００多个样品进行了＾１０Ｂｅ测定，建立了２．５Ｍａ以来大陆堆积物同位素记录曲线。     

“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.     

黄土研究与旧石器考古

第四纪科学与旧石器考古学关系非常密切。在中国北方,旧石器文化的很多遗迹都出现在黄土分布区。中国旧石器考古的开始阶段,黄土研究与旧石器考古研究联系紧密,共同发展。半个多世纪以来,中国的黄土研究在原有基础上取得了新的突破。怎样将已有的黄土研究成果为旧石器考古所用?文章通过对河南织机洞和内蒙古大窑两个旧石器考古地点的案例分析,讨论怎样利用黄土研究的最新成果确定旧石器考古遗址地层层位及年代问题;建议旧石器考古学家应该密切关注第四纪科学的发展,并提倡旧石器考古与地学学科更高层次的交流与合作。     

洛川黄土剖面中蛋白石的发现及其意义

洛川黄土剖面位于陕西省中部,洛川县城南5km 的坡头村附近。该剖面厚度大、地层发育较完整,系第四纪(Q₃—Q₁)风成堆积黄土中的典型剖面。前人从多方面进行过广泛深入研究。黄土的主要矿物成分为石英、长石和/或云母、方解石。在物质成分研究中提到过50多种矿物,但未涉及蛋白石。在黄土的风化成土作用研究中提到“植物蛋白岩偶见”(刘东生等,1985),但未作蛋白石矿物学工作。笔者这次发现的蛋白石,作了较多的矿物学研究。     

陕北黄土高原不同地貌类型区黄土滑坡频率分布

黄土滑坡是西北地区最为严重的地质灾害.频率分布对于区域滑坡风险评估具有重要的意义,借鉴粒度分析方法研究黄土滑坡分布情况,提出滑坡规模径概念,并通过Gamma分布函数对滑坡规模频率曲线进行了拟合.结果表明:(1) 在区域尺度上,可以借鉴粒度分析的理论和方法分析区域滑坡规模百分含量;(2) 在双对数坐标下,频率曲线具有“偏转效应”,而Gamma分布函数在描述滑坡规模径频率分布方面具有广泛的适应性,能够很好地拟合黄土滑坡规模频率;(3) 无论是黄土滑坡的数量还是规模,以墚为主的黄土丘陵区宝塔区都是受滑坡灾害威胁最为严重的区域;但黄土地貌在由塬向峁区的演变过程中,黄土滑坡规模变异或离散程度逐渐减小.      

黄土的多级湿陷性研究

在野外现场渗水试验和室内实验的基础上,探讨了黄土湿陷性与湿度的关系,提出了黄土广义湿陷系数和潜在湿陷系数等新概念,定量分析了这些参数与湿度的关系。据此,作者认为黄土可以不是一次完成浸水湿陷,具多级湿陷特性。      

Loess stratigraphy of the Lanzhou profile and its comparison with deep-sea sediment and ice core record

After summarizing the results of Quaternary climatic fluctuations in China, authors describe the significance of the Lanzhou loess and paleosol sequence in Quaternary studies. In the Lanzhou area the loess sequence attains 400 m thickness, inwhich five stratigraphic units are identified with at least 21 intercalated paleosols, TL, paleomagnetic and fission track dating techniques have been applied to determine the age of the loess horizons. Correlations are made with the terrace of the Yellow River and oxygen isotope curves of the Pacific deep-sea cores V28-238 and V28-239 and the Vostok ice core isotope curves. The comparative study proves that the Lanzhou loess is a very sensitive recorder of climatic fluctuation.     

渤海沿岸黄土中有孔虫化石对古风场的指示意义

通过对渤海沿岸末次冰期黄土中有孔虫化石的研究。发现含有主要生活在南黄海和东海水体较深的浮游有孔虫化石：Globigerina flaconensis、Globorotalia pumilio和Neogloboquadrina dutertrei，后者的含量高达6.4%，进一步对比沉积在不同地貌单元上黄土中有孔虫的丰度和浮游有孔虫化石出现的频率，发现沉积在北坡（阴坡）和南坡（阳坡）的有孔虫化石有显著的差异，北坡的有孔虫丰度和出现频次明显高于南坡，分析认为渤海沿岸的黄土不但具有西北风和东北风从渤海和北黄海搬运来的成分，还有东南风从南黄海和东海搬运带来的成分。     

南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系

宁镇地区的下蜀黄土记录了古气候变化的丰富信息，作为中国北方风尘堆积的南部边缘相，下蜀黄土在全球环境变化研究中占有重要的地位。本文以10cm间距系统分析了老虎山剖面的Rb、Sr含量和频率磁化率。结果显示，磁化率和Rb含量可以较好地指示东亚冬季风强度变化；Rb/Sr比可以作为下蜀黄土化学风化强度的替代性指标；剖面的Rb/Sr比由下至上升高是南京地区12万年以来化学风化作用增强的结果。     

中国黄土研究新进展(一)黄土地层

本文扼要介绍最近几年中国黄土研究中的土壤地层学、磁性地层学、气候地层学、第四纪下界及海陆古气候对比等方面的新进展。根据新发现的黄土剖面,中国黄土中共可区分出37个土壤地层单位。中国黄土底界的古地磁年龄为2.5MaB.P.。2.5Ma以来,中国北方共经历了37次大的冷暖交替。2.5MaB.P.前后,全球气候出现了一次大的转型事件,它可作为第四纪的开始。中国黄土-古土壤系列同深海氧同位素记录在1.7Ma至今的时段上可以很好的对比;2.5Ma至1.7MaB.P.的气候变化,以黄土记录较为明确。     

北京斋堂雁翅地区的黄土

北京西山永定河支流清水河流域的斋堂盆地,是著名的“马兰黄土”的得名地,是我国黄土与三趾马红土首次划分之处。斋堂、雁翅一带又是京郊黄土最为发育的地区之一。近百年来,已见不少有关本区黄土与地文期的报导。     

陕北晋西黄土滑塌灾害的初步研究以西气东输工程为例

黄土滑塌灾害是黄土高原北部地区的-种特殊斜坡变形破坏类型。由于其突发性和频繁发生的特点, 常造成大批窑洞、房屋倒塌和人员伤亡, 并给该区铁路、公路和长输管道建设造成严重危害。由于黄土滑塌灾害具有滑坡和崩塌两种机制和先滑后塌的变形破坏过程, 以往常把它们作为滑坡或崩塌来研究。作者通过陕西靖边县至山西蒲县间 30 0km黄土地质灾害的野外调查和室内的微观分析, 发现黄土滑塌灾害的发生主要受黄土粘粒含量的控制, 因此在空间上具有鲜明的地域性:0.0 0 5mm粘粒含量 10 %的砂黄土区是滑塌灾害严重发育区; 0.0 0 5mm粘粒含量在 10 %～ 2 0 %之间的典型黄土区是滑塌灾害弱发育区; 0.0 0 5mm粘粒含量 2 0 %的粘黄土区是滑塌灾害不发育区。作者在黄土滑塌灾害产生机理和形成条件研究的基础上提出了相应的工程对策。     

安徽省沿江地区网纹红土和下蜀土的形成环境及其年龄

通过对安徽省沿江地区的网纹红土和下蜀土的岩性、地球化学特征、古地磁和热释光测年等综合研究，认为网纹红土形成于山地、丘陵古地理景观和热带－亚热带湿热气候环境中．年龄介于０．４５－２．５ＭａＢ．Ｐ．之间，其底界年龄与我国北方午城黄土的底界基本一致；下蜀土形成于山前垅岗状倾斜平原古地理景观和干旱－半干旱的温带－暖温带气候环境中．年龄介于０．１３－０．４５ＭａＢ．Ｐ．之间．与我国北方上离石黄土大体相当，以往与马兰黄土对比并不合适。