上海地区晚更新世晚期暗绿色硬土层风积黄土成因说

上海地区全新世沉积物之下,埋藏着一层暗绿色、黄褐色硬质粘土层,它一直被认为是全新统的基底而被作为划分全新统与更新统的重要标志层。本文认为该硬土层为晚玉木冰期晚期沉积的风尘物质经次生变化而形成;是长江三角洲西部下蜀黄土在东部平原的延续。     

南京下蜀黄土-古土壤剖面的不同粒组稀土元素地球化学分布

下蜀黄土的风尘成因得到绝大多数研究者的认可,但在其物源方面尚存在不同的认识。大多数研究者认为,下蜀黄土的物质来源与黄土高原的黄土相同^1]。但有的研究仍认为下蜀黄土以近源物质为主,西北来源的物质居次要地位^2]。显然,下蜀黄土的物源问题还没有完全得到解决。REE(稀土元素)彼此间性状上的微小差异使其可以在一定的物化条件下发生分馏并形成特征的分馏模式。在碎屑物搬运、沉积及风化过程中REE组成变化较小,其携带的物源信息一般不会丢失,因而可用作重要的物源示踪物^3]。已有若干有关中国北方黄土中REE的物源信息方面的报道^4,5],不过,这些研究工作均以全岩为主要研究对象。本文以南京老虎     

中国东部陆架黄土成因的新探索

晚更新世末期出露了的陆架平原成为北半球沙漠带的最东端,并在那里出现了面积不等的沙漠一黄土堆积系列。许多研究者已经发现陆架沙漠－黄土堆积群中普遍含有有孔虫、放射虫、海绿石和粒度组成较粗等特点,大多数黄土沉积都属于近源沉积,真正能随高空气流进行洲际输送的黄土物质,是一些非常细粒的尘埃。中更新世期间,苏北宿迁一带的第三纪紫红一红色粘土就已经出露地表,并经常受到风暴的侵蚀。当紫红－红色粘土被搬运到丘陵一带时,就形成了下蜀土沉积;当它落在湖相环境时,就形成了岩芯中所见到的杂色粘土。因此,下蜀土也属于近源沉积。     

苏州澄湖湖底硬粘土粒度特征及成因初探

澄湖是太湖平原上的一个浅水湖泊,湖底十分平坦,主要由硬粘土组成,同时发育有NW—SE横穿澄湖的古河道和泥沼洼地。在接近湖泊中心部位的古河道中打钻获得了4 m长的岩芯,并进行了详细的粒度分析。结果表明,该岩芯下部的硬粘土主要由细粉砂、中粉砂和粘土组成,分别占26.7%~38.1%,26.9%~34.3%和19.7%~26.2%,可命名为粘土质粉砂;众数粒径为10~50 μm,平均占57.9%;平均粒径为6.3~6.9。将其与上部的湖泊沉积、镇江下蜀黄土和中国北方各地黄土的粒度比较表明,苏州澄湖湖底的硬粘土原本也是风尘沉积。     

长江三角洲第一硬质黏土层粒度多元统计分析及沉积环境判别

长江三角洲第一硬质黏土层成因是长期争论的问题。对上海市青浦区第一硬质黏土层全样粒度多元统计分析,并与南京周家山下蜀黄土、长江悬浮颗粒物对比,探索长江三角洲第一硬质黏土层成因。第一硬质黏土层机械颗粒组成均一,频率曲线呈正偏态、中等或尖锐峰形的双峰分布,频率累积曲线呈"S"型分布,具有风成沉积特性。粒度特征分析为沉积环境判别提供沉积学证据时,综合运用多元统计分析可以使分析结果更准确。聚类分析将硬黏土与典型风成沉积物下蜀黄土粒度分布归为一类,长江悬浮颗粒物单独为一类,表明硬黏土与下蜀黄土成因一致。下蜀黄土与长江悬浮颗粒物粒度参数判别函数,将绝大部分硬黏土样品判定为风成沉积。粒级—标准偏差曲线结合现代风场,显示硬黏土粒度特征存在高空西风和低空西北季风两个主控因子。表明长江三角洲第一硬质黏土层是由西风和西北季风控制的风成成因堆积物。     

黄土和红粘土中宇宙成因核素定年的潜力: 10 Be浓度与化学成分的关系*

宇宙成因核素¹⁰ Be(半衰期1.5Ma)不但是古环境变化的示踪剂,而且具有确定地质年龄的能力。80个全岩样品的¹⁰ Be和化学分析数据表明,黄土高原约6Ma以来的红粘土和黄土序列中年龄校正的¹⁰ Be浓度与沉积物粒度和风化程度的化学指标具有显著的关系。根据这种关系建立的¹⁰ Be浓度与化学指标的经验回归线性模型,可以估计红粘土和黄土形成时的¹⁰ Be浓度,确定红粘土和黄土形成的¹⁰ Be放射性年龄。     

苏南及沿江地区柏山组,下蜀组的时代及成因

柏山组与下蜀组是江苏西南部丘陵山区的两个岩石地层单位,也是第四纪特定气候环境下形成的两类土状堆积。经与平原区第四纪地层对比,柏山组的层位与平原区的海门组上段至启东组下段相当,沉积时代为早更新世晚期到中更新世早期;下蜀组与平原区的启东组至湖组相当。沉积时代为中更新世晚期至晚更新世。柏山组网纹红土是早期干凉气候环境下堆积的黄土,经后期强烈湿热、氧化及流水冲刷后的产物,成因以洪冲积为主;下蜀组黄土是干凉气候环境下的产物,是风尘物质经流水改造后的产物,具多成因特点。     

三门峡地区黄土与古季风

位于黄土高原东南缘的三门峡黄土地层,以陕县张汴乡村剖面为其典型代表。厚度１５３ｍ的曹村剖面由上部厚１４５ｍ的黄土地层和下伏红粘土沉积组成,黄土地层为Ｌ１－Ｌ３３的连续风尘沉积。磁性地层研究显示：Ｂ／Ｍ界线位于Ｌ７下部,Ｊ事件位于Ｓ１１／Ｓ１２,Ｏ事件位于Ｌ２３－Ｌ２６,Ｍ／Ｇ界线位于黄土与红粘土界线之上２０ｃｍ处。古季风代用指标的磁化率、碳酸盐及〉３０μｍ的粒度组分均显示了约２．６Ｍａ以来季风变迁     

洛川黄土-红粘土序列铁氧化物组成及其古气候指示

对洛川黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物组成、成因和相关系进行了研究。结果表明:黄土磁性矿物以风尘磁铁矿为主,少量的成土赤铁矿和成土磁赤铁矿;古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿为主,成土赤铁矿次之,少量的风尘磁铁矿和赤铁矿;红粘土磁性矿物以成土赤铁矿为主,风尘磁铁矿和成土磁赤铁矿次之,少量风尘赤铁矿。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成差异,反映了其形成期不同的古气候特性以及不同气候条件下生物地球化学作用强度的差异。干冷的冰期,黄土弱成土作用形成了以粗颗粒的风尘磁铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。间冰期的温暖湿润的古气候最有利于生物活动,强烈生物活动导致古土壤中大量纳米超细磁赤铁矿/磁铁矿产生,形成以磁赤铁矿为主,风尘磁铁矿核 赤铁矿边为辅的磁化率载体。红粘土成壤期,强降雨强蒸发的长干短湿的高温炎热的古气候使得红粘土化学风化强烈,生物地球化学活动较弱,形成以磁铁矿核 赤铁矿边和磁赤铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成、磁性矿物相关系是其形成期独特的古气候指示。     

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。     

浦东新区“硬土层”的沉积物特征和成因

在浦东新区高层建筑主要桩基持力层之一的暗绿色和褐黄色硬土层系统勘察的基础上,运用沉积学的研究方法和地层对比研究,对硬土层的沉积特征作一剖析。认为该硬土层为末次冰期干冷气候条件下风成黄土沉积物经过次生变化作用演变而成。     

合肥下蜀土地球化学特征及其古气候意义

合肥地处长江中下游北岸,下蜀黄土广泛分布,通过对合肥地区BK2钻孔剖面岩性、氧化物含量及其地球化学风化参数的分析,研究合肥地区风成沉积物地球化学元素特征及其气候变化规律。结果表明:野外钻孔岩芯剖面显示地层较好连续性,结合年龄数据划分了该孔的第四纪沉积框架,Qh底界为1.20 m,Qp3底界为5 m,5~35.10 m属Qp2中晚期地层;合肥下蜀土主要化学成分（SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃）的平均含量之和达88.99%,这种显著的富硅铝铁现象表明了该区气候较为湿润;化学风化程度较强,下蜀土的CIA平均值及其脱Ca、Na、K的程度均大于洛川黄土,说明其堆积期古气候比同期堆积的洛川气候温湿,较宣城干凉,与南京、镇江气候较为接近;近0.5 Ma以来总体经历由湿热-干冷的变化,大致可分为35~14.50 m、14.50~4.50 m、4.50~1.20 m和1.20~0 m四个阶段,气候变化由温暖湿润-温暖偏干-冷凉偏干-温暖湿润,显示了区内更新世中晚期以来的气候变迁具有全球一致性特征。      

南京下蜀土的岩石磁学特征

对南京附近的下蜀土进行了岩石磁学测定，通过磁化率各向异性测量研究了它的沉积磁性组构特征，下蜀土的各异向性很不明显，各向异性废Ｐ小于水成岩的Ｐ值（＞１．０２），且与困面理度Ｆ高度相关，与磁线理度Ｌ相关不明显，这种特征与中国中部风成黄土极相似。对新生圩剖面进行的磁化率测量发现用化率曲线上有７个旋回的波峰、波谷变化，这与剖面中的古土壤－黄土系列相一致，说明下蜀土的剖面磁化率同样可以作为地层划分与对比，反映古气候冷暧变化的物理参数。对典型下蜀土样品进行的低温磁化率测量揭示出古土壤和黄土的成颗粒的构成不同，古土壤以超顺磁质为主，黄土以顺磁质为主。细小磁颗粒在古土壤中的积聚可能与古土壤的发育及古气候的暧湿程度有关。     

也论成都粘土的成因

为了解成都粘土的成因机制，在总结前人资料的基础上，从分析成都粘土的分布、结构、矿物组成等特征入手，客观地展示了成都粘 本质，进而将其与我国北方的马兰黄土和长江中下游的下蜀粘土之间的特性进行比较以及对龙门山和成都平原第四纪晚更新世的古环境的分析，最终得出典型的成都粘土的成因是属于风成“黄土”的结论。     

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。     

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。     

丰宁黄土-古土壤剖面常量元素地球化学特征

丰宁滦河上游的河谷地带有多处黄土堆积,由于该地区黄土分布零星、厚度较小,在以往的研究中却很少引起人们的关注,然而该地区黄土堆积是河北坝上地区环境演化和气候变化的重要地质记录.为了探讨该地区黄土的成因、物源以及化学风化强度,选取代表性的黄土-古土壤剖面77个样品进行了常量元素分析,并与已知典型风成堆积物的地球化学元素特征进行对比.结果表明:(1) 丰宁剖面的主要常量元素(SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃)之和以及UCC(Upper Continental Crust)标准化曲线均与典型风成堆积物具有较好的相似性, 表明丰宁黄土和古土壤为风成成因;(2) 丰宁黄土处于初等化学风化阶段,古土壤则进入了中等化学风化阶段.与典型风成堆积物相比,化学风化强度序列为:宣城风成红土＞＞西峰红黏土、镇江下蜀土＞丰宁古土壤、洛川古土壤＞洛川黄土＞丰宁黄土;(3) 常量元素迁移特征表明丰宁黄土和古土壤的化学风化已完成了早期去Na、Ca阶段,并进入到了中期去K阶段;(4) 丰宁黄土、古土壤的K₂O/Al₂O₃和Fe₂O₃/Al₂O₃比值与洛川黄土、洛川古土壤、镇江下蜀土、西峰红黏土较为接近,表明这些风成堆积物可能具有相似的源区.而TiO₂/Al₂O₃比值小于其他风成堆积物, 指示丰宁剖面具有其他物源.