新疆伊犁河谷晚全新世风沙沉积主量元素特征及其气候意义

在新疆伊犁河谷塔克尔莫乎尔沙漠腹地,选择可克达拉剖面进行了光释光年代测定和主量元素含 量分析,根据主量元素组合及其比值变化重建了研究区3.71 Ka BP以来的气候环境变化序列。结果表明,近4Ka BP以来研究区气候环境演变大体经历５个阶段的变化：3.71～3.06Ka BP,冷湿;3.06～2.78Ka BP,暖干; 2.78～2.10Ka BP,凉湿;2.10～0.50Ka BP,冷湿;0.50Ka BP以来,凉干气候为主,最近100 a趋于暖干。研 究区晚全新世以来的气候变化阶段与中国东部季风区以及北半球气候变化阶段有很好的可比性,但各气候变化 阶段的水热组合又具有典型的西风带气候模式特征,并与中高纬度北大西洋区域的气候变化具有很好的遥相关。     

泾河下游古洪水滞流沉积物地球化学特征研究

通过沿泾河河谷广泛的野外考察,在高陵县杨官寨段发现典型的全新世黄土-土壤剖面。经过详细观测、系统采样和化学元素、粒度成分和磁化率等多指标测定,从剖面鉴别出两组古洪水滞流沉积层（SWD）,分别记录了发生在4 200 ~ 4 000 a B.P.和3200 ~ 2800 a B.P.期间的特大洪水事件。该研究着重对古洪水滞流沉积层与黄土层和古土壤层的元素地球化学特征进行对比研究。结果表明:（1）在风成沉积物中,Fe2O3、Al2O3、K2O、MgO等元素含量在古土壤层高于黄土层,而CaO和Na2O元素含量则表现出相反的变化。表明风化成壤过程中,这些元素的迁移变化受到全新世以来气候变化和成壤作用的影响。而Zr、Hf、Ti、Cr、Y、Th等微量元素含量与地壳平均丰度相当,且变化甚微。这是由于这些微量元素主要包含在粗颗粒和重矿物之中,其化学性质比较稳定,具有强抗风化性,很少受到风化成壤作用的影响。（2）单个古洪水滞流沉积层,是洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境中沉积形成的,分选性很好,故其底部多粗颗粒和重矿物沉积,Zr、Hf、Ti、Cr、Y、Th等微量元素含量呈现突出的尖峰;自下向上随着颗粒逐渐变细,粘粒成分增加,Fe2O3、Al2O3、K2O、MgO等元素含量出现高峰。这两类元素由下向上的相互消长关系,与沙级颗粒含量和磁化率值变化规律对应,反映出古洪水滞流沉积层的基本理化特性。这个研究成果对于完善古洪水沉积学和水文学的方法和理论具有重要的科学价值。     

11.5kaBP以来尕海沉积物氧化物地球化学特征及其环境意义

通过对柴达木盆地尕海DG03孔沉积序列的年代学测定和沉积物分析,选取对气候环境较为敏感的SiO2,Al2O3,TiO2,Fe2O3,MgO,ＣaO,K2O,Na2O等作为环境代用指标,分析了尕海地区11.5 kaBP以来的气候环境变化。研究表明尕海地区在11.5 kaBP以来存在4个明显的气候变化期:晚冰期晚期（11.5～10.16 kaBP）的气候波动较大,其中11.5～11.16 kaBP是暖干气候;11.16～10.16 kaBP,气候冷干,可能是新仙女木事件的反映;全新世早期（10.16～7.83 kaBP）气候转暖,有短期极干冷事件的发生;中全新世适宜期（7.83～4.73 kaBP）,气候温暖湿润;4.73 kaBP以来的全新世晚期,气候环境明显恶化,期间出现气候暖湿与干冷的多次波动变化。     

贵州安顺新民二叠系-三叠系界线剖面磁化率变化及古气候环境意义

贵州安顺新民二叠系-三叠系界线剖面磁化率测试结果表明,该剖面二叠系磁化率整体偏低（平均6.4×10-8 m3/kg）,界线之上磁化率快速增加并相对稳定在1.3×10-7 m3/kg附近,与华南其他二叠系-三叠系剖面磁化率变化趋势相同;与陆源孢粉丰度、TiO2曲线的同步变化趋势表明,新民剖面磁化率主要来自陆源物质。结合磁化率、地球化学指标的变化特征,将源区P-T之交古气候划分为3个阶段:阶段Ⅰ（1 2层中部）为化学风化作用较强的温暖潮湿的气候条件;阶段Ⅱ（2层上部 P-T界线）整体处于较强化学风化作用条件下温热潮湿的气候环境,变化较为频繁,表现为温润/湿热交替;阶段Ⅲ（P-T界线之上）物理风化加强,化学风化明显减弱,经短暂“过渡段”,气候总体转变为干热的条件。     

广丰盆地晚白垩世周田组红层沉积特征及古气候意义

中国东南地区白垩系陆相红层分布广泛,是了解白垩纪温室气候陆地沉积响应的重要载体。但对这些红层的沉积环境尚有"水下"和"水上"之争议,古气候意义还需要进一步挖掘。以广丰盆地毛村剖面晚白垩世周田组为研究对象,通过野外剖面测制及古土壤样品色度、磁化率、碳酸钙含量等实验测试,分析沉积环境与古气候。周田组红层岩石类型可划分为古土壤、砂岩和砾岩。古土壤几乎分布于整个剖面,其中钙质结核、钙板层发育,可见遗迹化石及土壤滑擦面。砂岩与砾岩仅分布于部分层位,砂岩以中-粗砂岩为主,砾岩以中砾岩为主,发育平行层理和粒序层理构造。研究区古土壤样品的碳酸钙含量与低频质量磁化率联系密切,可作为气候变化的替代指标,而色度指标具有区域性,对该研究区的气候指示不明显。碳酸钙含量与磁化率曲线变化明显,记录了红层沉积阶段气候干湿交替的变化趋势。周田组红层沉积于强氧化环境并伴有季节性降水,古气候具有由相对湿热逐渐变化为干热的趋势。     

若尔盖高原湖沼沉积剖面饱和烃组分特征及地球化学意义

利用GC-MS技术对若尔盖高原一湖沼沉积剖面（深346 cm）沉积有机质的饱和烃馏分进行了分析,结合已有的AMS 14C年代、剖面岩性和TOC资料,探讨了该剖面分子化石分布特征及其相关参数对有机物来源、微生物活动和气候变化等环境信息的指示意义。分析表明,中高碳数占绝对优势的正构烷烃反映了有机物主要来源于高等植物,且草本高等植物输入丰富;岩相、TOC和Pr/Ph比值很好地指示了该剖面沉积物从早全新世（约11.4~7.3 cal ka BP,深度346~203 cm）强还原深湖条件到中全新世（约7.3~4.5 cal ka BP,>203 cm）弱还原沼泽条件的演化过程,正构烷烃参数奇偶优势（OEP1和OEP2）、C25/C31和轻烃/重烃比值（∑C21-/∑C22+）详细反映了这种水文演变过程中生物源的变化,尤其剖面120 cm以上很可能有泥炭藓(Sphagnum)的重要输入,而且敏感地指示了剖面120 cm以上有机物遭受了明显的微生物改造作用,从而引起正构烷烃组分的改变。另外,在约9.8~8.6 cal ka BP（深度286~240 cm）期间剖面岩性及其以上各项代用指标发生明显快速变化,说明早全新世若尔盖高原气候相对暖湿阶段具有不稳定性。     

末次盛冰期和全新世大暖期毛乌素沙地的空间变化

沙漠/沙地边缘和内部的古风成沙层、砂质古土壤是重建晚第四纪以来地表变化的直接地质证据.位于我国北方半干旱区的毛乌素沙地,其地表过程对气候变化响应敏感.在对毛乌素沙地进行野外拉网式调查以及前人研究的基础上,我们在沙地南部和东部的沙漠-黄土过渡带发现了大量的埋藏古风成沙丘沉积,指示了干冷期沙漠扩张的最南、东界限;沙地内部广泛发育的砂质古土壤则表明在气候相对暖湿期地表植被生长,土壤发育,沙丘基本被固定.对14个典型风成沙/黄土/古土壤沉积剖面进行了光释光年代学样品的采集和测试,结合空间分析和他人研究结果,发现在末次盛冰期(约26 ～ 16ka),毛乌素沙地的流动沙丘向南、东扩张,扩张距离现代边界约30～ 50km,面积扩大至少约10000km2,占现代沙地面积的25％;在全新世大暖期(约9～5ka),毛乌素沙地大部分被固定,发育了较厚的砂质古土壤.研究结果揭示了毛乌素沙地的地表过程对末次盛冰期和全新世大暖期气候变化的直接响应.     

南京下蜀土的岩石磁学特征

对南京附近的下蜀土进行了岩石磁学测定，通过磁化率各向异性测量研究了它的沉积磁性组构特征，下蜀土的各异向性很不明显，各向异性废Ｐ小于水成岩的Ｐ值（＞１．０２），且与困面理度Ｆ高度相关，与磁线理度Ｌ相关不明显，这种特征与中国中部风成黄土极相似。对新生圩剖面进行的磁化率测量发现用化率曲线上有７个旋回的波峰、波谷变化，这与剖面中的古土壤－黄土系列相一致，说明下蜀土的剖面磁化率同样可以作为地层划分与对比，反映古气候冷暧变化的物理参数。对典型下蜀土样品进行的低温磁化率测量揭示出古土壤和黄土的成颗粒的构成不同，古土壤以超顺磁质为主，黄土以顺磁质为主。细小磁颗粒在古土壤中的积聚可能与古土壤的发育及古气候的暧湿程度有关。     

西藏羌北高原多格错仁盐湖中更新世晚期以来的环境演化记录

通过对西藏藏北高原多格错仁盐湖湖岸3101cm高度剖面进行地形地貌、地层沉积特征、矿物学特征及粒度、频率磁化率等气候环境变化指标的分析研究发现,整个剖面反映出大致6个较大的气候变化过程：233. 3kaBP～223. 5kaBP气候波动较大,总体趋势气候趋于干冷,期间出现过两次较温暖气候,之后气候逐渐变冷;在223. 5kaBP～213. 6kaBP总体变化为气温大幅度上升,但在期间有一次较大的相对冷干过程;213. 6kaBP～170kaBP之间总体变化气候趋于变冷,中间有2次明显的气候变暖湿过程及两次冷干过程;170kaBP～117. 1kaBP气候转为明显湿热;117. 1kaBP～75. 6kaBP气候变化趋势明显降低;75. 6kaBP～56. 7kaBP气候又明显上升达到湿热状态。以上气候波动规律与极地冰芯记录及深海氧同位素记录的古气候波动规律有很好的一致性,同时本盐湖区与柴达木盆地察尔汗盐湖区的CH0310钻孔及青海湖南岸二郎剑阶地的 QH 86钻孔所揭示的中更新世晚期以来的气候变化的分析对比,发现西藏羌北的多格错仁盐湖区与青海的察尔汗盐湖区及青海湖湖区在更新世中晚期以来的气候环境变迁存在极好的可比性,说明青藏高原的气候演化在中晚更新世以来基本具有一致性,在时间上的微小超前与滞后具有区域上的细微变化,说明气候变迁在不同的区域又具有各自的独特性。     

杭州湾北岸芦潮港潮滩沉积物磁性特征的年际变化及其粒度控制

对杭州湾北岸芦潮港潮滩2007-2010年固定点沉积物进行了逐月的磁性测量和粒度分析,探讨了磁性特征的月际、年际变化及其与粒度的关系。结果显示,2007-2009年,芦潮港潮滩沉积物的磁性特征呈现出相似的季节性变化特征,磁性参数χ、χARM、SIRM以及比值χARM/SIRM总体上在12月次年7至月表现为高值,8-11月为低值,S-300变化趋势与之相反。粒度分析显示,每年12月至次年7月沉积物粒度总体较细,8-11月较粗,这说明潮滩较细沉积物中含有较多的亚铁磁性矿物,与已报道的2004-2005年研究结果相似。相比前三年,2010年1-7月及12月沉积物磁性矿物含量相对下降,8-11月份磁性矿物含量相对上升,导致2010年磁性参数月际变化幅度减小。同时,2010年沉积物粒度月际变化特征也发生了改变,即1-7月及12月沉积物粒度变粗,8-11月沉积物变细。相关分析表明,磁性参数与粒度之间的关系在2007-2010年中没有发生明显的变化,说明2010年沉积物粒度月际变化模式的改变是磁性特征月际变化改变的主导因素。尽管如此,长江流域来沙下降对河口潮滩沉积物物源的可能影响,仍需予以长期关注。     

鄂尔多斯高原距今15 ka以来环境演化

通过鄂尔多斯高原中部折家梁海子湖泊沉积物的粒度、磁化率、色度等环境指标综合分析,探讨鄂尔多斯高原距今15 ka以来的环境演化。鄂尔多斯高原在距今14.3~11.9 ka,深度205~235 cm,为冷干环境;距今11.9~4.0 ka,指标特征反映了降水较为丰富,湖泊扩张,湖泊演化为稳定的深湖环境。潮湿气候环境可能是由于季风活动加剧所致;距今4.0~0 ka,深度85~0 cm,以大幅度波动为特征,表明气候干冷和湿暖交替,风沙发生的频率和强度加强。其中又以距今1.2~1.4 ka期间,深度25~30 cm时气候最为干旱,沉积了较粗的砂,为一强沙尘暴多发时期。      

太湖14000年以来古环境演变的湖泊记录

本文根据东西太湖短柱岩芯的沉积物的物理、化学、生物指标的综合分析,讨论了该区距今14ka来的古气候变化过程,结果表明14.3-13.3kaBP,太湖水位低,环境指标甚至表现为暴露特征,反映了气候干旱:13.3-12.4kaBP,为偏暖湿的过渡阶段;该孔柱270-280cm (11.5kaBP左右)各类指标均明显反映冷干特征,可能是YoungerDrays事件的记录,与我国东部其它地区有可比性;约10.9-10kaBP,这一时期是整个研究时段内一个较显著的温暖期。表现为还原沉积环境和水位相对较深;约10-7.2kaBP为冷暖交替的过渡带;7.2-5.737kaBP为暖湿气候;5.05kaBP多项分析指标发生突变,反映物源发生显著变化,可能存在沉积间断;表层沉积物则呈现现代环境的特征,西太湖藻类生长茂盛,偏氧化的沉积环境。目前湖泊生产力较高,富营养化程度高,表现为藻型湖泊特征;东太湖有机质来源以东太湖中生长较为茂盛的维管水生植物为主,目前湖泊生产力较低,富营养化程度低,表现为典型的草型湖泊特征。      

北京市昌平区钻孔岩芯的磁化率与粒度组份变化的相关性研究

以昌平区钻孔岩芯为例,分析沉积物粒级组分与磁化率大小变化的相关性。从厚约150 m的剖面选取590多个样品,分别测试从0.5~500 μm各个粒度区间颗粒的百分含量和磁化率。通过计算它们之间的相关关系,认为湖相沉积物磁化率的变化与0.5~30 μm间细粒物质的含量,特别是与0.5~10 μm区间悬浮物质的含量反相关,而与65~500 μm间较粗粒物质的含量正相关。这种相关性与黄土沉积刚好相反,反映了二者之间磁化率不同的变化机制, 蕴涵着一定的古气候信息。     

甘肃临洮晚更新世黄土环境变迁

对甘肃临洮县塔湾乡晚更新世黄土-古土壤序列的粒度、磁化率两个环境代用指标进行综合分析, 可划分出以下7个气候阶段: (1) 距底18.5m (92.478.8ka), 平均粒径24.42μm, 平均磁化率716.8×10-6SI, 年均温度7.8℃, 年均降水量500mm, 气候温暖较湿; (2) 距底8.514.8m (78.865.3ka), 平均粒径26.83μm, 平均磁化率为442.3×10-6SI, 年均温度5.2℃, 年均降水量370mm, 气候温干; (3) 距底14.820.3m (65.357.3ka), 平均粒径25.94μm, 平均磁化率320.7×10-6SI, 年均温度3.5℃, 年均降水量280mm, 气候温干偏凉; (4) 距底20.324.9m (57.347.7ka), 平均粒径25.23μm, 平均磁化率516.4×10-6SI, 年均温度6.0℃, 年均降水量410mm, 气候温干偏湿; (5) 距底24.929.4m (47.740.9ka), 平均粒径25.46μm, 平均磁化率299.4×10-6SI, 年均温度在3.1℃, 年均降水量270mm, 气候温干偏凉; (6) 距底29.434.2m (40.932.4ka), 平均粒径21.46μm, 平均磁化率405.5×10-6SI, 年均温度4.7℃, 年均降水量350mm, 气候温干偏湿; (7) 距底34.239m (32.4ka以后), 平均粒径188.89μm, 平均磁化率381.1×10-6SI, 年均温度4.4℃, 年均降水量330mm, 气候温干.这些环境变迁阶段与区域环境变迁具有较好的可对比性, 其中Ⅰ阶段相当于MIS5温暖期; Ⅱ阶段和Ⅲ阶段相当于MIS4降温期; Ⅳ阶段、Ⅴ阶段和Ⅵ阶段相当于MIS3的气候温暖期; Ⅶ阶段相当于MIS2降温期.但与邻区兰州九洲台和若尔盖RM孔相比, 同时期临夏地区气候明显偏温偏湿.      

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好.     

若尔盖风成砂-古土壤序列的古气候与古环境记录研究

通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。      

邯郸地区晚更新世以来植被波动特征及其对气候变化的响应

对河北邯郸HZ S孔沉积物进行孢粉分析,结果表明该地区晚更新世以来的气候演变形式既有与全球同步的特点,也有本区域独自的特征。古气候与古植被演变过程如下:（1）晚更新世末次间冰期气候温暖湿润(130～75 kaBP),植被为森林草原;末次冰期气候演化经历了寒冷干燥(75～55 kaBP)→温暖湿润(40～30 kaBP)→寒冷干燥(30～10 kaBP)的过程,植被演替过程相应为草原→森林草原→草原。（2）全新世气候演化经历了温凉略干(10～8 kaBP)→温暖湿润(8～3 kaBP)→温凉偏干(3～0 kaBP)的过程,植被演替过程相应为疏林草原→森林草原→疏林草原。（3）发生在25 kaBP左右,16 kaBP左右和11～10 kaBP的冷事件可能是Heinrich事件3、1和Younger Dryas事件在中国东部季风区的响应。     

江汉平原沔城M1孔的沉积特征与古环境重建

通过对江汉平原沔城M₁孔湖泊沉积物进行沉积特征、粒度、14C年代、孢粉分析,重建了晚冰期以来该地区古环境、古气候演化的过程和序列:晚冰期后期有一扩张期,气候温湿并出现湖泊相沉积;晚冰期末期气候温凉偏干、河流环境;全新世初期(10-8.9kaBP),气候转向温湿;全新世大暖期(8.9-3.5kaBP),总体上气候温暖湿润,其中6.8-4.9kaBP是最宜期,4.9-4.8kaBP和4.4-4.2kaBP为两次降温事件,4.8kaBP积水湖盆开始形成,3.9-3.5kaBP为云梦泽鼎盛期;全新世晚期(3.5-1.7kaBP),气温较大暖期有所下降,其中3.5-2.5kaBP温凉偏湿,2.5-1.7kaBP较为温湿,湖泊较为稳定,1.7kaBP开始,云梦泽萎缩,钻孔所在位置出露水面。      

松嫩平原南缘现代沉积物磁化率、粒度、色度特征及古气候环境意义

深入了解松嫩平原第四纪古气候演化过程,对本区黑土退化的气候影响因素研究有重要理论意义。选择松嫩平原南缘大黑山地垒长春—四平段郭家（GJ）、湾沟（WG）、平安屯（PA）、腰分水岭旁（YP）、西地（XD）、胡家甸（H）、肖家（XJ）7个现代沉积剖面进行磁化率、粒度和色度分析。结果显示：各剖面沉积物磁化率多表现为干燥时期较大、湿润时期较小、寒冷阶段较大、温暖适宜阶段较小的特点。颜色对磁化率影响较大,不同颜色砂或砂质黏土的磁化率从大到小依次为红褐色→浅黄色或灰绿色→灰黑色。碳酸盐岩或灰岩物源的存在,使沉积物色度和磁化率之间的关系相对复杂。磁化率会随沉积物粒度增大而增大,冻融风化和降雨增多导致沉积物粒度增大,使磁化率升高;但温暖适宜时期,磁化率受物源供给量的减小而减小。磁化率、粒度和色度三指标综合反映出研究区早更新世寒冷干燥→中更新世冷湿—暖湿—冷湿→晚更新世寒冷较湿润的古气候环境演化过程。