陇西六盘山黄土及最近1.8 Ma B.P.以来的构造运动气候变化

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上断岘剖面的古地磁、磁化率和粒度分析表明,该剖面具有1.8 Ma B.P.以来完整的黄土-古土壤沉积序列.断岘剖面以下7级黄河阶地的发育形成以及在1.1和0.8 Ma B.P.前后所指示的腾格里沙漠扩张变化,反映了第四纪早更新世以来青藏高原阶段性隆升对黄土高原西部环境变化影响,以及在青藏高原隆升过程中构造与气候的变化与耦合响应.     

1.8 Ma BP以来陇西断岘黄土剖面沉积特征及其反映的腾格里沙漠演化

 六盘山作为青藏高原的东北构造边界，东西两侧有着明显的风成沉积差异。通过对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上厚约223 m的断岘黄土-古土壤剖面的古地磁、磁化率和粒度分析，该剖面具有1.8 Ma BP以来完整的风成沉积旋回。主要应用砂粒百分含量(＞63 μm)作为指示风成物质来源区沙漠范围和气候干旱的直接指标，初步发现腾格里沙漠自1.8 Ma BP以来至少有2次大的扩张与变化过程，分别发生在1.1和0.8 Ma BP前后。研究表明腾格里沙漠的扩张与变化可能同全球性的冰量增加和冬季风增强以及区域性的青藏高原隆升有成因上的联系。     

天水黄土沉积特征与环境变化

中滩剖面系中滩镇渭河第四级阶地上的黄土堆积,通过黄土剖面的地层结构及粒度分析表明,其形成于0.9 Ma以来,河漫滩堆积年代为0.86—0.94 Ma。在过去1 Ma以来,中滩黄土及河漫滩剖面的地层特征、粒度曲线表明其记录了9个湿热-干冷气候旋回,3次冬季风强化阶段,存在着3次极端干旱事件。中滩黄土粒度特征以粉砂为其众数粒级,其次为粘土颗粒,不同于黄土高原其他地区,可能与秦岭北麓的湿润环境及六盘山对冬季风的阻挡有关。     

云南白马雪山垭口早更新世泥石流的发育特征及其古气候和构造意义

第四纪泥石流蕴含了关于河流地貌演化、新构造运动和气候变化的丰富信息。对发育于云南省德钦白马里你共卡雪山垭口海拔2700 m,年代为2.48~1.54MaBP的古泥石流堆积物进行了系统研究。研究表明:泥石流堆积体呈扇状分布,其沉积构造有叠瓦构造、砾石支撑-叠置构造和石线构造,以稀性泥石流为主。古泥石流夹含的红色古风化壳由古泥石流堆积物风化形成,属于弱风化的红化土类型,反映了温和较湿的气候特征。主量化学元素和孢粉分析表明,古泥石流形成的早更新世时期金沙江河谷地区气候温和湿润,远比现在气候温暖。青藏高原东南缘白马雪山剥蚀面上发育的巨厚层古泥石流扇形堆积体的发现,表明青藏高原东南缘在早更新世早期已经有稀性泥石流出现,青藏高原快速隆升、夏季风加强和暴雨形式降水出现是该区早更新世泥石流发育的重要动力学因素。依据现代红化土的发育条件,估算自~1.54Ma以来青藏高原东南缘白马雪山一带的地表隆升幅度达1300m。     

中国北方晚新生代红粘土研究的进展与问题

中国北方地区晚第三纪以来沉积了一套以富含"三趾马"哺乳动物群为特征的红粘土,近年来倍受关注而逐渐成为我国北方晚新生代沉积环境演化研究的热点。红粘土的研究从早期的简单地层划分对比发展到目前运用多种手段、从多个角度进行综合研究,并与青藏高原隆升乃至全球环境事件联系起来,把中国北方风尘沉积开始的时间一再提前。但是,在研究过程中,对红粘土的成因、晚第三纪风尘沉积与青藏高原隆升的关系、代用指标的适用性等诸多问题还存有很多分岐,详细深入的系统研究还有待进一步开展。笔者简要回顾了红粘土的研究历史,主要对近十几年来红粘土研究所取得的成果和研究中存在的一些问题进行讨论,希望对红粘土的研究有所裨益。     

山西保德黄河最高阶地形成的时代

野外调查发现山西保德地区存在六级阶地序列,其中第四级阶地在保德保存最为完好,而最老的第六级阶地为晚第三纪阶地。保德地区各级阶地上砾石的岩性都以灰岩为主,砂岩次之,表明晚第三纪阶地与黄河低阶地物源相同,应该是黄河阶地。在磨扇沟T6阶地上覆厚度超过51 m的红粘土层,磁性地层的研究表明,该红粘土的底部年代在6.5 Ma左右,这与保德冀家沟的研究结果吻合,说明保德地区黄河最高阶地形成的时代约在6.5 Ma左右。而黄河则可能是伴随着8.0 Ma左右青藏高原东北缘的强烈隆升而形成。     

陇西六盘山黄土及最近1．8Ma B．P．以来的构造运动与气候变化

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上断岘剖面的古地磁、磁化率和粒度分析表明,该剖面具有1.8 M a B.P.以来完整的黄土-古土壤沉积序列。断岘剖面以下7级黄河阶地的发育形成以及在1.1和0.8 M a B.P.前后所指示的腾格里沙漠扩张变化,反映了第四纪早更新世以来青藏高原阶段性隆升对黄土高原西部环境变化影响,以及在青藏高原隆升过程中构造与气候的变化与耦合响应。     

黄土高原0.8Ma以来地面抬升的时空特征研究

根据黄土高原地区黄河阶地的形态特征和成因分析,认为其形成主要是地面抬升所致并且在黄河达到均衡状态下形成,可以推断黄土高原的地面抬升。根据对黄土高原地区黄河0.8 Ma阶地的研究并结合相关文献资料,选取兰州段、黑山峡段、晋陕峡谷段和三门峡段作为典型研究区域,得出黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升存在显著的时空特征,即空间特征表现为地面抬升量有西大东小的规律,时间特征表现为地面抬升速率有后期加速趋势、特别是晚更新世以来。并认为黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升与青藏高原的构造抬升有成因上的联系。     

南京下蜀黄土红外释光地层年代学

下蜀黄土地层年代学对于理解季风环流时空格局演化及其与青藏高原阶段性隆升的关系十分重要。作者基于下蜀黄土红外释光测年和下蜀黄土及黄土高原洛川;剖面磁化率序列的对比分析,认为下蜀黄土第一层黄土层形成于末次冰期,最底部的黄土层与洛川的 L5相当。因而下蜀黄土应相当于黄土高原LS以来的风成堆积,其底界年代约为 500 ka。也就是说,在 500 ka左右黄土堆积的南界已达长江下游地区。这可能是因为其时青藏高原的隆升已到达一特殊高度,对东亚季风演化的影响成为一个转折点,加强了东亚季风的强度。     

对黄土高原风尘搬运动力与沉积控制因素的新认识

风尘是地球表层系统的重要组成部分,广泛参与地球系统中不同时空尺度的物理、化学和生物过程,对全球气候和生态环境产生重要的影响。中国北方地区发育了世界最广、最厚的风尘沉积,记录了至少22 Ma以来东亚季风演化和亚洲内陆干旱化历史。半个多世纪以来对风尘沉积的气候记录和黄土高原的成因进行了大量研究并取得了丰硕成果,然而对黄土高原风尘物质沉积过程的认识还存在很多问题。例如,近年来基于物源示踪研究对传统的风尘搬运过程提出了新认识,认为虽然黄土主体是风成的,但以前忽略了河流对于碎屑物质的搬运贡献。我们在前人研究基础上从沉积学角度分析风尘沉积过程,发现青藏高原两期抬升与区域构造运动对粉尘沉积起着不亚于气候变化的重要控制作用;同时从沉积-侵蚀和地貌发育过程探讨风力与流水这两种最常见的外动力方式在黄土沉积和黄土高原发育过程中所起的作用,认为风尘的沉积和黄土高原的形成是侵蚀与搬运沉积作用的长期动态平衡过程,风力和流水在其中所起的作用都不是单一不变的,在不同时期和不同区域有可能会同时充当建设者和破坏者的角色。     

Magnetostratigraphy and palaeoclimatic significance of Late Tertiary aeolian sequences in the Chinese Loess Plateau

The aeolian Red Clay sequence in the central part of the Chinese Loess Plateau was investigated in an attempt to obtain magnetostratigraphic and palaeoclimatic records. From the results, we deduce that aeolian dust accumulation and the related East Asia palaeomonsoon system began at least 7.6  Myr ago, and that the Tibetan Plateau had reached a significant elevation by that time. The Late Tertiary palaeoclimatic history of the Red Clay as reflected by magnetic susceptibility is reconstructed for the time period 7.6–2.5  Ma. Increases in aeolian dust accumulation for the last 7.6  Myr appear to have a close relation with the uplift processes of the Tibetan Plateau. The remarkable increase of aeolian dust accumulation beginning at 3.2  Ma appears to reflect the influence of an increasing global ice volume on the East Asian monsoon and aeolian dust accumulation.     

青藏高原东北缘马衔山夷平面特征指标的提取与分析

夷平面研究在地貌演化和新构造运动,特别是青藏高原隆升过程研究中占有极其重要的地位,准确界定夷平面分布范围是开展夷平面定量--半定量研究的重要基础.截至目前,前人已利用计算机图像处理技术和目视解译等方法开展了相关工作,并取得重要研究进展.然而,以往利用坡度高程指标提取夷平面时存在一定的随意性和主观性.青藏高原内部及其周边地区发育系列夷平面,其中高原东北缘马衔山地区较好的保存了两级夷平面.被夷平的地层为前寒武系马衔山群混合岩,山顶面上发育冰缘地貌,主夷平面波状起伏,上有岛山和晚新生代沉积,局部覆盖有40 m左右红粘土和30 m以上更新世黄土,并在局地残留3 m以上风化壳,是开展夷平面研究的理想地区.为探讨如何确定提取夷平面的最佳坡度高程指标,本文基于夷平面的特殊地貌几何形态,利用均值变点分析法和最小误差法确定了提取夷平面的最佳高程和坡度指标,并据此对马衔山地区的两级夷平面的分布范围进行提取和统计分析.最后结合剖面线,坡向分布图和区域地质资料探讨了夷平面的构造变形特征.研究发现马衔山地区两级夷平面最佳坡度指标均为12°,山顶面和主夷平面高程主要分布在3470~3640 m和2670~2870 m;统计分析表明山顶面面积约为6.4 km²,平均高程为3559 m,主夷平面面积约为15.5 km²,平均高程为2771 m;而夷平面的变形特征主要受控于区域断层.     

青藏高原:地球动力学与环境演变研究进展

1 Introduction The TP is a spectacular field laboratory for analyzing fundamental processes of geodynamics and environmental change as well as their interrelationships (Kutzbach et al., 1993). Being the largest and highest continental plateau with a mean …     

黄土高原的形成与发展

根据黄土高原古地理及气候演变、黄土地层年代学和侵蚀期与堆积期的资料分析,得出黄土高原出现之前为红土高原,气候以温暖半湿润弱波动为特征,250×10⁴ a来的黄土高原可分3个阶段。第一阶段出现在250×10⁴~140×10⁴ a之间,为高原内部弱侵蚀循环期,气候冷暖振动幅度较小。第二阶段出现在140×10⁴~0.4×10⁴ a之间,侵蚀动力加强,为高原自然侵蚀加强时期,气候冷暖振动幅度较大;第三阶段出现在4000 a以来,为高原异常加速侵蚀外流期。未来200 a黄土高原有向冷干发展的表现,这对黄土高原的治理是不利的,但不会发生大的自然变化。通过人类活动的积极作用,黄土高原的加速侵蚀向自然侵蚀或小于自然侵蚀的变化将会发生。可以预测,未来200 a的黄土高原仍是适于人类生存的好地方。     

Tibetan Plateau: Geodynamics and Environmental Evolution--The cooperative projects based upon the memorandum of CAS and DFG

The Tibetan Plateau (TP) plays a unique role in Earth System Sciences. It represents a key area to understand not only basic geodynamic processes linked with the formation and uplift of mountains and plateaus, but also the interaction between plateau uplift and environmental changes. Over the last 50 million years the formation of the TP has considerably influenced the global climate and monsoon system. Moreover, the TP proves to be extremely sensitive to present-day global change phenomena. Based upon the foundation of the new Institute of Tibetan Plateau Research (ITP) by the Chinese Academy of Sciences (CAS) and through the Memorandum signed by the CAS and DFG (Deutschen Forschungsgemeinschaft), both CAS and DFG provide opportunities to intensify TP research and to develop coordinated research programs. “The Tibetan Plateau – Geodynamics and Environmental Evolution” consisting of one big projects funded by CAS and five projects funded by DFG that cover the pre- and early-collision history of the TP, the Palaeogene/Neogene uplift and climatic dynamics as well as the Late Quaternary and recent environmental and climatic changes on the TP. The projects are linked through several levels of interactions.