安徽宣城向阳剖面第四纪红土常量元素地球化学特征及其古气候意义

安徽宣城向阳剖面是我国南方第四纪红土标准剖面,蕴含着丰富的古环境与古气候信息,对其进行常量元素地球化学特征及古气候的研究,对深刻理解该区红土风化成壤强度与古气候演化、充实中国南方第四纪红土的高分辨率研究具有一定意义。本文基于野外地质地貌、岩性调查与加密采样,运用ZSX PrimusIV型X射线荧光光谱仪(XRF),对该剖面进行常量元素测定,并采用地球化学风化参数指标CIA与BA、元素迁移率等分析方法,结合前人的年代数据,探讨了该剖面红土风化特征及古气候意义。研究表明:(1)向阳剖面常量元素以Fe_2O_3、Al_2O_3、SiO_2为主,具有显著的富硅铝铁化特征,约916 ka以来红土堆积处于相对暖湿的古气候背景下,但是气候总体有向干凉方向变化的趋势;(2)约916 ka以来研究区古气候大致存在7次相对暖湿与相对干凉期的旋回变化;其中,阶段I至阶段II暖湿程度与风化强度较大,气候向暖湿方向发展,阶段III暖湿程度与风化强度均有所降低,阶段IV暖湿程度与风化强度达到最大,是最稳定的时期,阶段V至阶段VII气候一直向干凉方向变化;(3)在6.2 m(约534 ka前)以下部分,红土成土沉积动力强度较大,干湿变化比较强烈,沉积环境不稳定,而此后红土成土沉积动力减弱,沉积环境相对稳定。     

澧阳平原岩板垱剖面地球化学特征与风化强度研究

通过对岩板垱剖面氧化物含量分析及年代测定,揭示其常量地球化学特征,探讨澧阳平原晚更新世晚期至全新世中期的化学风化过程和环境变化。结果表明,岩板垱剖面沉积物出现不同程度Na、Ca元素亏损及TFe和Mn元素富集,其化学风化作用程度明显高于黄土高原黄土,稍高于镇江下蜀黄土,处于中等的风化阶段。多个风化指标的垂向变化表明岩板垱剖面化学风化强度表现为风化较强、风化较弱、风化加强和风化较强4个阶段的变化。化学风化强度指示澧阳平原27~6.0 ka B.P.间,气候环境经历了相对暖湿-凉湿-气候回暖-温暖湿润的演变过程。     

辽南地区晚第三纪红色风化壳及更新世高海面问题探讨

以辽南地区石槽剖面与城山头剖面的红色风化壳为研究对象,利用X射线荧光光谱仪,对风化壳剖面样品进行分析。结果表明：剖面中各采样点样品的主要化学元素含量自剖面底部到顶部无规律性变化,显示了主要化学元素在风化过程中的地球化学行为较为一致,符合风化壳沉积类型特征;剖面的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃,结合各采样点样品的主要化学元素含量及SiO₂/Al₂O₃及SiO₂/R₂O₃系数,可以认为这套红色风化壳应是在高温高湿的环境条件下风化作用的产物。通过与山东庙岛群岛风化壳的对比及风化壳厚度的计算,可以认为该套风化壳的形成时代应在上新世或更早。依据风化壳在滨海地区的残存高度可以推断,自第三纪晚期以来辽南地区最高海平面高度未超过今天的海平面高度。     

天山北麓典型黄土地球化学特征研究

选择天山北麓地区典型风成黄土钟梁剖面进行常量元素地球化学特征研究。结果表明:天山北麓黄土与黄土高原黄土、伊犁黄土具有相似的常量元素组成,但风化程度明显偏低。在化学风化偏弱的内陆干旱表生环境中,黄土剖面Na元素的活动性强于Ca。进一步分析发现,由于研究区碳酸盐的淋溶淀积作用不明显,Rb/Sr等一些在黄土高原地区能较好指示古气候变化的代用指标并不能很好指示天山北麓黄土成壤强度;但不受物源和沉积环境差异影响的化学蚀变指数CIA能够较好的反映天山北麓黄土成壤强度,可作为在西北内陆干旱区古环境重建的气候代用指标。     

晋南全新世黄土剖面常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对晋南地区中梁铁厂全新世黄土剖面常量元素含量分析和粒度、磁化率及光释光年代测定,探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及其古环境意义。剖面沉积物的Al₂O₃、TFe₂O₃、K₂O含量变化趋势基本一致,三者含量在古土壤层中较高,代表气候暖湿;剖面常量元素含量与UCC对比具有富Ca而贫Na、K的特征;剖面总体处于低等化学风化强度,介于陕西扶风和宁夏彭阳的剖面之间,其中古土壤层处于中等风化强度,Ca、Na大量淋失。常量元素地球化学特征指示该区全新世以来气候经历了"气候回暖→温暖湿润→气候转凉→持续干凉"的转化过程。1.2-2.5 ka BP期间区域地表流水作用较强,导致了Ca的相对淋失。     

澧阳平原晚更新世晚期至全新世早中期环境演变及其对人类活动的影响

通过对澧阳平原野外调查,多剖面地层对比分析及岩板垱（YBD）剖面样品的粒度、地球化学元素分析和年代测定,揭示该区晚更新世晚期至全新世早中期环境演变,并探讨其对人类活动的影响。研究结果表明,30~6 ka B.P.间,澧阳平原由冲沟发育的黄土台地向河湖发育的平原丘岗地貌过渡;气候环境经历了弱暖湿-气候变差-凉湿-波动回暖-暖湿的变化;更新世末至全新世早期稻作农业的出现与该区的环境条件和文化基础密切相关;环境演变也推动了古人类活动范围和聚落特征的变化。     

镇江下蜀土剖面的化学风化强度与元素迁移特征

对镇江下蜀土剖面的化学风化强度及元素迁移特征进行了研究, 结合与黄土高原第四纪黄土、古土壤、晚第三纪红粘土以及安徽宣城风成红土等典型风成堆积剖面的对比分析, 得出如下结论: (1) 镇江下蜀土剖面经历了中等强度的化学风化, 明显强于洛川黄土以及古土壤, 显著弱于宣城风成红土, 而与西峰晚第三纪红粘土非常接近。下蜀土的化学风化过程及 其与其他风成堆积剖面风化强度的差异主要受气候条件的控制, 气候条件通过年平均温度和年降水量对化学风化的地球化学环境起重要的影响, 其中降水因素在化学风化过程中可能起着更为重要的制约作用。(2) 镇江下蜀土剖面风化过程中, 绝大部分常量元素的地球化学行为 表现为迁移淋失, 仅Fe 和Ti 轻微富集, 元素的活动性由强至弱依次为: P > Na > Ca > Mg > K > Fe²⁺ > Si > Mn > Al > Ti > Fe³⁺; 常量元素的迁移特征揭示下蜀土的化学风化已经完成初级阶段的去Ca、Na 过程, 并初步进入到去K 风化的中级阶段; 微量元素除Sr、Ga 迁移淋 失外, Th、Ba、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、V 等均表现出富集特征, 这可能与下蜀土风化成壤过 程中的生物地球化学过程以及粘粒、有机质对微量元素的吸附作用有关。(3) 元素迁移在剖面 中的变化特征揭示, 在0.24 Ma 之前的中更新世早、中期, 该区气候较为暖湿, 兼有干湿交替的特征; 中更新世晚期气候偏干凉, 风化淋溶最弱; 至晚更新世早期则又出现一段明显暖湿的成壤时期, 形成下蜀土剖面中的S1 古土壤层。总之, 中更新世以来本区气候整体上向干凉的方向发展。     

青海湖种羊场风成沉积的常量元素组成及其化学风化指示

青海湖区是研究亚洲季风和西风环流强度变化和相互作用的良好区域。与青海湖湖泊钻孔沉积物一样,青海湖岸边广泛堆积的陆相风成沉积独立地记录了青海湖区晚第四纪以来的环境演变。过去对青海湖风成沉积的元素地球化学特征虽有过一些研究,但对于这套风成沉积的化学风化研究相当薄弱。通过对青海湖东岸种羊场剖面晚第四纪风成沉积的常量元素组成及主要的化学风化指标进行研究,结果表明:1)化学风化指标CIA(化学蚀变指数)、CIW(化学风化指数)、K2O/Na2O和Fe2O3/Mg O比值均反映了种羊场风成沉积经历了早期化学风化强度弱、中期强和晚期再度变弱的变化特征;2)在距今~5 ka时,风化指标显示化学风化作用最强,可能记录了青海湖区暖湿的气候特征;3)种羊场风成沉积的Fe2O3/Mg O比值与!fd%(频率磁化率的百分比)呈显著线性正相关(相关系数R2为0.939),指示在化学风化过程中Fe元素的富集对于磁化率增强具有重要贡献。     

衡阳盆地红土剖面的磁化率、Rb/Sr值及其古气候指示意义

通过对衡阳市区高兴红土剖面元素含量分析、磁化率分析和ESR年代测定,探讨该剖面的低频磁化率值（χ_lf）、Rb/Sr值、化学蚀变指数（CIA）、退碱系数（Bc）和化学淋溶系数（BA）等的分布特征及其古气候意义。研究表明：① 样品Rb/Sr值与化学风化参数值有显著的相关性,磁化率值与化学风化参数值有很好的相关性,Rb/Sr比值和磁化率值一同可以作为红土沉积古环境变化的替代性指标,极好地记录了衡阳盆地更新世以来古气候的变化,大致可以划分为3个阶段：2.23~1.323 Ma B.P.期间,Rb/Sr值和磁化率值为相对高值区,气候特征为温暖湿润;1.323~0.76 Ma B.P.期间,Rb/Sr值、低频磁化率值和CIA值呈现最高值区,气候为本区最温暖湿润阶段;0.763 Ma B.P. 以来,Rb/Sr值、磁化率值和CIA值为最低值区域,气候特征为温暖干燥。② Rb/Sr值、低频磁化率值、CIA值曲线从剖面底部往上呈现出先波动递增后快速递减的变化趋势,反映了衡阳盆地早更新世以来,气候整体上是由暖湿向温干的方向发展。     

辽南地区红色风化壳磁化率研究及古气候意义

以大连市金州七顶山、石河华农村和滨海假日花园红色风化壳作为研究对象,分析其磁化率特征曲线。按照20 cm为间距在金州七顶山取样20个、50 cm为间距在石河华农村取样8个、20 cm为间距在滨海假日花园取样2个,进行质量磁化率的测定和分析。结果表明:剖面的磁化率变化曲线均存在先增加而后降低再增加的变化,难以得到相对统一的变化趋势,频率磁化率百分数变化曲线表现为相对一致的增加趋势,能够更清晰的反应红色风化壳成壤强度。辽南地区红色风化壳与山东庙岛群岛风化壳同发育于新近纪。红色风化壳是高温高湿气候条件下的风化产物,上覆黄土说明经历了热带或亚热带湿热气候随后变为干寒气候。     

镇江下蜀土剖面的化学风化强度与元素迁移特征

The chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang are studied in this paper.（1）The Xiashu loess profile underwent moderate chemical weathering.It seems that the precipitation is a more important factor than the temperature in controlling the process of the chemical weathering.（2）The major elements such as Si,K,Na,Ca,Mg,Mn and P were migrated and leached,while the elements Fe and Ti were slightly enriched.The migration features of the major elements reveal that the Xiashu loess finished the primary process of chemical weathering characterized by leaching of Ca and Na,and almost reached the secondary process characterized by leaching of K.Except the elements Sr and Ga,other trace elements such as Th,Ba,Cu,Zn,Co,Ni,Cr and V were enriched.It might be caused by both the biogeochemical process and the adsorption of trace elements by clay mineral and organic materials.（3）The difference of element migration down the Xiashu loess profile reveals that the climate was warm and wet at the early-middle stage of the middle Pleistocene.At the end of the middle Pleistocene,it became dry and cool.At the early stage of the Late Pleistocene,the paleoclimate became warm and wet again.As a whole,the paleoclimate generally became drier and cooler in this region from the beginning of the middle Pleistocene.     

Chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang, Jiangsu Province

The chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang are studied in this paper. (1) The Xiashu loess profile underwent moderate chemical weathering. It seems that the precipitation is a more important factor than the temperature in controlling the process of the chemical weathering. (2) The major elements such as Si, K, Na, Ca, Mg, Mn and P were migrated and leached, while the elements Fe and Ti were slightly enriched. The migration features of the major elements reveal that the Xiashu loess finished the primary process of chemical weathering characterized by leaching of Ca and Na, and almost reached the secondary process characterized by leaching of K. Except the elements Sr and Ga, other trace elements such as Th, Ba, Cu, Zn, Co, Ni, Cr and V were enriched. It might be caused by both the biogeochemical process and the adsorption of trace elements by clay mineral and organic materials. (3) The difference of element migration down the Xiashu loess profile reveals that the climate was warm and wet at the early-middle stage of the middle Pleistocene. At the end of the middle Pleistocene, it became dry and cool. At the early stage of the Late Pleistocene, the paleoclimate became warm and wet again. As a whole, the paleoclimate generally became drier and cooler in this region from the beginning of the middle Pleistocene.     

黄河源玛曲段全新世风成黄土-古土壤序列风化成壤特征以及古气候演变

通过对青藏高原东北部黄河源开展广泛细致的野外考察,选择位于玛曲段黄河左岸第二级河流阶地（T₂）之上,赋存典型风成黄土-古土壤序列的达尔琼东（DEQ-E）剖面进行系统采样。在室内对采集样品进行了磁化率、烧失量、吸湿水、粒度、土壤微形态、地球化学元素和光释光（OSL）测年等综合分析,结论表明：① 黄河源玛曲段DEQ-E剖面地层序列由上至下依次为现代草甸土层（MS）-全新世中期古土壤层（S₀）-全新世早期过渡性黄土层（L_t）-阶地漫滩相沉积层（T_2-al）;② 黄河源玛曲段DEQ-E剖面风成黄土-古土壤序列风化成壤强度呈现出全新世中期古土壤层（S₀）>全新世早期过渡性黄土层（L_t）>现代草甸土层（MS）的变化特征;③ 黄河源全新世的古气候演变可分为3个阶段：全新世早期（11000 a BP—9000 a BP）,西风势力减弱,东亚夏季风逐步增强,气温趋于变暖,降水有所增加;全新世中期（9000 a BP—3100 a BP）,东亚夏季风作用强盛,气候整体温暖湿润;全新世晚期（3100 a BP以来）,东亚夏季风衰退,西风势力有所增强,导致气候转向干冷。该研究成果有助于理解青藏高原东北缘的古气候演化机制,同时对于预测未来区域气候变化具有重要的科学意义。     

岩溶盆地红土风化剖面的元素地球化学研究

选取云南石林红土剖面作为研究对象,探讨在岩溶盆地这一独特地貌单元中主量、稀土元素的地球化学特征。研究表明：① 云南石林土壤中主量和稀土元素的组成具有较好的一致性;② 通过对化学蚀变指数（CIA）与Na/K比值关系图以及A-CN-K（Al₂O₃-CaO*+Na₂O-K₂O）三角图分析发现：石林地区2个剖面均经历了温暖湿润环境下的强烈化学风化作用;石林地区土壤中稀土元素含量较高,其稀土元素球粒陨石标准化分布模式表现出高度相似性,且继承了基岩的特征,两者均表现为Eu处负异常,但剖面CK在Ce处表现为负异常,而剖面KP在Ce处无明显变化;③ 2个剖面元素组成及含量变化基本保持一致,表明此地土壤受外来物质影响程度较小,2个剖面的元素地球化学特征与基岩存在一定相似性。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ¹³Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示：第一主成分(PC1)包括Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ¹³Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为：在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

汉江上游黄土常量元素地球化学特征及区域对比

本文对汉江上游黄土的常量元素含量及相关地球化学参数CIA、Na/K、淋溶系数、退碱系数、残积系数等进行了系统分析。结果显示：① 汉江黄土的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,三者含量总和达767.3 g/kg;常量元素含量大小排序为SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K₂O>MgO>Na₂O>CaO。风化成壤过程中Na、Ca、Mg、Si发生不同程度的迁移淋溶,而Fe、Al、K相对富集。② 其风化成壤强度呈现从马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀又降低的规律,记录了该区域气候经历了末次冰期（55.0-15.0 ka BP）冷干、早全新世（15.0-8.5 ka BP）增温增湿、中全新世（8.5-3.1 ka BP）达到最暖湿,晚全新世（3.1-0.0 ka BP）降温变干的演变过程。③ 汉江黄土与洛川、巫山、下蜀黄土的元素组合特征高度一致,不同地区常量元素（CaO除外）含量十分接近且UCC标准化值变幅均小于0.25,这暗示了它们风化之初具有相似的风成沉积基础;但不同区域黄土的化学风化强度差异明显,大致呈现洛川黄土<汉江黄土<巫山黄土<下蜀黄土的趋势,与中国现代季风气候的空间变化规律相吻合,即不同地区黄土风化程度差异主要是东亚季风变化影响的结果。     

中晚全新世以来玛曲高原的化学风化过程演变

在对玛曲高原东南部具有代表性的黄土-古土壤-风成砂沉积剖面进行常量、微量元素及地球化学风化参数分析的基础上,结合¹⁴C测年结果,探讨了中晚全新世以来玛曲高原的化学风化过程。结果表明:(1)不同地化学元素在剖面中的化学活性表现出明显的差异性,常量元素Ca、Si、Na以强烈迁移淋失为主,Fe、Mg则表现为明显富集;元素活动性及迁移顺序为Ca >Si >Na >Al >K >Fe >Mg;常量元素的迁移特征表明玛曲高原处于脱Ca、Na的初期化学风化阶段;微量元素除Sr迁移淋失显著外,Cu、Mn、Zn均呈现出强富集特征。(2)根据典型地化学元素记录的冷干-凉润-凉干-温湿的气候变化过程,结合化学风化指标将玛曲高原中晚全新世以来的化学风化过程划分为3.8 ka BP以前的风化较弱期、3.8~3.5 ka BP风化较强期、3.5~1.6 ka BP风化减弱期和1.6 ka BP以来的风化增强期4个阶段。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。