岷江上游晚更新世黄土粒度与元素组成特征及其物源指示意义

岷江上游地区广泛分布黄土地层,揭示其成因和物源对深入理解该区环境演变具有重要意义。以位于四川省茂县叠溪镇的晚更新世黄土剖面为研究对象,分析了黄土粒度分布、粒径频率曲线和粒度参数以及元素地球化学特征,并与北方黄土和邻近的成都粘土对比。结果表明叠溪黄土剖面粉砂(2～50μm)平均含量达81. 59%,且变异较小,而粘粒(2μm)和砂粒( 50μm)平均含量分别为13. 77%和4. 95%,相对北方黄土含较多1μm左右的细颗粒。粒径频率曲线和粒度参数特征表明叠溪黄土具有典型风成沉积特征,沉积物主要由1000 m高度的近地表风力搬运沉积为主。叠溪黄土常量元素含量与北方黄土基本相同,表现为明显的Na淋失而K相对稳定,风化程度较低。Ti O2/Al2O3、K2O/Al2O3、Eu/Eu*、(La/Yb)N、(Gd/Yb)N和(La/Sm)N等特征值以及Zr、Th、Sc、La、Th、Ba、Sr、Rb、Pb和U含量分布反映出叠溪黄土与北方黄土物源具有相似性,均明显区别于成都粘土。末次冰期亚洲冬季风和邻近山原地带产生的重力风可能均对岷江上游黄土沉积发挥了重要作用。     

黄土中石英颗粒表面结构与中国黄土的成因

石英硬度大,化学稳定性强,其微粒形成的机理、搬运沉积的过程及其沉积后的变化在颗粒表面上均有记录,而且这些表面特征比较稳定,不易消失。所以近年来,不少地学工作者,利用沉积物中石英颗粒表面微结构特征分析讨论沉积物的沉积环境及其演变过程。黄土矿物中石英含量高,分析研究石英颗粒的表面结构,对阐明黄土的成因很有意义。     

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。     

淮河上游全新世黄土及其沉积动力系统研究

对淮河上游禹州YPC剖面与陇东XJN剖面和关中盆地JYC剖面黄土沉积物进行的分析对比,发现淮河上游地区全新世黄土-土壤剖面与陇东和关中盆地具有相同的沉积和成壤变化过程,但磁化率明显低于陇东和关中盆地,而粒度明显比陇东和关中盆地粗。分析认为,淮河上游和黄土高原地区分属不同的风力系统,有不同的粉尘源区。淮河上游是近源风尘沉积物,粉尘主要来源于黄河下游泛滥平原的风沙地带。其粉尘产生和搬运的动力与黄土高原显著不同,它主要是冬半年华北平原盛行的东北风力系统。     

阿拉善地区古水下沉积物与风沙沉积物磁学特征及意义

风力搬运过程中存在的物质分选极可能导致沉积区与物源区沉积物性质出现差异,对于研究物源示踪具有重要的意义。选取阿拉善地区古水下沉积物和风沙沉积物,进行磁学参数测定,调查分选作用对沉积物性质的影响,并探讨对中国黄土高原黄土物源研究的启示。结果表明：古水下沉积物与风沙沉积物的细砂组分磁学性质基本一致,但粉砂组分则存在明显差别,古水下沉积物的磁性矿物浓度显著低于风沙沉积物,风力分选作用可能是风沙沉积物粉砂组分磁性强的主要原因;古水下沉积物中高矫顽力矿物浓度较低,受沉积后改造作用微弱,指示古水下沉积物可用于黄土物源示踪研究。阿拉善地区沉积物和黄土高原黄土的磁学性质对比表明：风沙沉积物与黄土高原黄土磁学性质存在明显差别,但古水下沉积物与黄土高原黄土磁学性质却十分相似。这一地质证据支持阿拉善地区是黄土高原黄土沉积物的重要物源区,同时暗示古水下沉积物在黄土物源示踪方面的巨大潜力。     

青藏高原东部黄土沉积的基本特征及其环境

青藏高原东部黄土沉积分布广泛。本文对青藏高原东部较大范围内黄土沉积从地层学、年代学和沉积学等方面做了初步研究。结果表明:高原黄土属典型的风成沉积,其物质主要来源于高原本身,高原冬季风是粉尘搬运的动力。研究区黄土沉积虽始于中更新世,但目前分布最广泛的黄土沉积主要是末次间冰期以来的产物。高原黄土沉积地层的黄土-古土壤序列中蕴藏着丰富的环境变化信息,是研究高原季风演化的良好地质记录。中更新世以来,末次间冰期以前,研究区经历了11次高原冬季风强盛和11次高原夏季风占优势的时段;末次间冰期以来,共经历了6次夏季风占主导地位和5次冬季风强盛时期。     

颖河上游全新世黄土古土壤物质来源研究

淮河支流颖河上游嵩山东麓丘陵台地与河流阶地一典型全新世黄土-古土壤剖面磁化率、粒度成分和 >0.1 mm粒级百分比含量分析结果显示, 该地黄土磁化率明显偏低, 粒度比黄土高原地区粗, 表明该地黄土具有不同的粉尘源区, 由不同风力系统形成。深入论证分析揭示出颖河上游黄土是近源风尘沉积物, 粉尘主要来源于孟津以东黄河冲积、洪积扇的松散河流沉积物。黄河下游的频繁决口、改道、泛滥沉积为风沙活动提供了丰富的物源, 形成风沙活动的动力是东北风。3 100 a B.P.以后气候趋于干旱, 黄河下游泛滥频率增加, 风沙活动范围扩大, 沙尘暴活动强烈。     

淮河上游全新世风成黄土-土壤物质来源研究

通过对淮河上游地区河南新郑全新世黄土—古土壤剖面磁化率和粒度的测量分析，揭示了淮河上游地区沙质黄土和古土壤的物质来源。该区黄土—古土壤磁化率明显低于黄土高原区，而粒度明显比黄土高原区粗，属于沙质黄土。通过两地区粒度分布的对比，揭示了它们有不同的粉尘源区，分属于不同的风成系统。淮河上游地区黄土是近源风尘沉积物，粉尘主要来源于孟津以东黄河冲积、洪积扇的松散河流沉积粉沙，实质是黄土高原水土流失的产物。黄河的频繁决口、改道、泛滥沉积为其提供了丰富的物源，其粗颗粒粉尘产生和搬运堆积的动力是东北风。淮河上游地区全新世早期粉尘是近源粗颗粒堆积，堆积速率可达18．6cm／ka，是黄土高原南部地区的2．3倍。     

雅鲁藏布江河谷黄土的沉积特征及成因

在野外调查和室内资料分析的基础上,对西藏雅鲁藏布江中部流域河谷地区黄土的形成时代、物质特征及成因进行了研究,认为该黄土是近源黄土,形成时代与青藏高原东缘武都黄土相近。黄土的重矿物组成明显受到雅鲁藏布江河谷第四纪碎屑物质的影响,其地球化学元素构成与黄土高原北部榆林剖面相近,粒度组成以100~50μm和50~10μm的颗粒为主,为沙黄土。该黄土是在雅鲁藏布江河谷丰富碎屑物质、宽谷与峡谷相间地貌特征的基础上,受冬季或寒冷时期西风急流和河谷与山地间热力差异产生的谷风搬运堆积,并在温暖时期经历生物、化学、粘化作用等过程共同形成的。     

青藏高原东缘山地古冰川沉积物磁化率特点及其影响因素分析

湖泊、黄土与古土壤、深海沉积物等连续沉积体的磁化率变化作为环境变化的替代性指标被广泛应用,然而对于非连续、能够反映特定时段气候变化的沉积体,如冰川沉积物的磁化率却较少涉及.本文通过对青藏高原东缘8 个典型冰川发育山地冰碛物磁化率进行研究,并与黄土、湖泊、深海沉积物以及不同区域的表土磁化率进行对比,采用质量磁化率和频率磁化率探讨冰碛物的磁化率特点及其影响因素.结果表明：青藏高原东缘山地的冰碛物质量磁化率呈宽幅波动,介于(3.01~1808.80)×10^-8 m³·kg^-1,平均值147.84×10^-8 m³·kg^-1;频率磁化率值较低、且波动幅度小,介于0~6.89%,平均值为1.37%.不同时空条件下冰碛物的磁化率特点不同,即不同地点同一冰期磁化率的差异显著;同一地点不同冰期冰碛物的磁化率变化不明显.影响冰碛物磁化率的主导因素是母岩的岩性条件,气候因素起次要作用.     

山东长岛黄土沉积物的磁性与碳酸盐特征及其环境意义初探

通过对长岛沉积物采样和磁性测试,分析和讨论了长岛黄土沉积物的磁性特征:该剖面磁性矿物的含量并不是很高,且以亚铁磁性矿物为主,磁性矿物的粒度主要以细粒为主,亚铁磁性矿物的变化在沉积物磁性变化中占主导地位.通过对沉积物磁性特征和碳酸盐特征的对比发现:该剖面沉积物磁化率和碳酸盐具有很好的对应关系,并且明显表现出4个阶段的主要变化,对应了暖湿和冷干的气候旋回.根据沉积物的磁化率与古气候环境的内在联系,结合碳酸盐含量变化情况,对该地区风成沉积物的物源变迁及环境演变也进行了初步探讨和分析.     

绿洲沉积特征及沉积模式

绿洲沉积是指在绿洲生物发育、演化的环境中无机和有机物在地表和近地表层的沉积或沉淀作用。绿洲沉积是绿洲物质循环过程的重要环节,其沉积物不仅记录了物源组成、介质性质、能量状态及动力特征等,还记录了绿洲环境变化的大量信息。沉积物的颜色、组构、组成等方面表明绿洲沉积是可识别的。通过研究绿洲沉积,可以揭示绿洲物质循环、认识绿洲环境演变、解析绿洲对全球变化的响应,为绿洲低耗、高效、可持续发展理论模式的构建和技术创新提供科学依据。     

青藏高原湖泊沉积物对古气候环境变化的响应

随着全球变化研究的不断深入,青藏高原湖泊沉积物的研究得到很大发展。作为高分辨率古环境变化的“记录仪”,湖泊沉积物在重建晚第四纪全球环境变化中具有特殊的地位和意义。湖泊沉积物中储存的各种信息反映了矿物学、同位素地球化学、生物学、沉积学等方面对气候环境变化的响应。在古环境变化研究中,湖泊沉积物已经从定性化研究逐渐过渡到定量化研究。     

中国西风区与季风区黄土沉积特征对比研究

新疆伊犁地区是中国典型的西风区。该区黄土的物质组成和地球化学特征分析表明,伊犁黄土具有世界典型风成黄土的沉积特征。但由于物质来源和堆积环境的差异,伊犁地区的黄土以细粉砂和粘粒、磁化率、碳酸盐和片状矿物含量高。砂含量、稀土丰度、Rb／Sr、87Sr／86Sr比值低等特征而显著区别于季风区的黄土沉积。反映风动力的分选作用、物源和沉积环境对黄土沉积特征的控制。     

“成都粘土”的成因、物源、时代及其古环境问题

"成都粘土"由Thorp和Dye于1936年命名,用以指示分布在四川盆地西部、西北部丘陵及高阶地上的含钙质结核粘土。Thorp和Dye并提出,"成都粘土"可能是遭受风化的风尘堆积。在四川盆地西北部,发育完整的第四纪粘土剖面,自上而下可分为三层:"成都粘土"、褐色粘土及网纹红土。在Thorp和Dye之后的70多年间,"成都粘土"成为土壤学家、地理学家和地质学家所共同关注的研究对象。但是,"成都粘土"的成因、物源、时代及其古环境意义,以及"成都粘土"与青藏高原黄土、黄土高原黄土的关系是一个长期争论的、有待解决的科学问题。"成都粘土"作为可能的风成堆积,针对其的研究,对认识和了解地质时期,尤其是冰期和冰消期四川盆地西部及其周边地区风向、大气环流格局及强度,以及风尘源区的植被覆盖及干旱化等古环境变化是十分有意义的。此外,"成都粘土"及其下伏的褐色粘土和网纹红土是著名的超固结性、胀缩性和裂隙性粘土,对于这一特殊土体的研究亦具有重要的理论和实践意义。为此,就有关成都粘土的研究历史进行了回顾,并对今后的研究工作提出如下建议:1.深入调查成都粘土的分布范围及其地貌分布特征;2.开展成都粘土的精细年代学研究并建立标准剖面;3.褐色粘土和网纹红土的成因及物源的深入研究;4.确认"成都粘土"、褐色粘土及网纹红土三者间的关系及可能存在的沉积间断;5.阐明"成都粘土"与川西高原黄土、黄土高原黄土之间的物源关系;6.重建"成都粘土"的风尘传输过程及机制;7.探索各层粘土的成因及后期风化改造对其超固结性、胀缩性和裂隙性发育的影响。     

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。     

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。     

伊犁盆地北部山麓黄土粒度端元指示的粉尘堆积过程

中亚干旱区是全球重要的粉尘源区,是全球变化与区域响应研究的关键区域之一。中亚粉尘形成搬运沉积过程一直是全球变化研究的热点科学问题。本文选取位于伊犁盆地北部、北天山南麓不同地形和气候条件下的两处黄土剖面,对其沉积速率最高的层段进行了粒度测试分析,结合聚类分析和粒度分布曲线拟合两种方法,重建了黄土粉尘的堆积过程。伊犁盆地黄土主要由远源和近源物质组成,分别由高空西风和中尺度的区域风搬运而来。高空西风所携带的远源粘粒级矿物颗粒对盆地东部降雨较高地区有一定的贡献,而在盆地西部不容易沉降下来。中尺度区域风所搬运的近源物质组成了黄土沉积物的主体,而近源区沉积物的可用性在黄土的形成过程中扮演着重要角色。另外,非风暴过程中（沙尘暴过后）出现的浮尘在沙尘暴天气频率减少的时期对黄土的发育有重要贡献,而在沙尘暴天气频发的时期,较差的植被覆盖度能够使得已经沉降下来的浮尘组分重新被扬起至大气中。由此建立了一个粉尘堆积的概念模型。认识黄土粉尘的堆积过程对现代沙尘天气的治理和人类生存环境的改善具有重要作用。     

中国黄土成因争论及其启示

人类对自然界的认识过程总是由浅入深循序渐进的。回顾过去,中国黄土成因经历了从"水成"到"风成"这样一个曲折的认识过程。通过分析黄土成因争论的历程,得到如下启示:1)过去的黄土成因争论源于人们不认识黄土层中的古土壤,因此识别地层中古土壤对重建古地理环境具有重大意义。2)水平层状地层并非都是水平沉积层理,也有可能是古土壤发生层次,具有水平层理的沉积地层则可能意味着在水中沉积形成,而古土壤层则是在地表环境形成。3)古土壤层的特点是古土壤层具有土壤发生层次,因此各层次之间一般呈现为渐变特征,而沉积地层通常具有明显的顶部和底部,显示着截然变化。4)在总结新生代古土壤特点的基础上,重新认识更老地层的古地理环境,发挥古土壤在研究地层成因、重建古气候等方面的作用。     

雪隆囊地区堰塞湖溃坝沉积物的石英砂表面微观特征

石英砂表面微结构分析有助于理解沉积物的成因环境。四川省雪隆囊地区位于青藏高原东南缘金沙江上游,该处分布有堰塞湖溃坝沉积物。为了判断其溃坝沉积物的沉积成因和形成环境以及过程,采集石英砂样品并进行扫描电镜分析,初步获得堰塞湖溃坝沉积物石英砂的表面微观结构组合特征是次棱角状及次圆状颗粒为主,颗粒边缘形状为棱脊磨损及次棱脊,表面多为中、低起伏;少量出现贝壳状断口,小撞击坑出现较多,平行解理面少见甚至没有;擦痕、磨光面少量出现;化学溶蚀和沉淀形态包括蚀坑和蚀缝、硅质薄膜和硅质球。结果表明雪隆囊堰塞湖溃坝沉积物在沉积过程中不仅受到强烈的机械撞击作用,而且在后期也有比较强烈的水流作用参与其中,可以为分析溃坝沉积物的沉积过程和沉积环境提供参考。雪隆囊溃坝沉积物石英砂表面微观结构特征与残坡积、冰碛、冰水、冲积、洪积、泥石流、湖相沉积、海洋沉积、风成等沉积环境明显不同。