邙山黄土地层再研究

邙山黄土位于郑州西北方向约25km的黄河南岸,以赵下峪剖面最为典型。在野外地层观察的基础上,结合磁性地层、磁化率和粒度测量结果,对赵下峪剖面进行了重新划分。该剖面总厚度为172m,出露地层为全新世古土壤S0到第11层古土壤S11。磁性地层测量结果显示,B／M界限位于L8底部(149．3m深处),与黄土高原内部及南部极性转换带的位置基本一致,证明了野外地层划分结果的正确性。剖面磁化率和粒度曲线与黄土高原其他剖面的对比研究进一步证实了本次地层划分的准确性。赵下峪剖面97m以上的地层包括S2、L2、S1、L1和SO,其中97～87m之间的古土壤层为S2,而不是前人认为的S1。赵下峪剖面与黄土高原其他剖面对比还发现,邙山黄土自S2发育以来,粒度和沉积速率同时变大,是由于黄河在此时期贯通三门峡段基岩山地,古三门湖水外泄,在三门峡以东形成冲积扇和三角洲,成为邙山黄土沉积的新物源。     

黄土高原河谷阶地黄土地层结构模式

流经黄土高原的黄河及其支流因受地壳不断间歇性隆升的影响而形成了5—6级阶地,这些阶地多系黄土覆盖阶地。以六盘山为界,河谷阶地黄土地层结构可分为东、西阶地地层区。六盘山以西河流阶地一般为6级。第6级阶地(T6)冲积黄土状土之上全系无层理黄土,厚310~505 m,含21—23层古土壤,是迄今世界上最厚的黄土剖面,黄土开始堆积的时间不早于1.43 MaBP。T5上的黄土厚200~400 m,含14—16层古土壤,黄土最早是在1.23 MaBP开始堆积的。T4上的黄土厚100~200 m,含5—6层古土壤,开始沉积时间为0.62 MaBP。T3上的黄土包括L1和S1,厚40~65 m,形成于0.12 MaBP。T2冲积黄土状土之上的风积黄土厚20~35 m,形成时间约为0.03 MaBP。T1冲积黄土状土之上为S0、L0及MS,厚1.5~2.5 m,形成时间不早于0.01 MaBP。六盘山以东的河谷阶地一般为5级。T5风积黄土厚70~90 m,含11—16层古土壤,黄土开始堆积时间不早于1.23 MaBP。T4黄土厚40~70 m,含8—9层古土壤,形成时间不晚于0.80 MaBP。T3的黄土包括L1—S6之间的土层,厚25~45 m,形成于0.62 MaBP。T2的黄土由L1和S1构成,厚10~17 m,形成于0.12 MaBP。T1冲积黄土状土之上为S0、L0及MS,厚1.5~2.5 m,形成时间不早于0.01 MaBP。     

南黄海西部陆架区SYS-0804孔MIS6以来地层和沉积演化

利用南黄海西部陆架区SYS-0804(孔深65.10m,水深38m)钻孔岩心和高分辨率的浅地层剖面资料,开展浅地层剖面解译、岩心沉积物的岩性特征和有孔虫组合综合分析以及AMS14 C测年,并结合国内外最新研究成果开展对比研究,深入探讨南黄海西部陆架残留沉积区氧同位素6(MIS 6)期以来的地层、沉积环境演化以及与海平面变化的关系。研究结果表明,SYS-0804钻孔可划分为DU 1和DU 4~DU 8共6个沉积单元,对应于MIS 6、MIS 5、MIS 4、MIS 3和MIS 1早期的沉积地层,缺失DU 2和DU 3(包括MIS 2期以及MIS 3和MIS 1晚期的沉积)。MIS 6期(128~189cal.kaBP)研究区为河流沉积(河漫滩)环境。MIS 5早期(115~128cal.kaBP),研究区为近岸浅海沉积环境,发育海洋冷水团沉积。MIS 5中-晚期—MIS 4(60~115cal.kaBP)研究区沉积环境从早期的滨海沉积向近岸浅海沉积以及河流沉积过渡。MIS 3早-中期(40~60cal.kaBP),早期为滨海-浅海沉积,中期发育潮道充填沉积。MIS 2末期—MIS 1中期(11.5~13.0至0.7cal.kaBP),研究区在11.5~13.0cal.kaBP形成冰后期海侵界面,随后随着海平面的进一步上升,为滨海-浅海环境,发育冰后期海侵沉积序列。     

水成沉积与风成沉积及古土壤的磁组构特征

晚第四纪水成沉积、风成沉积、古土壤等的磁组构研究表明,不同成因的沉积物具有明显不同的磁组构特征。一般地,水成沉积的体积磁化率Ｋ受物源和水动力因素控制,Ｐ和Ｆ均＞１．０２,ｑ＜０．５;风成沉积的Ｋ受物源控制,内陆黄土的Ｋ明显高于沿海黄土及海岸风沙Ｋ,Ｐ和Ｆ均＜１．０２,ｑ的平均值＞０．５５;古土壤的Ｋ受母质沉积类型和成土环境的氧化还原条件控制,内陆古土壤的Ｋ偏高,沿海古土壤的Ｋ偏低,内陆古土壤的Ｋ远高于沿海古土壤的Ｋ,Ｐ和Ｆ均＜１．０２,ｑ的平均值在０．５左右。运用典型沉积的磁组构特征对比分析未知沉积物,可以得到未知沉积物的物源、沉积过程和环境信息。     

中原邙山黄土及构造与气候耦合作用

位于黄土高原与华北平原过渡带上的中原邙山黄土地层,以厚层Ｓ１古土壤（１５．７ｍ）和巨厚Ｌ１黄土（７７．３ｍ）为其特色。对赵下峪剖面Ｓ１０以上总厚１７２．１ｍ的黄土－古土壤序列的研究表明：（１）邙山黄土是一种风成近源砂黄土,其源区就在黄河下游冲积扇的扇顶部位;（２）约１５０ｋａＢ．Ｐ．（Ｌ２上部）开始,风尘沉积速率突然加快,Ｌ１ＬＬ１层段高达３．４５ｍｍ／ａ,其原因是黄河贯通三门峡东流给源区带来丰富的物质;（３）粒度和磁化率分别指示的冬季风与夏季风变迁存在四种强弱对应关系,与黄土高原的情况不完全一致;（４）邙山黄土－古土壤序列是黄土高原侵蚀与华北平原堆积的镜像反映,因而记录了构造与气候的耦合作用及其环境效应     

深沪湾末次冰期以来的地层结构及古环境演变

通过深沪湾高分辨率浅地层剖面声学地层和地质钻孔沉积地层的对比,并结合沉积物的粒度、微体古生物以及AMS14C测年的综合分析,揭示了研究区晚更新世末次冰期以来的地层层序,探讨了深沪湾的古环境演变。深沪湾高分辨率浅地层剖面自上而下划分的5个声学地层单元与钻孔岩芯划分的5个沉积地层单元具有较好的对应关系。8.2 ka BP左右,全新世海侵使得海水进入深沪湾海域,海平面低于现今海平面10~12 m,气候凉爽;7 ka BP左右海水到达现今海平面位置,并于6 ka BP左右到达最高,约比现今海平面高2~3 m,气候温暖湿润,这一时期,近岸大量裸子植物被海水淹没并被沉积物快速掩埋;5 850~5 642 a BP研究区温度降低,该降温活动持续到2 ka BP左右,气候凉爽干燥;2 ka BP以来温度逐渐上升,600 a BP左右有一个相对冷期,之后温度又逐渐上升至现今水平。     

安徽宣城地区中晚更新世风成堆积与环境变迁

通过对宣城向阳中晚更新世沉积剖面的综合研究,认为该剖面与中国北方同时代的黄土—古土壤剖面相比较,虽然长江下游以南地区中晚更新世多个冰期中风成堆积的单层厚度与累积厚度,亦即风成物质的沉积通量与沉积速率均比北方黄土区要小,但它们所反映的气候与环境的变化具有明显的可比性。     

泥河湾盆地许家窑遗址古人类生存环境

许家窑遗址是中国重要的早期智人遗址,在研究东亚现代人及其行为起源和人类生存行为领域具有重要意义。对遗址74093地点地层剖面的粒度、磁化率、碳氧同位素和有机碳分析表明,遗址代表了晚更新世早期至MIS3阶段的梨益沟第三级基座阶地沉积序列,总体显示由牛轭湖逐渐转为河漫滩沉积环境,沉积水动力条件相对较弱。粒度大小和磁化率呈正相关关系,粗颗粒对应较高的磁化率值。剖面沉积经历了由相对温暖湿润→相对稳定的干燥寒冷→波动的干燥寒冷→逐渐转暖4个阶段;古人类集中活动于剖面下部,年代为晚更新世早期,大致对应于MIS5阶段,气候由相对温湿而转为稳定的寒冷环境。动物群指示的古人类活动时期的气候相对冷湿,古植被为疏林草地型景观。     

安徽宣城第四纪网纹红土的磁组构特征及其意义

安徽宣城第四纪网纹红土剖面黄棕色土层和网纹层的K、P、E、F、L、q等磁组构参数特征显示,i3>60°样品的磁组构特征有效降低了后期风化作用的影响,可近似代表黄棕色土层和网纹层的原生磁组构特征。黄棕色土层的原生磁组构特征显示它形成于沉积动力强度弱而稳定、事件沉积偶尔发生的沉积环境;该层磁组构参数的平均值及组合参数特征均与风成黄土-古土壤沉积的相应特征十分吻合,表明其原始沉积环境与风尘沉积环境一致,从而为黄棕色土层的风积成因提供了沉积动力特征上的证据。网纹层形成于沉积动力强度大、稳定性相对较差的沉积环境;该层的磁组构特征与风成沉积的相应特征差别显著,但与部分水成沉积的相应特征有近似之处,结合该层物质组成上的风成特性,初步推断网纹层可能为早期的风积物经后期水流改造的产物。     

最近140 ka以来黄土元素地球化学演化及其古气候意义

通过对黄土高原南缘白鹿塬黄土剖面8种主要元素含量的测定,研究了该地区元素地球化学的演化及其指示的古气候意义.最近140 ka以来的氧化物演化序列中,Al2O3、 K2O、 MnO和TiO2的变化趋势与磁化率相同,在黄土中高,在古土壤中低,表明黄土中风尘物质的风化程度明显弱于古土壤,这与野外观察的黄土地层变化相一致.Na/Al和Fe/Al分别作为指示粉尘沉积物的风化成熟程度和粉尘来源物质变化的地球化学指标,它们的演化与深海SPECMAP和GRIP冰心中氧同位素曲线对比良好,表明中国北方干旱与半干旱区的古气候变化主要受控于地球轨道的变化,与全球气候变化具有一致性.另外,剖面中Fe/Al比值的地球化学演化对气候变化的反映很敏感,表现出高频震荡的变化特征.     

靖远黄土-古土壤上部磁化率变化及其影响因素

对处于中国西北黄土高原沙漠边缘的靖远厚层黄土剖面上部L6以来磁化率的研究表明,在这一地区黄土-古土壤沉积中主要的磁性矿物是磁铁矿型矿物,磁化率的增强与黄土-古土壤序列较匹配,形式上表现为古土壤中为高值,黄土中则为极低。但是与黄土高原典型地区相比,磁化率的变化在靖远地区具有一些独特的特征:如磁化率值在黄土和古土壤中差别很大,S5古土壤中的磁化率值相比S4、S3、S2、S1而言要低,磁化率的变化存在由剖面底部向上逐渐升高的趋势。分析认为在铁磁性矿物种类没有变化的情况下,总有机碳TOC对靖远地区磁化率这种独特变化形式做出了重要的贡献。     

中国黄土高原中几个剖面的岩性、地层分析

中国黄土高原第四纪黄土堆积的地层划分,以及与第三纪的界限问题,长期以来存在着不同的意见.在地层划分问题上许多人认为黄土地层剖面中第一层褐土型古土壤以上的黄土层为晚更新世堆积;并且认为黄土堆积最早始于距今100万年以前.多年来,我们在黄土高原进行了大量的野外调查研究,对比了不同地点的黄土地层剖面,对黄土高原的黄土地层问题提出了一些新的认识.本文利用三个典型地层剖面的综合研究资料(图1),对黄土高原的第四纪黄土堆积地层划分及其下限问题加以论述.这三个剖面分布于第四纪地质史上有不同发展特点的地貌区内.平凉附近的剖面位     

靖边黄土剖面记录的末次冰期以来的气候变化

靖边黄土剖面位于黄土-沙漠的过渡区,能更加敏感地记录第四纪东亚季风气候变化。对位于靖边县南15km的三道沟黄土剖面(0～7.2m)进行年代学、磁化率、粒度、元素地球化学分析,粒度数据显示靖边黄土剖面沉积物以粉砂为主,占比高达80%以上;年龄曲线显示靖边黄土剖面存在千年尺度的沉积间断;元素地球化学数据表明,古土壤向黄土层中的元素迁移顺序为CaNaMgSiAlKFe,剖面黄土处于初级风化阶段;多指标综合分析表明,靖边黄土剖面末次冰期以来的气候变化经历了MIS3气候相对温暖湿润且震荡激烈、末次冰盛期气候极度冷干、冰消期气候好转和全新世气候温暖湿润4个阶段。     

新疆伊犁可克达拉剖面晚全新世古土壤与环境

通过对新疆伊犁可克达拉晚全新世风沙沉积剖面古土壤特性进行研究,结合沉积物磁化率、TOC、黏粒及CaCO3等土壤发生学指标,发现古土壤发育于黄土母质,是荒漠草原植被下形成的具有弱黏化作用和弱钙积作用的淡灰钙土类型。不同时期风沙-古土壤沉积物的形成揭示了新疆伊犁河谷区3.7kaBP以来经历了多次气候干湿波动,共有6层不同发育程度的古土壤形成,后期形成的3层古土壤发育程度较前期的3层古土壤成熟;古土壤反映的古气候大致以2kaBP为时间界限分为前后两个阶段,前期气候相对干旱,后期气候相对湿润;近500年以来,风沙活动增强,气候又有逐渐变干的趋势。     

西沙石岛末次冰期风成沉积序列新划分及其旋回特征

西沙石岛的风成碳酸盐岩是东亚季风末次冰期的产物,以砂丘与古土壤二元旋回的形式记录了东亚季风气候的干湿变化。利用西石2井钻井岩芯资料结合石岛野外地质剖面的详细考察,对石岛风成沉积序列进行了重新的地层划分,将石岛风成沉积分为三层砂丘与两层古土壤的沉积组合。通过对测年数据及东亚季风末次冰期气候变化特征的分析,认为石岛末次冰期风成沙丘与古土壤记录与黄土高原L1黄土的5个次级气候阶段一一对应,都是对东亚季风末次冰期气候背景下,气候干、湿变化在岁差尺度的沉积响应,是具有稳定周期的气候旋回。     

热解法用于礼村黄土-古土壤地层~(14)C测年

采用简单的热解方法分离黄土-古土壤不同有机组分进行14C测年的探索,通过加热使黄土-古土壤有机质发生裂解,选择400℃作为试验温度,对陕西省岐山县礼村剖面黄土-古土壤粉末样品在400℃下挥发出的Py-V组分和残留下的Py-R组分分别进行14C(AMS)测年,并结合该剖面同层位黄土地层与考古文化层接触关系,认为礼村剖面受人类活动影响强烈的地层中,Py-V组分年龄能代表真实年龄;在未受人类活动影响自然沉积地层中,Py-R组分年龄能代表真实年龄。     

新疆伊犁可克达拉剖面晚全新世古土壤与环境北大核心CSCD

通过对新疆伊犁可克达拉晚全新世风沙沉积剖面古土壤特性进行研究,结合沉积物磁化率、TOC、黏粒及CaCO3等土壤发生学指标,发现古土壤发育于黄土母质,是荒漠草原植被下形成的具有弱黏化作用和弱钙积作用的淡灰钙土类型。不同时期风沙-古土壤沉积物的形成揭示了新疆伊犁河谷区3.7kaBP以来经历了多次气候干湿波动,共有6层不同发育程度的古土壤形成,后期形成的3层古土壤发育程度较前期的3层古土壤成熟;古土壤反映的古气候大致以2kaBP为时间界限分为前后两个阶段,前期气候相对干旱,后期气候相对湿润;近500年以来,风沙活动增强,气候又有逐渐变干的趋势。     

东海北部外陆架EY02—1孔磁性地层研究

对长达70.20m的东海浅钻EY02-1进行了岩石磁学和古地磁分析,证明沉积物的载磁矿物主要为低矫顽力的磁铁矿,磁性地层揭示了发生于9.62~8.58m的磁极性事件,结合钻孔上部的AMS14C测年证明它为全新世初期的哥德堡磁极性漂移,线性外推的时间是距今12681~10206Ma,为全新世开始时地磁场是否发生过短期的磁极性漂移提供了新证据;与东海高分辨率的浅地层地震剖面以及典型钻孔(中法联合东海地震调查和DZQ4钻孔)对比还揭示,在中更新世地层中也出现过两次磁倾角变化。在钻孔中下部54.00~50.94m(2271—2151号样品)出现一段磁倾角变小甚至变成负值,但是由于该段沉积物以粗颗粒的砂为主并且负向样品并不连续,依据研究的标准不作为反磁极性事件。第二个比较连续的负向样品段出现在最底部70.20~64.31m。虽然研究区域内不乏揭示中更新统地层的地震剖面,但至今没有足够长的钻孔在时间上予以佐证。根据东海地震相对比和沉积物中海侵和海退旋回的不同特征以及布容期以来报道的反磁极性事件发生的时间来推测下部地层的时代归属。由于钻孔最底部的沉积主要是粗颗粒的粉砂质砂和细砂,同时钻孔也穿透了倒数第二冰期的杂乱地震相地层和其下的平行透明海相层,所以推测下部的倒转可能为发生在MIS8晚期的CR0反磁极性事件(距今265~255ka)。     

渤海百万年以来的海侵记录:BH08孔有孔虫和介形类证据

对渤海南部BH08孔275个沉积物样品进行了有孔虫和介形类定量分析,依据化石群落特征及其指示的沉积环境,在孔深180m以上地层中识别出16个海相层,从上到下依次命名为第1海相层(M1)至第16海相层(M16)。应用Yao等(2014)所建立的BH08孔冰期/间冰期地层层序和年龄框架,初步树立起1 Ma以来能与全球深海氧同位素分期(MIS)相对应的海相层序,其中M1和M2为末次冰期后沉积,M3发生在MIS 3期,M4、M5和M6分别对应于MIS 5.1、MIS 5.3和MIS 5.5,M7至M16分别与MIS 7至MIS 25相对应。依据化石群落特征所反映的沉积环境,16个海相层的海相性程度由强到弱依次为:远岸内陆架(M9)、受径流少许影响的内陆架中部浅海或滨岸浅海(M1和M2)、受径流明显影响的近河口滨岸浅海或前三角洲(M6、M7、M8、M10和M13上部)、河流强烈作用下的三角洲前缘、河口边滩或有河流注入的半封闭半咸水泻湖(M3、M4、M5、M11、M12和M14—M16)和潮上带低盐度浅湖、沼泽(M3顶部、M4中一些薄层和M16底部)。     

日照近岸海域晚更新世以来地层结构及沉积环境演化

根据在日照近岸海域施工的地质钻孔和浅地层剖面测量资料,对比南黄海已有钻孔成果,系统地开展日照近岸海域晚更新世以来地层结构特征识别和沉积环境演化重建。结果表明:日照近岸海域沉积地层中见含有有孔虫化石的第二海相层,形成年代介于34.3~41.4 cal.ka B.P.,对应MIS3的暖湿阶段,该层位可能与古三角洲有关。沉积层从上往下分别为:滨海相细砂混杂泥质沉积层(命名为DU1沉积单元);河流-河口相粉砂质黏土夹粗砂、粉砂层(DU2沉积单元);浅海相粉砂质黏土夹粗砂层(DU3沉积单元);河流-湖泊相粗砂夹黏土层(DU4沉积单元)。晚更新世以来日照东部南黄海海域主要经历了2~3次显著的海侵和海退,各区域因条件不同表现有所差异:日照近岸浅水区主要表现为两次海侵和海退,东部深水区主要表现为三次海侵和海退,由于地势高低和侵蚀破坏等原因,总体表现为从离岸深水区域向近岸浅水区域海相地层厚度逐渐减少的趋势,部分地层出现尖灭消失。