黄土高原朝那剖面风尘堆积序列磁化率的古环境意义

黄土高原中部连续的风尘堆积黄土-红粘土序列,蕴含着东亚季风演化与高原隆升等重要的古气候与构造信息.结合已有的古地磁年代,根据磁化率的变化特征对黄土高原中部朝那黄土-红粘土剖面记录的古环境变化进行了划分,共划分I(8.1～5.6 MaBP)东亚季风的初显期、Ⅱ(5.6～4.8 MaBP)东亚夏季风开始增强期、Ⅲ(4.8～2.8 MaBP)青藏高原隆升和东亚季风波动增强期、Ⅳ(2.8～2.6 MaBP)气候转型期、V(2.6～1.2 MaBP)弱季风期、Ⅵ(1.2～0.62 MaBP)季风增强期和Ⅶ(＜0.62 MaBP)季风鼎盛期等7个阶段.并将其与全球冰量、太阳辐射进行对比,初步讨论各阶段演化的可能机制.     

佳县红粘土磁学性质

黄土/古土壤序列和红粘土均已被证明是风积成因,然而红粘土研究的程度远低于黄土/古土壤序列,比如强发育红粘土获得比较低磁化率值的原因并没有得到清楚解释,红粘土磁化率代用指标问题和红粘土搬运路径等问题还存在较大的争议,红粘土记录古气候意义研究也相对薄弱,因此加强对红粘土的研究,有助于对古气候的理解.佳县位于黄土高原与毛乌素沙漠交接地区,季风区与非季风区过渡地带.对佳县厚60m的红粘土样品进行系统磁学参数测量分析发现,佳县红粘土以软磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)为主,同时含有一定量硬磁性矿物(赤铁矿、针铁矿,主要是赤铁矿);强发育古土壤层含有较多软磁性矿物,弱发育古土壤层含有较多硬磁性矿物;磁颗粒粒径基本在0.2μm以下,x＞64×10-8m3/kg时,磁颗粒粒径小于0.1μm.剖面底部磁学参数变化存在异常,原因可能是:赤铁矿含量增加,超顺磁(SP)亚铁磁性颗粒含量急剧减少,单畴(SD)颗粒相对含量增加.该异常原因解释符合前人提出的成壤路径:水铁矿→SP磁赤铁矿→SD磁赤铁矿→SD赤铁矿.     

黄河中游新第三纪晚期红粘土的成因类型

地层结构、岩石组合、物质组成特点及化石埋藏状态等资料分析表明,新第三纪晚期红层成因类型多样,但以风积粉尘堆积为主,特殊的形成方式导致了红粘土组成的均一性。地层微结构研究显示红粘土沉积后经历了强烈的土壤化作用。地层所记录的成因信息和古气候信息与第四纪黄土—古土壤的类似,暗喻了二者间的继承性,红粘土成因的初步研究表明我国黄土高原区内的粉尘堆积有可能始于新第三纪中新世晚期。     

风尘堆积物中石英颗粒表面微结构特征及其沉积学指示

通过对黄土-沙漠交接带的定边县、黄土高原中部偏南的灵台县表土样品及甘肃灵台剖面不同层位的黄土-古土壤-红粘土样品中石英颗粒的形态特征及表面微结构的观察测试,结果表明红粘土、古土壤及灵台表土原样中石英颗粒表面具有较丰富的次生硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,指示了碎屑石英在沉积之后,由于适宜的温湿气候条件而经历了较强烈的风化成壤改造作用;而定边县表土样及上粉沙层(L9)土样中的石英颗粒表面干净,具有较多的撞击浅坑等风力搬运痕迹。经过双氧水和盐酸清洗过后的石英颗粒的形态特征及表面微结构非常清晰,多为次棱角至次圆状,均具有较丰富的撞击麻点和浅坑,少数样品可见裂纹分布,说明红粘土和上覆的黄土和古土壤一样,主要为风力搬运堆积;但红粘土样中石英颗粒表面所具有的丰富硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,似乎暗示了晚第三纪沉积气候环境显著不同于第四纪的冷干、暖湿气候组合演化格局。     

黄土高原晚上新世红粘土粒度的空间变化

对黄土高原由北到南 6个地点的晚上新世红粘土样品进行了常规粒度测量和化学提取的石英样的粒度测量。红粘土全样和石英样的平均粒径由偏北到南逐渐变细,粗颗粒含量也逐渐减少,表明红粘土可能是由偏北低空风而不是高空风搬运而来的。 3.6～ 2.6MaBP红粘土粒度与其上覆风成黄土粒度的空间变化具有可比性,但变化幅度较小.     

末次冰期苏北平原和东延海区的风尘黄土沉积

长江三角洲北翼苏北平原和东延海区，晚更新世晚期顶部地层普遍为一层暗绿色至黄褐色的硬质粘土层。本文通过对苏北平原硬质粘土层与西部丘陵区下蜀黄土的地层对比以及粒度、地球化学、矿物组合、微体古生物和抱粉、石英颗粒表面电子显微镜扫描、^１４Ｃ测年等实验分析的综合研究，讨论了其成因和年代问题，指出该硬质粘土层为末次盛冰期风尘黄土堆积物经次生变化而演变形成，同期的风尘黄土在黄海、东海海底和陆架区也有堆积，为下蜀黄土在东部平原区和海区的延续。     

南秦岭山阳—柞水矿集区夏家店金矿床微量-铂族元素地球化学特征及其对矿床成因的指示

夏家店金矿床位于南秦岭造山带内,是一个受构造和地层控制的大型金矿床,矿石类型为角砾岩型、碎裂岩型和石英脉型3种类型,赋矿围岩主要为寒武系水沟口组的炭泥质板岩、炭硅质板岩、硅质岩及白云岩,次为泥盆系西岔河组的角砾岩。本文对夏家店金矿床中矿石（角砾状炭硅质板岩、碎裂硅化白云岩、碎裂炭泥质板岩和石英脉状矿化的硅质岩）和围岩（硅质岩、硅化白云岩和硅质板岩）的微量元素、铂族元素（PGE）质量分数进行测试,进而探讨成矿物质来源以及矿床成因。结果表明：不同类型的矿石与其各自的围岩具有高度的相似性,均富集Sr、Ga、Zr等元素;不同类型的矿石稀土总量均高于各类围岩,但是两者具有相似的稀土配分模式,轻稀土富集,重稀土亏损,均表现出负Eu异常（δEu值为0.51~0.63）;不同类型的矿石PGE总量（7.71×10^-9~38.30×10^-9,平均值23.00×10^-9）均明显大于各类围岩PGE总量（1.28×10^-9~2.44×10^-9,平均值1.86×10^-9）,相比上地壳,不同类型的矿石均明显富集Os、Ir、Pt和Pd,亏损Ru、Rh,而各类围岩均富集Os,亏损Pt、Ru、Rh、Pd,但两者的铂族元素配分曲线具有高度相似性,呈Ru亏损的V型,为地壳的（Os）-Pt-Pd型配分模式。以上特征表明不同类型的矿石和围岩具有明显的微量、稀土元素和PGE地球化学继承性,暗示夏家店下寒武统有可能是重要的矿源层之一。同时,所有矿石和围岩的Au/Ir值（分别为4 821~299 666）和406~8 050）及Pd/Ir值（分别为16.9~588.0和15.2~47.5）变化范围均较大,两者Au/Ir值远高于炭质球粒陨石和原始地幔值、Pd/Ir值远高于岩浆成因矿石值,且夏家店金矿床矿石和围岩的PGE配分曲线与典型热液成因矿床一致。这些特征显示夏家店金矿床具有明显的热液成因,是构造-热液流体成矿作用的产物。     

新疆南部皮山北环形构造——古陨石撞击的记录

环形构造中央隆起受"正花状"构造控制,具有挤压构造特征;边缘受"负花状"构造控制,形成凹陷。为了揭示皮山北环形构造的特征及成因,基于三维地震资料、岩石学结构、岩芯、岩屑地球化学分析,识别出了皮山北环形构造是一个受环形断裂控制的中央凸起,边缘凹陷构造。钻井资料揭示该地区环形构造地层岩石破碎强烈,并伴有铱(Ir)元素正异常,最高达0.41μg/g。角砾岩段发育于古近系阿尔塔什组之下,上段有异地物质充填,下段主要为原地岩石碎裂产物。与构造变形相对应,环形构造中央核部地层连续性变差,而且下古生界在中央增厚,边缘减薄;上古生界则相反,具有中央减薄,边缘增厚的特征。与世界典型撞击构造对比分析,皮山北环形构造应为陨石撞击所致,从塔西南铱(Ir)元素正异常发育层位,推断该次撞击事件应发生于白垩纪末期或更早。     

滇黔地区陆相二叠系—三叠系界线附近粘土岩中发现微球粒

在滇东黔西地区的几条陆相二叠系-三叠系界线地层剖面研究中，二叠系-三叠系界线附近普遍存在1-2层非正常事件成因的粘土岩，并在粘土岩中发现了大量微球粒，依据化学成分，这些微球粒可分为硅质和钡质两类，笔者认为这种含微球粒的粘土岩成因很可能是，陨石撞地球诱发大规模火山爆发，其产物又经历正常喾作用并有非火山和撞击的正常沉积物混入，这些奇异的球粒，可能就是撞击的产物之一。     

泾川晚第三纪红粘土的磁性地层及其与灵台剖面的对比

本文对甘肃泾川的一套325m厚的黄土-红粘土序列进行了沉积学和磁性地层学研 究。泾川剖面红粘土序列的粘度特征表明,其与上覆黄土一样同为风成成因。古地磁测量结果确定该剖面的底界年龄约为8．0MaB．P．。根据野外观察,可以将泾川剖面红粘土序列从顶到底划分为6套地层。与泾川剖面相比,灵台红粘土序列保存了上部的5套地层。泾川和灵台两个红粘土剖面的地层对比表明,中国北方晚中新世以来的红粘土沉积是基本连续的。     

中国北方陆相沉积5.30Ma磁性地层序列

本文通过中国北方新第三纪晚期典型剖面的磁性地层研究,建立５．３０Ｍａ以来中国北方陆相沉积积磁性地层序列。中国黄土记录了Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带与Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带,年龄约２．５０Ｍａ。静乐红土（包括静乐剖面,榆林剖面,蓝田剖面）对应于Ｇａｕｓｓ正极性带与Ｇｉｌｂｅｒｔ负极性带,年龄约２．５０￣５．３０Ｍａ。三门组记录了Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带下段,年龄约１．２０￣２．５０Ｍａ。游河组记录了Ｇａ     

5.30Ma以来华北哺乳动物群与磁性地层序列

通过中国北方５．３０Ｍａ以来含丰富哺乳动物化石的典型剖面的磁性地层研究,建立５．３０Ｍａ以来中国北方陆相哺乳动物群与磁性地层序列对比。中国黄土记录了Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带与Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带,黄土年龄约２．５０ＭａＢ．Ｐ．,其中发现有午城动物群、公王岭动物群、阳郭动物群、陈家窝动物群与靖远动物群。三门组记录了Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带下段,年龄约１．２０—２．５０Ｍａ,其中发现有三门动物群。静乐剖面的静乐红土对应于Ｇａｕｓｓ正极性带上段,年龄约２．５０—３．００Ｍａ,其中发现有静乐贺丰动物群。游河组记录了Ｇａｕｓｓ正极性带,年龄约２．５０—３．４０Ｍａ,其中发现游河动物群。泥河湾沉积对应于Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带、Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带、Ｇａｕｓｓ正极性带,年龄约０．１３—３．４０Ｍａ。其中小长梁剖面记录了Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带与Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带上段（含Ｊａｒａｍｉｌｏ亚带）,年龄约０．１３—１．００Ｍａ（其中含化石及石器地层年龄约０．９０—１．００Ｍａ）。榆社盆地麻则沟组记录了Ｇａｕｓｓ正极性带（２．５０—３．４０Ｍａ）,高庄组记录了Ｇｉｌｂｅｒｔ负极性带（３．４０—５．３０Ｍａ）。     

The Loess in the Qinling Mountains and Its Records of Palaeoenvironmental Changes

The Fengzhou loess section is very typical in the Qinling Mountains. The section, which is about 82 m thick and underlain by Neogene red clays, consists of 33 layers of loess and 33 layers of palaeosol. It covers the Brunhes normal polarity zone and Matuyama reversed polarity zone, and the B/ M boundary is located in the middle part of loess layer 8 (L8). The loess of the Matuyama reversed polarity zone records the Jaramillo, Olduvai and Reunion normal polarity subchrons. The boundary between the Matuyama reversed polarity zone and Gauss normal polarity zone (M / Ga) appears on the lithological boundary between loess and Neogene red clays. Loess accumulation in the Fengzhou section started before 2.48 Ma B.P. Based on the stratigraphical structure, the material composition and magnetic susceptibility curve of the Fengzhou loess section, the palaeoclimatic changes during the last 2.48 Ma in the Qinling Mountains are subdivided into 66 cold-dry and warm-humid stages, equivalent to 33 climatic cycles. The     

黄土高原南缘午城黄土底部火山碎屑的来源和成因

一种与多类撞击记录共存的灰黑色碎屑，发现于黄土高原南缘段家坡黄土地层剖面午城黄土底部Ｇａ／Ｍ边界（２．４８ＭａＢ．Ｐ．）附近，通过对此碎屑的矿物学和地球化学特征研究，表明它们最初是源自青藏高原北部及其邻近地区碱性玄武质火山喷发的碎屑物，后来又在表生条件下与黄土层一起经历了包括水解、成土化和氧化等作用在内的风化改造。此外，本文更为强调的是，在火山碎屑形成过程中存在具有富Ｎｉ和Ｃｅ，高Ｓｍ／Ｎｄ比以及低Ｅｕ／Ｓｍ比等特点的地外物质的参与，据以论证这种火山活动确系Ｎ／Ｑ界面撞击事件引发。在黄土地层中，深入研究各种类型的火山碎屑，无疑对全面探讨第四纪环境变迁有着十分重要的意义。关键词午城黄土底部松山－高斯边界火山碎屑风化作用地外物质新近的研究表明，第四纪气候和环境变迁往往与起因于撞击和火山事件的大量尘埃物质有关［１］，而地外物体的撞击又常能引发火山活动［２、３］，因此第四纪沉积物中的火山喷发空落堆积物研究，无疑应该引起更大的关注。火山学发展至今，对各种火山碎屑物质，已有十分详尽的研究［４、５］。从国内第四纪火山碎屑的研究现状来看，虽然丁国瑜等早在１９６４年就曾在河北平原及太行山东麓的黄土地层中，首次发现了火山碎屑堆。     

“第四纪”一词之存废及其下界之浅见

与第四纪同时产生的第一纪、第二纪和第三纪等名词已先后被废弃,第四纪一词已失去其意义,建议予以废弃。第四纪是人类生活的时代,故建议用“人类纪”称之。第四纪的下界建议采用古地磁年表上的松山/高斯(M/G)界线,即258万年。其理由是:1)地磁极的大转换本身就是一个事件,它可能与其他事件有着因果的关系;2)在此线附近发现微玻璃陨石和铱微粒与铱异常,代表天文撞击事件;3)火山喷发物的发现是火山活动的证据;4)植物界在此线上下有巨大变化,在此线以下出现许多热带-亚热带植物,此线以上为温带植物;5)动物界也有巨大变化,三趾马动物群为现代动物群和人类所代替,最早的人属化石年龄为240万年;6)南海地区有Globorotaliamultcamerata绝灭事件,北京海进层中有波罗的透明虫等冷水种有孔虫组合出现;7)黄土高原的三趾马红土变成黄土。可见,M/G界线是一条很显著的界线,足以作为人类纪的下界。     

中国第四纪古地磁学研究进展

本文扼要介绍了中国第四纪古地磁学研究的进展,其主要结论为：中国黄土－古土壤的主要磁性矿物是磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿,特征剩磁载体为磁铁矿;Ｌ８和Ｌ３３分别记录了Ｍ／Ｂ和Ｇ／Ｍ地磁极性转换过程;Ｊａｒａｍｉｌｌｏ极性亚带的顶、底分别位于Ｌ１０和Ｌ１２;六盘山以东的黄土剖面,由于土壤化作用强烈,成土过程产生的次生剩余磁性已将持续时间只有５０００ａ左右的Ｂｌａｋｅ极性亚时的原始磁信息掩盖,无法分离出来;只有六盘山以西的黄土剖面才有可能记录Ｂｌａｋｅ极性亚时。黄土的剩余磁性受“Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ”和“Ｌｏｏｋ－ｉｎ”效应的影响很小,因此是研究极性转换期间地球磁场形态学和古风向的合适物质。     

中国第四纪地层

本文综述了中国第四纪沉积类型及第四系的划分,并与国际第四系划分进行了对比。指出中国第四纪沉积物分布广泛,种类繁多,以陆相沉积为主。按其成因主要有风成黄土堆积、河一湖相沉积、冲一洪积堆积、冰川沉积、洞穴堆积、风化壳残积（红土）、火山堆积和海相沉积等。各种沉积物都有很好的剖面,尤其是黄土和河一湖相沉积更为连续完整。按中国第四纪地层发育的实际情况,第四系的底界应置于松山一高斯极性转换界线（Ｍ／Ｇ,２．６ＭａＢ,Ｐ,）;第四系内部划分为更新统（Ｑ_ｐ）和１４新统（Ｑ_ｈ）,界线在１１０００ａＢ,Ｐ,。更新统进一步划分为下、中和上３个阶(Ｑ_ｐ１, Ｑ_ｐ２, Ｑ_ｐ３), Ｑ_ｐ２／Ｑ_ｐ１的界线为布容一松山极性转换界线（Ｂ／Ｍ; ０．７８ＭａＢ,Ｐ,）;Ｑ₍ｐ３_／Ｑ_ｐ２的界线为本次间冰期的起始时间（０．１２８ＭａＢ,Ｐ,）。     

黄土高原黄土、红色粘土与古湖盆沉积物关系

本文通过磁性地层学、古生物地层学、沉积学的对比研究，讨论了中国黄土高原地区黄土，红色粘土与该区重要古湖盆之一，古三门湖堆积物之间关系，并分析气候环境对它们的影响。主要结论如下：１）红色粘土与上覆黄土可以是连续沉积，并呈相渐变关系。２）中国黄土与三门组记录了布容正极性带与松山负极性带。Ｂ／Ｍ界限位于Ｌ８，Ｊ亚带位于标志层Ｌ９与Ｌ１５之间，大约Ｓ１０－Ｓ１３之间，Ｏ亚带位于Ｓ２２－Ｓ３３，或三门组之中。Ｍ／Ｇａ界限对应于黄土与红土界限。并基本对应于三门组与游河组界限。３）红色粘土（三趾马红粘土）并非仅仅是中新世保德期沉积物。它包括上新统与中新统，上新世静乐组记录了高斯正极性带，吉尔伯特负极性带，中新世蓝田组记录了Ｅｐｏｃｈ５。４）古三门湖堆积包括早更新世早期三门组（１．２０—２．５０Ｍａ，松山负极性带），上新世晚期游河组（２．５０—３．５０Ｍａ，高斯正极性带），更早期的三门湖沉积未出露。三门组与午域黄土为同期异相沉积，记录了松山负极性带，游河组则与该区上部红色粘土（静乐组上段）为同期异相沉积，记录了高斯正极性带     

罗布泊地区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层

罗布泊地区的AK1孔,是目前为止该区唯一的、最深的钻孔,深465.55m。依据AK1孔的岩性特征、热释光年龄、古地磁极性倒转、磁化率变化和Fe2O3含量的研究,将该地区第四纪地层划分如下:全新世为灰色—浅灰绿色色系,与晚更新世的界线划在深8.80m处,年龄值为11.5kaBP;晚更新世为杂色色系,与中更新世的界线在牙买加反向极性亚带的底界面上,深66.25m,年龄值为0.20MaBP;中更新世为褐黄色—土黄色色系,与早更新世的界线划在布容正向极性带—松山反向极性带的界面上,深235.00m,年龄值为0.73MaBP;早更新世为灰色色系,与上新世的界线在松山反向极性带—高斯正向极性带的界面上,357.50m深,年龄值为2.48MaBP;上新世为土黄色与灰色交替色系,顶部为厚8.78m的土黄色粘土层,与下更新世底部厚25.27m的灰色粗砂和含砾粗砂层相接,界限清晰。本区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层的底界,完全一致。因此,它是一条具有全球等时性的界线,可用以与世界其他地区的第四纪地层进行对比。     

九江地区网纹红土的时代

长江中下游地区广泛发育网纹红土。本文对九江长虹大道剖面进行了初步研究。该剖面地层自下而上可分为河流相冲积砂砾石、以发育水平状网纹为特征的铁质网纹红土、以垂向网纹为特征的网纹红土、红色粘土和风成下蜀黄土,分别厚3.3、4.5、5.9、3.6和4.1m。磁性地层研究结果,布容正向极性带/松山反向极性带的界限出现于网纹红土层中部,距顶深部12.9m处;贾拉米洛正向极性亚带出现在铁质网纹红土层中,距顶深度15.1-16.1m处。根据CandeandKent古地磁极性年表的模式年龄和热释光年龄,计算出沉积速率,进而计算出各层的界限年龄。结果表明,铁质网纹红土沉积于1232-869kaBP;网纹红土大约沉积于869-392kaBP;红色粘土沉积于392-101kaBP。九江长虹大道剖面代表了该地区从河流沉积、铁质网纹红土、网纹红土、红色粘土到风成黄土沉积的演变过程,并显示出准0.4 Ma的周期变化。这与黄土高原、青藏高原构造层和地球公转轨道偏心率变化所反映的准0.4 Ma构造气候旋回基本一致。