黄土高原风成沉积物磁化率各向异性研究

中国黄土高原粉尘堆积以往注重从物源区携带粉尘的古风向,对粉尘沉积→固结期的古风向缺乏研究.本文评述了近年来应用黄土高原黄土、红粘土磁化率各向异性研究古季风风向变迁所取得的一些重要进展并指出磁化率各向异性最大轴和最小轴的方位和倾伏均与沉积→固结期风向变化密切相关.黄土磁组构结果与利用各种统计方法计算出的古风向在多个剖面与现代夏季风方向相似,由此推论黄土是冬季风带来的沙尘在经历夏季风携带的降雨洗礼后才固结而成.而在黄土之下的红粘土地层中的初步研究发现磁组构显示明显的西风带沉积特征,指出这一现象将在今后研究中继续深入探讨.     

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤的磁组构特征及其古环境意义

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤样品的磁组构特征显示,研究剖面0～1480cm层段的平均Pj、F值小于1.02,而底部Pj、F大于1.02。F—L、Pj—q组合关系图反映磁化率椭球体为压扁状,磁面理较磁线理发育。磁化率椭球体主轴方位显示0～1480cm层段样品的椭球体轴向分布分散,长轴的倾角大于60°,短轴的倾角小于15°,而底部的分布聚集,长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°,上述特征综合揭示了0～1480cm层段属于典型风成沉积而底部属于典型水成沉积。磁化率椭球体最大主轴的偏角暗示风成沉积的主导风向为NW—SE方向,而水成沉积的古流向为SW—NE方向,与现代竹竿河水系的方向基本一致。磁化率各向异性最大轴方向的优选方向可能与大别山抬升等构造运动有关。     

Magnetic Fabric Characteristics of Zhuganhe Loess-Palaeosols Profile on Northern Slope of Dabie Mountains and Their Environmental Significances

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤样品的磁组构特征显示,研究剖面0 ～ 1480 cm层段的平均Pj、F值小于1.02,而底部Pj、F大于1.02.F-L、Pj-q组合关系图反映磁化率椭球体为压扁状,磁面理较磁线理发育.磁化率椭球体主轴方位显示0～ 1480cm层段样品的椭球体轴向分布分散,长轴的倾角大于60°,短轴的倾角小于15°,而底部的分布聚集,长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°,上述特征综合揭示了0 ～ 1480cm层段属于典型风成沉积而底部属于典型水成沉积.磁化率椭球体最大主轴的偏角暗示风成沉积的主导风向为NW-SE方向,而水成沉积的古流向为SW-NE方向,与现代竹竿河水系的方向基本一致.磁化率各向异性最大轴方向的优选方向可能与大别山抬升等构造运动有关.     

末次间冰期以来黄土-古土壤序列的磁组构特征及其指示的古风向

黄土高原粉尘物质的搬运、沉积过程与来自中高纬度地区的季风密切相关。研究冬季风演化历史将有助于深入理解全球变化背景下,东亚地区气候变化的动力机制。通过对黄土高原的磁组构研究发现:1)各向异性度(P)与磁面理度(F)相关性较高,因此各向异性主要由磁面理引起,磁化率椭球体为压扁状;2)磁面理大致水平,K3近垂直于水平面;3)黄土平均磁面理为1.007,古土壤为1.004,古土壤层的磁面理与各向异性度均要低于其下伏的母质黄土层。成土作用在某种程度上破坏了黄土的原生磁组构;4)P,F和粉尘粒度间具有一定内在联系,一般而言冬季风越强,搬运的粉尘颗粒越粗,从而导致在沉积过程中形成较高的磁面理;5)K₁方向的等面积赤平投影图和玫瑰花图解表明,末次间冰期以来该地区的主导风向为NW向冬季风。     

青藏高原西北缘晚新生代沉积岩古流向的磁化率各向异性确定及其构造意义

古流向的确定是重建沉积物来源及沉积过程的有效方法,而磁化率各向异性作为古流向恢复的可靠信息载体在室内沉积实验和具体工作中已得到认可.本文对青藏高原西北缘柯克亚剖面晚新生代地层鸟恰群、阿图什组和西域组80块样品开展了磁组构研究,磁面理与磁线理图、磁化率各向异性度与磁化率椭球体形状因子图直观地说明研究对象均具有磁面理较磁线理发育的特点,代表了原生沉积组构特征.柯克亚剖面乌恰群、阿图什组和西域组的磁化率各向异性测量则恢复了三个时期的古流向.古流向在不同时期的变迁显示了重要的青藏高原西北缘的隆升信息.乌恰群与阿图什组、阿图什组与西域组之间的古流向的改变反映出西昆仑山北缘具有西早东晚的构造隆升过程.     

陕西蓝田公王岭黄土古土壤序列的磁组构特征及其古环境意义

对黄土高原南部边缘公王岭黄土剖面的磁组构的研究发现,该剖面与前人的研究结果有一些相似之处,但更具有其特殊性.几乎所有样品的磁面理值F都大于磁线理值L,各向异性度P与磁面理值F相关性较高,磁化率椭球体表现为压扁状.水成黄土的P、L和F值均大于典型黄土古土壤,而混合黄土或古土壤则介于这两者之间.且典型黄土的P、L和F值也比典型古土壤高.另一方面,水成黄土的最大磁化率主轴方向为SW方向,与现代灞河水系的方向一致,其次要的方向为NNW方向.典型黄土的方向表现为SWW方向,而典型古土壤则为NNW方向,这是由于秦岭山脉的阻隔作用造成的.混合黄土或古土壤受到季风和坡面流水的共同作用,其最大磁化率主轴方向表现为EW方向.不同类型沉积物代表了不同的古环境古气候条件,这一切都可能受控于秦岭山脉阶段性抬升等构造运动的影响.本研究结果也将为进一步了解蓝田直立人的生存环境提供新的方法.     

黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比--红粘土风成成因的新证据

对黄土高原具有代表意义四个剖面的晚第三纪红粘土样品进行了粒度分析,并将结果与典型风成黄土古土壤样品的粒度特征进行详细对比,得到红粘土是风成成因的沉积学证据。结果表明,黄土高原红粘土与其上覆第四纪古土壤形成环境相似,红粘土是在相对于黄土堆积搬运风动力变幅小的条件下沉积的,在沉积之后受到较强的风化成壤改造作用。     

2.6Ma前后大气环流重构的黄土—红粘土沉积证据

为重建第三纪红粘土堆积晚期搬运粉尘的主导性风向,我们在黄土高原采集４年南北向分布的红粘土剖面,分析了它们的沉积学特征;此外,还对黄土高原一条南北向断面上的过去０．１３Ｍａ以来的黄土地层进行了沉积特征分析。结果表明,红粘土的颗粒粗细并没有南北向分异现象,从而与粒度从北到南快速变细的黄土沉积形成鲜明对比。     

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.     

藏东昌都地区侏罗纪岩石磁组构研究及其构造意义

本文对藏东昌都地区侏罗纪汪布组、东大桥组和小索卡组红层共71个采点开展了磁组构(AMS)研究。磁组构测试结果表明,早侏罗世汪布组岩石磁线理较磁面理发育,磁化率各向异性度较高,磁化率椭球最小轴K3散布于层面缩短方向,代表了与构造成因相关的磁组构;中侏罗世东大桥组和晚侏罗世小索卡组岩石则磁面理较磁线理发育,磁化率各向异性度较低,磁化率椭球最小轴K3与层面近垂直,指示了原生沉积磁组构。早侏罗世汪布组地层的磁组构揭示了其构造应力场方向为NE-SW向。中侏罗世东大桥组的磁组构指示了其沉积时的古水流方向为SE向(138.3°),而晚侏罗世小索卡组磁组构指示了其沉积时的古水流方向为NNW向(328.3°)。古水流方向的明显变化揭示了昌都地区从中侏罗世到晚侏罗世沉积物物源发生了相应的转变,表明昌都地区南早北晚的隆升过程。     

黄土高原的地理信息系统(GIS)试研究

黄土高原水土流失举世瞩目,现在的侵蚀继承和发展了古代的侵蚀,受自然和社会双重因素制约.随着人类社会进步和历史演进,自然与社会因子影响侵蚀的比例不断发生改变.本文从数字黄土高原的角度研究黄土的分布特征和堆积、侵蚀过程,建立了地貌、地质、黄土剖面、水文等空间数据库,研制数字黄土分布图件,展示黄土分布特点,构建黄土的三维分布模型,模拟主要地质时期黄土分布,探讨了侵蚀过程和人类活动对侵蚀的影响.     

晋东南黄土

本文论述了晋东南榆社一带的各期黄土。这里是黄土自西而东分布的过渡地带,黄土的性状有共性也有各自的特性。晋东南的黄土分为早更新世老Ｒ红土、早至中更新世新Ｒ红土、中更新世上离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。古地磁年代学测试和剖面观察获得的各期黄土年龄为：老Ｒ红土形成于２．５－１．５ＭａＢ．Ｐ,新Ｒ红士形成于０．９—０．６ＭａＢ．Ｐ,离石黄土形成于０．６—０．１ＭａＢ．Ｐ。它们彼此之间都有不整合面相隔。自Ｒ红土开始出现,就意味着榆社古湖开始消失,气候环境向半干旱－半湿润方向发展。但比黄土高原略为湿润,夏季风的影响更强些。     

灵台黄土-红粘土序列的磁性地层及粒度记录

甘肃灵台县任家坡黄土－红粘土剖面的磁性地层学研究表明;中国北方连续的风成堆积可下推到705MdB．P。第三纪红粘土的粒度组成从上到下变化很小,与黄土－古土壤序列的粒度大幅度变化形成强烈的反差,意味着晚第三纪时期的气候总体上要比第四纪时期稳定。在705～2．6MaB．P．的红粘土沉积中,可分出的110～115个土壤B层与钙质结核层的组合,初步表明在这个时期有约110～115次气候旋回。     

甘肃龙担早第四纪黄土堆积古地磁年代研究

临夏盆地位于青藏高原东北边缘,是青藏高原与黄土高原衔接带上的一个晚新生代断陷盆地。龙担剖面地处临夏盆地的中央部分,产有大量哺乳动物化石,从化石证据中得出与早更新世午城黄土同时期的黄土沉积,但是岩性看起来又与中国东部黄土高原上典型的午城黄土有差别。本文基于龙担剖面中黄土-古土壤序列的古地磁研究、粒度以及磁化率分析,主要对正极性N3的极性归属问题进行阐述,N3对应于Matuyama极性时中下部的Olduvai极性亚时期,建立了该剖面的年代地层序列。龙担动物群的上化石层位于Olduvai极性亚时内部,时代为1.77～1.95Ma,从而得出龙担动物群的上化石层年龄为1.9Ma,下化石层位于Reunion极性亚时之下,时代为2.25Ma。     

中国黄土高原第四纪构造运动

<正> 早在二十多年前,黄汲清教授在《中国新构造运动的几个类型》中首次将中国新构造运动划分为:1、大面积的升降运动;2、升降运动与大断裂伴生;3、翘起及断裂运动;4、拱曲运动;5、拗折、褶皱及冲断五大类型。并在论及第一类型大面积的升降运动时,明确指出,西北地区黄土高原新构造运动的特点是:“显著的幅度很大的,大面积的上升运动,自第三纪晚期以来直到现在,即在中国北方,特别在黄河流域的陕北、陇西等地区不断地进行着”。二十多年来,这些科学的论断,对中国新构造运动的研究及其类型的划分,对了解我国黄土高原地区新构造运动的特点及其表现性质等方面均起着积极的指导作用。     

长江三角洲地区晚新生代沉积物岩石磁学特征及其物源指示意义

对长江三角洲地区7个晚新生代钻孔沉积物的岩石地层和磁化率特征进行详细对比,并进一步选择浦东机场孔（PD孔）进行了详细的岩石磁学测试,讨论了该地区的晚新生代沉积物物源的演变。结果显示沉积物磁性的4次显著变化：  1）各钻孔上新世磁性强弱差异明显;   2）早更新世早期本区普遍表现出弱磁性;   3）从早更新世中晚期至全新世,磁性强度一般随粒度粗细变化波动,即砂质沉积磁性强,泥质沉积磁性弱;   4）晚更新世晚期以来,细颗粒沉积物的磁性较明显增强。磁性参数分析显示上新世和早更新世早期磁性矿物晶体颗粒较细,早更新世中晚期-晚更新世以粗晶粒磁性矿物为主,全新世细晶粒磁铁矿再次占主导。我们认为上述磁性变化反映构造沉降控制下现代长江三角洲地区物源区的不断扩大。     

泥河湾盆地剖面顶部黄土沉积及其古地理意义

选取泥河湾盆地郝家台、小长梁和东谷坨三个典型剖面顶部的黄土沉积进行磁化率和粒度特征的研究，以期揭示盆地晚更新世以来的古地理状况。结果表明，黄土沉积可以划分为S1、L1和S0三层，与我国西北地区典型剖面的黄土堆积和深海氧同位素阶段MIS1-MIS5可以很好的对比。它记录了这一地区130Ka.B.P.以来至少千年尺度的气候和环境变化历史，也说明这一地区对东亚季风气候的变化是十分敏感的。剖面黄土沉积说明盆地在更新世晚期的发育具有差异性，由于断块抬升作用使盆地西部继续接受湖相沉积，而东部则湖盆消失，接受黄土堆积。这些初步成果对研究盆地晚更新世时期的演化具有重要意义。     

The Plio–Pleistocene evolution of extensional tectonics in northern Tuscany,as constrained by new gravimetric data from the Montecarlo Basin (lower Arno Valley,Italy)

A detailed gravimetric study has been integrated with the most recent stratigraphic data in the area comprised between the Arno river and the foothills of the Northern Apennines, in northern Tuscany (central Italy). A Plio–Pleistocene basin lies in this area; its sedimentary succession can be subdivided from the bottom, in five allostratigraphic units: (1) Lower–Middle Pliocene shallow marine deposits; (2) Late Pliocene (?)–Early Pleistocene fluvio-lacustrine deposits; (3) late–Early Pleistocene–Middle Pleistocene alluvial to fluvial red conglomerates (Montecarlo Formation); (4) Middle Pleistocene alluvial to fluvial red conglomerates (Cerbaie and Casa Poggio ai Lecci Formations); (5) alluvial to fluvial deposits of Late Pleistocene age. The Bouguer anomaly map displays a strong minimum in the northeastern sector of the basin, and a gentle gradient from west to east. The map of the horizontal gradients permits to recognise three major fault zones, two of which along the southwestern and northeastern margins of the basin, and one along the southeastern edge of the Pisani Mountains. A 2.5D gravimetric modelling along a SW–NE section across the basin displays a thick wedge of sediments of density 2.25 g/cm³ (about 1700 m in the depocenter) overlying a layer of density 2.55 g/cm³, 1000 m thick, which rests on a basement of 2.72 g/cm³. The most of the sediment wedge is here referred to Upper Pliocene (?)–Lower Pleistocene, because borehole data show Pliocene marine deposits thinning northward close to the southern margin of the area. The layer below is referred to Ligurids and upper Tuscan Nappe units; the densest layer is interpreted as composed of Triassic evaporites, quartzites and Palaeozoic basement. According to Carmignani low-angle extensional tectonics began between Serravallian and early Messinian, thinning the Apennine nappe stack. At the end of Middle Pliocene, syn-rift deposition ceased in the Viareggio Basin (west of the investigated area) as demonstrated by Argnani and co-workers, and high-angle extensional tectonics migrated eastward up to the Monte Albano Ridge. A syn-rift continental sedimentary wedge developed in Late Pliocene–Early Pleistocene, until its hanging wall block was dismembered, during late Early Pleistocene, by NE-dipping faults, causing the uplift of its western portion (the Pisani Mountains). This breakup caused exhumation and erosion of Triassic units whose clastics where shed into the surrounding palaeo-Arno Valley in alluvial–fluvial deposits unconformably overlying the Lower Pleistocene syn-rift deposits. In the late Pleistocene SW–NE-trending fault systems created the steep southeastern edge of the Pisani Mountains and the resulting throw is recorded in Middle Pleistocene deposits across the present Arno Valley. This tectonic phase probably continues at present, offshore Livorno, as evidenced by the epicentres of earthquakes.