东昆仑阿拉克湖早更新世沉积物黏土矿物特征及其古气候环境意义

为了揭示东昆仑阿拉克湖地区早更新世的气候环境演化,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及古地磁对位于东昆仑山系东段的阿拉克湖断陷盆地早更新世沉积物样品进行了分析.结果表明,黏土矿物的成分主要为伊利石和绿泥石,含有少量的高岭石.伊利石结晶度在0.280～0.513°之间,反映伊利石结晶度存在明显的差别.古地磁分析结果显示,磁化率介干14.85×10-6～214.20×10-6SI之间,平均为68.41×10-6SI,也存在着明显的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值在0.11～0.22之间,反映不同时期沉积物中高岭石与伊利石、绿泥石之间相对含量的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值、伊利石结晶度以及古地磁分析结果的变化特征,均反映了东昆仑阿拉克湖的古气候经过了从冷干到温湿的气候变化,而沉积物以伊利石和绿泥石为主以及相对较高的伊利石结晶度和偏低的磁化率值则说明早更新世阿拉克湖地区的气候总体以冷干为主.     

陕西洛川黄土-古土壤剖面中伊利石结晶度——黄土物质来源和古气候环境的指示

伊利石是我国黄土和古土壤中最主要的粘土矿物。本文选择陕西洛川黄土-古土壤国际典型剖面为研究对象,通过测定伊利石的结晶度(Kubler指数)、Srodon峰强比值(Ir)和2M_1多型含量,发现黄土物质的起源与中高温(>280℃)地质环境有关;黄土样品中伊利石结晶度值为0.25°2θ(Cu Ka),古土壤样品中伊利石结晶度值大于0.27°2θ(Cu Ka);黄土和古土壤中伊利石结晶度值的差别,是由于古土壤中伊利石含少量的膨胀层,而黄土样品中的伊利石不含有膨胀层而引起的。古土壤中伊利石的膨胀层的成因,与伊利石     

中新世以来长江下游和黄土高原地区黏土矿物的时空变化及古气候意义

为了认识中新世以来长江、黄河流域沉积物中黏土矿物的时空变化及古气候意义,利用X射线衍射方法分析了中新世以来长江下游河湖相沉积物、黄土高原红黏土和黄土-古土壤的黏土矿物组成.结果表明:中新世以来长江下游、黄土高原沉积物的黏土矿物组成都为伊利石+绿泥石+高岭石+蒙脱石;各地质时期长江下游和黄土高原不同剖面沉积物由不同的黏土...     

广西凭祥英安岩的化学风化作用研究

利用薄片观察、X射线粉晶衍射分析和化学分析方法研究了广西凭祥英安岩风化剖面的形成作用。风化作用初期，母岩中微量黄铁矿的氧化分解导致方解石与绿泥石的迅速分解；风化中期形成了大量的高岭石、伊利石、蒙脱石和蛭石；风化作用高级阶段以高岭石、石英和氧化铁矿物的富集为特征，但仍然存在少量蒙脱石、伊利石和蛭石。风化剖面的部分层段显示出与剖面其他部分明显不同的地球化学特征，即Na的富集和K的亏损。在Al2O3—(CaO^* Na2O)—K2O三角图上，风化中期这些层段明显偏离了正常的风化趋势。矿物学和微形貌的研究表明，造成偏离的原因是古地下水引起的正长石的钠长石化作用。     

全谱拟合定量研究气候对土壤成壤机制的约束:以鲁粤土壤剖面为例

以山东棕壤剖面和广东红壤剖面为研究对象,通过X射线衍射(XRD)和基于Rietveld技术的全谱拟合定量分析土壤中的矿物组成、在剖面上的含量变化并研究粘土矿物之间的相互转化关系,揭示气候对土壤成壤机制的约束。结果表明,2个剖面中的矿物组成不同:山东棕壤中非粘土矿物有长石、石英、方解石及少量的铁铝氧化物和闪石类矿物,粘土矿物有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,且粘土矿物含量伊利石>绿泥石≈蒙脱石>高岭石;广东红壤的矿物组成为石英、赤铁矿、针铁矿、三水铝石、高岭石、伊利石和蛭石,其中高岭石>伊利石>蛭石。此外,两地的土壤中均含有少量的非晶质物质。山东气候干冷,以物理风化为主,化学风化较弱,原生闪石类原生硅酸盐矿物和易被溶蚀的方解石等仍有存留;广东气候湿热,化学风化强烈,存在明显的脱硅富铝作用,铁铝氧化物富集。3)利用定量结果计算的化学风化指数与矿物的变化是一致的。     

黄土高原风尘序列的碳酸盐成因及其风化过程

碳酸盐是黄土高原风尘序列的主要组成部分,其含量与原生碳酸盐溶解、再沉淀,以及含钙硅酸盐化学风化强度等密切相关。碳酸盐在表生环境下极易移动,且其迁移变化受大气降水、温度等古气候所制约,因此黄土次生碳酸盐记录了古气候的重要信息。甘肃西峰赵家川剖面碳酸盐含量、磁化率的系统测定和风尘序列地质特征研究表明,在整个剖面中,碳酸盐含量和磁化率曲线呈显著的负相关,并从剖面上部到红粘土底部,碳酸盐含量有增加趋势。黄土、古土壤和红粘土沉积分别处在不同风化阶段:黄土化学风化最弱,处于钙质残积阶段,古土壤处于强烈钙质淋溶阶段和硅铝残积阶段,红粘土化学风化最强烈,处于硅铝残积阶段或红土化阶段;不同的化学风化阶段古气候性质有别。     

黄土高原黄土-古土壤的矿物组成及其环境意义

采自洛川和西峰剖面的34个黄土-古土壤样品分为砂、粉砂、粘土三个粒级进行了矿物成分分析。结果表明．黄土高原黄土和古土壤的矿物组成基本一致．除了方解石和褐铁矿、磁铁矿因在样品处理时已被剔除未予计算外，其主要矿物是石英、云母、长石和绿泥石。这4种矿物占总量的88％-91%，其他矿物有高岭石、蒙脱石、蛭石和少量重矿物。不同地质剖面和不同地层层位的矿物差异主要表现为组成矿物在含量和粒度上的变化。洛川与西峰剖面、古土壤与黄土以及相同古土壤层的上部与下部相比，它们的矿物组成主要表现为前者古有较少长石和较多云母和蛭石，而且颗粒较细，表明在土壤发育过程中使矿物转变的生物化学风化过程和使矿物颗粒由粗变细的物理风化过程并存。这一结果有利于这样一种土壤发育机制解释，即古土壤发育与黄土堆积过程同时进行，只是在古土壤发育时期黄土的堆积过程缓慢，成土作用大于黄土堆积作用而发育土壤。     

罗马尼亚第四纪黄土沉积的岩石磁学特征及成土模式探讨

欧洲罗马尼亚发育着典型的第四纪风积黄土-古土壤地层,通过对Mircea Voda剖面黄土-古土壤样品进行磁化率、频率磁化率、非磁滞剩余磁化强度、等温剩磁、热磁曲线和磁滞回线等岩石磁学参数测试分析,发现罗马尼亚Mircea Voda黄土-古土壤序列磁化率曲线形态与中国黄土高原中部西峰黄土极为相似;而且所含磁性矿物种类也很相似,主要以亚铁磁性矿物(磁铁矿和磁赤铁矿)为主,也含有反铁磁性矿物(赤铁矿和针铁矿).罗马尼亚Mircea Voda黄土与中国西峰黄土有相似的成土模式,成土过程都是在干旱氧化环境中进行,磁化率与成土作用基本成正相关关系.磁化率在成土弱的黄土层中获低值,在成土强的古土壤层中获高值,反映冰期、间冰期旋回在全球范围内对气候影响的一致性.成±过程粒度小的超顺磁(SP)和单畴(SD)亚铁磁性矿物相对含量的增加是罗马尼亚Mircea Voda剖面古土壤磁化率增强的主要原因.罗马尼亚Mircea Voda黄土的磁化率数值整体低于中国西峰黄土的值,物源的差异以及罗马尼亚气候的水热不同期使得古土壤发育弱于中国黄土,以及地下水对剖面底部土壤层的淋溶作用,可能是造成Mircea Voda黄土磁化率低于西峰黄土的原因.     

新疆伊犁黄土化学风化特征及其控制因素

       通过对伊犁盆地昭苏黄土剖面元素地球化学分析,结合与黄土高原典型第四纪风成堆积洛川剖面的对比,对伊犁黄 土常量元素分布规律及化学风化特征进行初步研究发现,伊犁昭苏剖面黄土和古土壤主要元素含量具有较好的一致性,暗 示着沉积后两者所经历的风化作用相似。与黄土高原相比,伊犁黄土和古土壤除CaO,MgO和Na2O,P2O5分别出现较大程度的 富集和较小程度的亏损外,其它常量元素含量的变化趋势基本一致;CIA指数、Na/K比值及A-CN-K图解显示伊犁黄土和古土 壤均经历了低等强度的化学风化作用,弱于黄土高原的洛川黄土及古土壤,黄土和古土壤风化分异作用不明显。气候条件 尤其水热组合模式（降水、温度和蒸发量等）对伊犁黄土化学风化的起着重要的制约作用。     

上新世以来伊豆-小笠原海脊黏土矿物的来源与古气候意义

对伊豆-小笠原海脊(ODP 782A孔)上新世以来沉积物中黏土矿物的组成、含量及矿物学特征进行了分析,结果表明:黏土矿物以伊利石(42%)和蒙皂石(42%)为主,绿泥石的平均含量为14%,高岭石的含量最低,平均仅为2%。伊利石的结晶度较好,平均为0.25°Δ2θ;化学指数较低,平均为0.31;表明伊利石主要形成于干冷的气候环境。通过将ODP 782A孔黏土矿物组合特征和含量与周边可能源区对比,并结合伊利石和蒙皂石的矿物学参数特征,我们认为蒙皂石主要来源于伊豆-小笠原海脊周边岛弧火山物质;伊利石、绿泥石和高岭石主要来自亚洲大陆风尘。上新世以来(伊利石+绿泥石)/蒙皂石比值总体上呈增加的趋势,并且在5.3~3.6、3.6~1.6、1.6~0 Ma的三个阶段表现出不同的变化特征,该比值与全球深海δ¹⁸O值所记录的全球变冷、北太平洋ODP 885/886孔风尘通量和灵台黄土沉积速率,以及日本海U1430站伊利石/蒙皂石比值所指示的亚洲内陆干旱变化的总体变化趋势和阶段性变化的时间点大致同步,表明该比值敏感地响应了全球变冷和亚洲内陆的干旱。上新世以来(伊利石+绿泥石)/高岭石比值表现为高/低交替变化,分别与中国灵台黄土磁化率高/低变化相对应,由于黄土磁化率记录了亚洲内陆干/湿变化,因此该黏土矿物比值敏感地响应了亚洲内陆的古气候变化,因而可以作为可靠的亚洲大陆干/湿变化示踪指标。     

Clay Mineralogy and its Paleoclimatic Significance of the OligoceneMiocene Sediments in the Gerze Basin,Tibet

This study collected the early Oligocene to middle Miocene sediments from the Gerze Basin of Tibet, and used X-Ray diffraction （XRD） and Scanning Electron Microscope （SEM） to discuss their clay mineralolgy, clay indices, better understand the clay mineralogy and its paleoclimatic significance. The results show that clay minerals of the Gerze Basin sediments are mainly composed of iilite and chlorite, with minor amounts of smectite and kaolinite, and their relative content varies along the section. Variations of relative contents and clay indices suggest that the Gerze Basin has experienced three-stage evolution of paleoclimate： I ） high ilUte and chlorite contents, with fluctuant smectite and low （I＋Ch）/（K＋S） ratio, indicative of a dominant seasonal arid climate from the early Oligoeene to late Oligocene; Ⅱ） higher illite and chlorite contents and larger （I＋Ch）/（K＋S） ratio but absence of kaolinite, indicating a colder and drier climate from the late Oligocene to early Miocene; Ⅲ） high iilite and chlorite contents with fluctuant （I＋Ch）/（K＋S） ratios and occasional occurrence of kaolinite, suggesting that the climate became warmer and more humid compared with that of stage Ⅱ in the mid-Miocene. These conclusions were also reinforced by the clay morphology, which suggests that physical weathering dominated in stage Ⅱ, while relatively strong chemical weathering was dominant in stages Ⅰ and Ⅲ Clay minerals of the sediments mainly consist of illite and chlorite, indicating that the source rock played a significant role in clay origin. It is inferred that global cooling and the enhancement of denudation and obstruction of northward moisture due to the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau were responsible for the provenance of iUite and chlorite under weak chemical weathering. Though the Qinghai-Tibet Plateau reached a certain elevation by the mid-Miocene, yet the mid-Miocene widespread warming might have largely impacted the Gerze climate.     

我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析

在兰州黄土和下蜀黄土中粘土矿物的X衍射分析基础上,对我国不同纬度和气候带的五个黄土剖面(点)中的粘土矿物组合和空间分布进行了对比分析,并探讨了与古气候的关系。结果表明,黄土中粘土矿物组合具有明显的地带性特征。从西北到东南,随着纬度的逐渐降低,黄土中的粘土矿物组合也发生有规律的变化。主要表现为绿泥石含量的逐渐减少和蛭石含量的逐渐增多。位于温带半干旱区的兰州黄土以伊利石和绿泥石为主要粘土矿物,而位于亚热带湿润区的大港下蜀黄土则以伊利石和蛭石为主要粘土矿物。黄土中含有较多量的绿泥石可作为黄土母质堆积后干冷气候和微弱风化的标志,而蛭石和蛭石/绿泥石混层矿物含量的增加指示了风化强度的增强。因此,黄土粘土矿物组合特征不仅反映物源区古环境信息,而且指示了黄土堆积期后的生物气候环境。     

Provenance of Clay Minerals in the Amami Sankaku Basin and Their Paleoclimate Implications Since Late Pleistocene

We analyzed the clay mineral assemblages, content and mineralogical characteristics of Hole U1438A sediment recovered from Amami Sankaku Basin during International Ocean Discovery Program (IODP) expedition 351. The results show that the clay minerals are mainly composed of illite (average 57%), smectite (average 26%), chlorite (average 14%) and minor kaolinite(average 3%). The crystallinity of illite in all samples are good (<0.4 Δ° 2θ), and the chemical indexes of illite in all samples are low (<0.4). Both indicate that illite in Hole U1438A formed in cold and dry climate. By comparing clay mineral assemblages of hole U1438A and the potential sediment sources, we suggest that smectite be mainly derived from the volcanic materials around Amami Sankaku Basin. Illite, chlorite and kaolinite are mainly derived from the Asian dust. The ratios of (illite+chlorite)/smectite show a phased increase over the last 350 ka, which is consistent with the cold and drying trend of the Asian continent since late Pleistocene. The high ratios of (illite+chlorite)/smectite and (illite+chlorite)/kaolinite during glacial period indicate that much more Asian dust was input into the Amami Sankaku Basin, which are responded to the aridity of Asian continent and strengthened east Asian Monsoon during glacial period.     

川西高原理县黄土磁学特征及其影响因素

川西高原河谷阶地和断陷盆地广泛分布厚层风成黄土-古土壤序列,目前对其磁学性质变化机制及古气候意义研究还很薄弱。文章对该区理县黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学研究,确定了其磁性矿物种类、含量和颗粒大小的特征及其变化规律。通过结合粒度、色度与地球化学参数,进一步探讨了理县黄土-古土壤磁性的主控因素。结果表明:1)理县剖面同时含有强磁性矿物(为磁铁矿和磁赤铁矿)以及弱磁性矿物(为赤铁矿和针铁矿);2)相对黄土层,古土壤层含有更高比例的亚铁磁性矿物;3)成土过程中生成的大量细小强磁性矿物颗粒,是古土壤层S1磁化率增加的主导因素,该模式与黄土高原相似;4)结合色度以及磁学性质,可以较为明确地区分成壤强度;(5)理县黄土剖面物源复杂,磁学特征受到沉积物来源、后期流水和气候的共同作用,利用单一磁学性质(比如磁化率)进行古气候研究会造成多解性。     

陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义

本文系统地测试了陕西洛川黄土-古土壤剖面中的Rb,Sr含量和磁化率。通过对比该剖面2．50MaB．P．以来Rb／Sr曲线和磁化率曲线,发现两者的形状和变化的相位十分相似,然而两者的相对振幅却有明显的差别。Rb／Sr曲线记录了0．80MaB．P．左右一次重要的气候转型界面,揭示了黄士和古土壤内部次一级的气候波动旋回,反映了早更新世黄土高原较温暖潮湿的特点以及更新世以来气候由湿向干的变化趋势。研究表明,Rb／Sr值可以作为衡量东亚夏季风环流强度变化的较为敏感的替代性指标。     

Geochemical and Mineralogical Characteristics of Pleistocene Lignites and Associated Sediments of Marathousa Coal Field,Central Peloponnese,Greece

The mineralogy and geochemistry data are presented for thirty-seven shales,four concretions,two carbonate sediments and seven lignites from the Marathousa coal field of the Megalopolis Basin in Greece.The argillaceous rocks consist of chlorite,illite,kaolinte,albite,quartz.opal-A,calcite and dolomite;the concretions of aragonite,gypsum and pyrite;and the carbonate rocks of calcite,quartz and illite.The mineral matter in the lignites consists of gypsum,quartz,albite,chlorite,illite,opal-A,dolomite,pyrite,and rarely calcite and kaolinite Athree-factor model explains the total variaition of major and trace elements in the argillaceous sediments.The first factor is an aluminosilicate factor and involves the following elements:Al,Si,Mg,Na,K,Ti,Mn,Nb,Y,Rb,Zn,Cu,Ni,Cr,Nband V,associated with chlorite,albite and illite.The second factor involves the elements Ca,Sr,Ba,Znand Sc and is related to carbonate lithology and mainly the carbonate concretions with gypsum.The third factor involves Fe and Ce with a weak association with Mn.The diagenesis of the Marathousa sediments and lignites was not very advanced as indicated by (a) the total thickness of the sequence (500m),(b) the presence of biogenic silica(opal-A) and (c) the age of the deposit(Pleistocene).FOr these reasons the rpresence of chlorite,illite and kaolinite in the sediments and lignite is due not to diagenetic reactions but to weathering of the flysch and metamorphic rocks at the edges of the Megalopolis Basin and transport of the weathering products(illite,chlorite,kaolinite)into the basin of deposition.The diagenetic minerals of the Marathousa sequence include pyrite,gypsum,dolomite and aragonite.     

绰墩农业遗址中存在中全新世水稻土的新证据*

前人研究认为,在长江下游地区绰墩农业遗址的全新世地层中存在2个古水稻土层,但到目前为止尚缺乏土壤化学和物理学方面的证据。为了寻找土壤学证据,在江苏省昆山市绰墩遗址P-01垂直剖面中连续采集了12个样品,分别测定了全氮(TN)含量、总有机碳 (TOC) 含量、粒度组成、质量磁化率以及粘土矿物组成。结果显示,从剖面底部(200cm)到100cm处和从57cm处到现代土壤表层,TOC,TN,TOC/TN比值、高岭石含量以及高岭石/伊利石(K/I)比值两次出现逐渐升高的趋势,而且它们的曲线形态基本一致。这些特点有可能说明P-01剖面中包含着两次成壤过程:第1次形成了古土壤层(160~100cm),第2次形成了现代水稻土(57cm~现代土壤表层)。但TOC和TN以及水稻植硅石资料不支持在深度57~42cm段存在古土壤的观点。从200cm到130cm处,磁化率和粘粒含量有逐渐降低的趋势,说明此处具有长期淹水的特征。现代水稻土的研究表明,水稻田排水过程中可能使部分粘粒被带走流失。因此,粘粒含量从200cm到130cm处逐渐降低的趋势可能与中全新世的人工排水有关。研究资料与考古学、孢粉学和植硅体资料共同说明,该古土壤层(160~100cm)很可能是古水稻土。古水稻土的确认将为农业考古和古环境变化研究提供有利的条件。     

Environmental controls on clay mineralogy of an Early Jurassic mudrock (Blue Lias Formation,southern England)

We present a dataset including clay mineralogy, gamma-ray spectrometry, organic matter content and magnetic susceptibility of the Hettangian to lowest Sinemurian successions of Dorset and Somerset, southern UK (Blue Lias Formation, Bristol Channel and Wessex basins). In both areas, the clay assemblages comprise predominantly detrital illite, kaolinite and illite/smectite mixed layers. Clays probably originated from the erosion of the Hercynian massifs, the relative proportions of kaolinite and illite being modulated by arid-humid climatic fluctuations. The organic matter (OM) content (types II to IV) ranges up to 12% in both areas. A clear stratigraphical trend in clay mineral assemblages is apparent in Somerset, whereas in Dorset sharp contrasts between adjacent horizons and a greater dilution by carbonate mask the long-term evolution. Correlations between both areas based on similar vertical trends in clay mineral abundance support the suggestion of a hiatus within the angulata Zone of the Dorset succession. As expected, the kaolinite/illite ratio correlates with the Th/K ratio deduced from gamma-ray spectrometry. However, significant departures from the correlation occur in OM-rich intervals, suggesting that Th may be partly adsorbed on to OM particles. Surprisingly, high magnetic susceptibility correlates with abundant kaolinite, not with Fe-rich clays, indicating either that kaolinite is accompanied by a soil-inherited magnetisable phase (possibly iron oxide) or that illite-rich rocks are more strongly diluted by carbonate than are kaolinite-rich strata.     

贵州碳酸盐岩红土中的粘土矿物及其形成机理

本文运用Ｘ射线衍射、红外光谱、差热、透射电镜和扫描电镜等方法对贵州碳酸盐岩红土中的粘土矿物进行了系统研究。高岭石和０．７ｎｍ埃洛石是碳酸盐岩红土中的主要粘土矿物，其次为伊利石、蛭石、绿泥石、绿泥石／蛭石混层矿物，水铝英石和三水铝石等。