南海北部陆架中全新世沉积记录及古环境意义

 通过分析珠江口外陆架C069孔沉积柱样的粒度、黏土矿物、主量元素及底栖有孔虫,来研究南海北部中全新世晚期古环境演化。4.2 ka前为全新世大暖期后期,气候湿润,珠江口外陆架受大量的珠江淡水影响,导致C069孔位置的水动力条件较强,形成下段粒度较粗的碎屑沉积物,高岭石含量较高,低的MgO/Al2O3比值,以及受冲淡水影响形成的底栖有孔虫。由于受4.2 ka的极冷事件的影响,C069孔上段的沉积环境受珠江冲淡水影响减小,水动力条件减弱,沉积物粒度变细,高岭石含量降低,MgO/Al2O3比值增大,形成正常浅水环境的底栖有孔虫。4.2 ka以后,台湾来源物质的贡献增多,导致沉积物中伊利石和绿泥石的含量增多,伊利石结晶度和化学指数值都明显变小。     

新疆尼勒克黄土岩石磁学特征及变化机制研究

新疆黄土与黄土高原黄土相比,无论在物源还是后期成土环境方面都存在较大差异,因此二者的磁学特征有所不同。本文选取伊犁尼勒克地区的一个黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学及粒度研究。实验结果表明尼勒克剖面中磁性矿物具有以下特征:1)以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,并含有一定量的反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿;2)各黄土层成壤作用弱,磁性矿物以原始输入的粗颗粒MD和PSD为主。PS_1古土壤层成壤作用强,以细颗粒SD为主。弱发育古土壤层PS。既包含SD颗粒,又有粗颗粒。各地层均不含SP颗粒;3)PS_1古土壤层原始含铁矿物输入量略低于黄土高原地区,其他各地层均高于黄土高原地区,但受成土作用及其他因素影响,剖面中亚铁磁性矿物含量远低于黄土高原黄土-古土壤层。PS_1古土壤层成壤作用强,在新疆地区较为少见,但其磁化率却低于各黄土层,说明尼勒克黄土-古土壤磁化率变化机制与黄土高原地区不同。古土壤层原始输入含铁矿物的量较黄土层低,但原始含铁矿物只是影响剖面磁化率变化的原因之一。PS_1古土壤层在沉积后期受到间歇性水流作用,成土成因的强磁性SP磁铁矿/磁赤铁矿颗粒遭受破坏并转化为赤铁矿,导致PS_1古土壤层磁化率的急剧降低,并使该层赤铁矿的相对含量增加。     

藏北北羌塘盆地晚三叠世古风化壳地质地球化学特征及其意义

对最近在藏北羌塘盆地菊花山、肖茶卡、石水河等地区新发现的肖茶卡组顶部的粘土质角砾岩的地质、地球化学特征研究表明:其岩石矿物成分、结构构造、角砾层产状及剖面演化序列等与古风化壳的形成及其特征较为一致;相对于基岩,古风化壳的主量元素表现为CaO、CO2的淋失和SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MnO、P2O5等不同程度的相对富集;古风化壳中的粘土质风化残积层的稀土元素具有明显的富集,表现为LREE含量远大于HREE的特征,存在明显的Ce的正异常以及Eu的负异常;微量元素除Mo、Sn和U外,粘土质风化残积层的其余元素含量均有明显的增加。这些特征从另一角度证实了北羌塘盆地晚三叠世存在明显的沉积间断。晚三叠世肖茶卡组顶部古风化壳的发现,为了解区域地壳发展史、古气候、古地理演化、层序地层的划分与对比、羌塘含油气盆地分析等提供了重要的依据。     

贵州草海赵家院子晚更新世泥炭层地球化学特征及其环境意义

根据威宁草海赵家院子沉积柱主量元素和微量元素特征以及14C测年分析,探讨了草海地区泥炭沉积速率,晚更新世—全新世古气候演变和沉积物物源环境。元素地球化学测试结果表明,Li、Sc、V、Cr、Ni、Ga、Rb、Sr、Sn、Cs、Ba、Zr、Th、U等14种微量元素在沉积柱上含量变化整体呈现一致性。14C测年显示,赵家院子剖面沉积柱下部泥炭层的年龄大约为33.74±1.79—23.29±0.10kaBP之间,各层的沉积速率自下而上分别是:下部泥炭层148.4mm/ka,上部黑色古土壤层24.3mm/ka,顶部堆积层22.4mm/ka,沉积柱沉积速率由下而上逐渐降低。元素对比值以及多元素之和比值Sr/Ba、Rb/Sr、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3、(Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO)和CaO/MgO等气候指标显示,从42.37±1.27kaBP到15.6±0.1kaBP时间段内,研究区古气候经历了由温暖较湿润→温暖湿润→温凉干燥→温暖较湿润→温凉湿润的演化。沉积物物源经历了较强烈的化学风化,下部泥炭层风化程度小于上部沉积物的风化程度。     

珠江口及琼东北海区元素地球化学特征及物质来源

为了更好的了解南海北部近陆表层沉积物特征及分布,通过对珠江口至海南岛东北海区进行表层沉积物取样测试,共获取了约3 500个样品粒度数据,700余个样品元素地球化学数据。该区域沉积物粒度以粉砂及细砂为主,分选性为较差及差,沉积物常量元素组合以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、K2O、MgO及Na2O为主,这7种氧化物占沉积物总量的90％以上（平均值）。对沉积物常量元素百分含量值进行了相关性分析,最终将调查海域沉积物划分为3个不同的区域,分别为珠江口及粤西区域（Ⅰ）、琼州海峡东分布区（Ⅱ）及琼东分布区（Ⅲ）,同时综合分析得出了各区域沉积物运移的路径趋势。     

新疆伊犁晚全新世风成沙-古土壤序列磁化率特征及气候变化

选择新疆伊犁河谷塔克尔莫乎尔沙漠古风成沙-古土壤沉积剖面为研究对象,通过73块样品的磁化率及其与TOC、CaCO3、Fe2O3和粒度组成的相关分析,并以OSL测年为时间标尺,讨论剖面沉积的磁化率变化机制及其古气候意义。结果表明:剖面低频磁化率（χlf）与16～250 μm百分含量为正相关,即低频磁化率χlf变化主要受粗组分含量变化的影响。其中,古风成沙χlf值多高于古土壤,这与我国季风区沙漠沉积的磁化率变化特征相反。根据剖面磁化率及各种环境指标综合分析,研究区3.7 kaBP以来的气候变化可划分为5个阶段:3.71～3.06 kaBP凉湿、3.06～2.78 kaBP冷干、2.78～2.10 kaBP凉湿、2.10～0.50 kaBP冷湿、0.50～0.00 kaBP温干。晚全新世气候变化与周边地区古气候记录有较好的一致性,并与同期北大西洋表层海温变化事件呈现很好的遥相关,总体上表现为相对暖干、凉湿的典型西风气候变化模式。     

湖泊沉积物不同粒级组分的元素含量特征及其环境指示意义①——以内蒙古黄旗海为例

黄旗海湖泊柱状沉积物的全样、77~20 μm、<20 μm粒级的钛(Ti)、锰(Mn)、锶(Sr)、銣(Rb)、钡(Ba)、锆(Zr)等元素含量分析表明,元素在湖泊沉积物各粒级组分的丰度存在较大差异:Ti、Zr倾向于在粗颗粒中富集,Mn、Sr、Rb倾向于在细颗粒中富集,Ba的富集粒级不明显。Ti、Zr与Mn、Rb的颗粒粒级富集倾向可能是其硅酸盐矿物颗粒碎化过程的结果,而Sr则与湖泊自生碳酸盐有关。元素比值Zrc/（Rbc+Bac）、Zrc/Rbc与Ti、Zr的粒度效应Tic/Tif、Zrc/Zrf指示了沉积物重、轻矿物的相对比率,是流域侵蚀强度与湖泊涨缩的信息指示;Ba、Rb与Sr在细粒级的含量之比Baf/Srf、Rbf/Srf指示了硅酸盐与碳酸盐矿物的相对含量,是流域风化、侵蚀搬运强度与湖泊过程（包括物理/化学/生物）等混合信息指示,没有明确的环境指向性。     

渭河咸阳段全新世古洪水事件光释光测年研究

古洪水水文学研究是全球气候变化研究的前沿课题,确定古洪水事件的年代是古洪水研究的重要内容之一。对渭河流域进行深入的野外考察,在中游咸阳段阶地发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层,表明该地层记录了古洪水事件发生的信息。在该剖面采集光释光样品,分离提取40~63 μm石英颗粒成分,应用单片再生剂量法（SAR）进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了9个OSL年龄值。结果表明由古洪水滞流沉积层记录的特大古洪水事件发生在3 200~2 800 a B.P.之间。结合沉积样品系列的磁化率和粒度成分等气候替代性指标分析,揭示了在全新世中期向晚期转折过渡时期,渭河流域处于气候向干旱化发展的转型期,气候变化剧烈,大气系统不稳定,降水变率增大等,是导致特大洪水多发的主要原因。这也是渭河流域气候水文系统对于全球性气候恶化响应的结果。     

黄河源区玛曲段末次冰消期古洪水事件及其光释光测年研究

通过对黄河源区玛曲段河谷开展野外考察,在太吾若(TWR)发现典型的古洪水滞流沉积剖面。根据野外沉积学宏观特征判别,并结合粒度分布、磁化率、地球化学元素和石英颗粒微形态特征等室内实验分析测定结果,准确鉴别出TWR剖面所夹一组多层洪水滞流沉积物(SWD),属典型的河流洪水在高水位滞流环境下沉积的悬移质泥沙。结果表明,TWR剖面古洪水SWD和现代洪水SWD沉积学分类为沙质粉沙,现代土壤为黏土质粉沙,现代风成沙为中沙。古洪水SWD粒度自然分布频率曲线为正偏,呈单峰,主峰高且峰值集中,分选性良好。古洪水SWD和现代洪水SWD磁化率较低,介于现代土壤和现代风成沙之间,化学元素明显区别于现代土壤和现代风成沙,表明它们尚未受到风化成壤作用影响,为古洪水悬移质快速沉积形成的滞流沉积物。石英颗粒微形态特征的分析表明,古洪水SWD和现代洪水SWD石英颗粒表面分布明显的三角痕、V形坑、撞击坑和凹面等水成沉积物的典型特征,属于河流沙类型。采用单片再生剂量法(SAR)光释光技术测年,证明在13.6~13.0 ka BP,黄河源地区经历了一期多次的大洪水事件,发生时段对应末次冰消期向全新世转折的时期,与欧洲和格陵兰冰芯记录末次冰消期中的Bolling/Aellrod暖期相对应,此时青藏高原地区冰川大规模消融,这期古洪水事件正是流域内冰融水大量下泄汇入黄河而形成的大洪水。     

内蒙古东北部上二叠统林西组沉积环境

在前人研究的基础上,应用地球化学方法,对内蒙古东北地区上二叠统林西组的沉积环境进行了研究。林西组的岩性为灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、页岩,灰色泥质粉砂岩、细砂岩。通过常量元素、微量元素和稀土元素的分析,发现林西组砂泥岩样品整体具有高SiO2、Al2O3、V、Zr、Ba,低P2O5、Mn、CaO、Cd的特点;通过沉积环境判别指标的分析,确定林西组为开阔的淡水环境,主要为陆相沉积体系,在其沉积初期为海陆交互环境。同时根据沉积构造和岩性组合,将林西组进一步划分为滨浅湖、半深湖—深湖的湖泊沉积体系和三角洲前缘、前三角洲的三角洲沉积体系。     

龙山文化末期泾河特大洪水事件光释光测年研究

通过对泾河流域深入的野外考察,在其中游基岩峡谷内发现了含有龙山文化末期文化层和古洪水滞流沉积单元的全新世黄土土壤剖面。利用光释光的单片测年技术,确定古洪水滞流沉积层覆盖着的黑垆土层的OSL年龄为 4078±382aB.P. 和4111±450aB.P.。结合其中所含龙山文化遗址的考古年代,揭示出泾河流域在4100～4000aB.P.之间出现一个古洪水多发时期。这组古洪水滞流沉积单元包含5个单层,记录了4100～4000aB.P.之间泾河流域曾经发生的5次特大古洪水事件。这个洪水期对应着我国北方在4000aB.P.前后,由全新世大暖期向着全新世晚期干旱期转折过程中的气候剧烈变化。这些史前洪水事件可能对我国龙山文化的衰落和古代华夏文明的诞生具有重大的影响。     

Holocene palaeoflood events recorded by slackwater deposits along the lower Jinghe River valley,middle Yellow River basin,China

Palaeoflood slackwater deposits (SWDs), are the natural record of overbank flooding and are often found within aeolian loess‐soil profiles along the river valleys of the middle Yellow River basin. These pedo‐stratigraphic sequences are studied using a multi‐disciplinarily approach to reconstruct Holocene hydro‐climatic variations. Our field investigations along the lower Jinghe River valley have identified palaeoflood SWDs at several sites along the riverbanks based on sedimentological criteria. Analytical results, including magnetic susceptibility, particle‐size distribution and concentrations of chemical elements, indicate that these well‐sorted palaeoflood SWD beds were deposited from the suspended sediment load in floodwaters. We identify two episodes of extraordinary palaeoflood events along the Jinghe River valley. These hydro‐climatic events were dated to 4200–4000 and 3200–2800 a BP, by using the optically stimulated luminescence method in combination with archaeological dating of retrieved anthropogenic remains, and with pedo‐stratigraphic correlations with the previously studied Holocene pedo‐stratigraphy in the Jinghe River drainage basin. The flooding events are therefore considered to be a regional expression of known climatic events in the northern hemisphere and demonstrate Holocene climate was far from stable. This study provides important data in understanding the interactions between regional hydro‐climatic systems and global change in semi‐arid and sub‐humid regions. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

汉江上游尚家河段全新世古洪水事件光释光测年研究

汉江上游是南水北调中线工程重要的水源区。通过对汉江上游河谷的详细调查,在郧县尚家河段全新世黄土-古土壤剖面上部发现一层典型古洪水滞流沉积物,对其进行了年代学和沉积学的研究。对于系统采集的样品,进行粒度分析测定,证明其为典型的古洪水滞流沉积物（SWD）,记录了古洪水事件发生的气候水文信息。采用古洪水水文学方法恢复推算出这次特大古洪水事件的洪峰流量为63 720 m3/s,其规模大于实测最大洪水。应用光释光测年（OSL）技术中的单片再生剂量法（SAR）,测得样品的年龄在940±140~3 190±100 a之间,确定古洪水SWD是汉江上游发生在1 000~900 a B.P.期间的特大洪水事件的沉积物。这期古洪水事件的发生年代对应于我国北宋/辽时期的气候恶化阶段,由于东亚夏季风环流异常变化,降水变率大,气候处于不稳定期,出现旱涝灾害频繁发生的现象。研究结果对于深入揭示河流水文系统对于全球变化的响应规律提供了新的证据。     

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

黄河上游全新世特大洪水及其沉积特征

黄河上游官亭盆地的黄河二级阶地面上沉积了厚约2m左右的平流沉积物,每次洪水形成1个由红色粘 土水平层和黑灰色粘土水平层组成的洪水单元。对研究剖面洪水沉积层的磁化率测量区分出了14个洪水单元, 代表了14次特大洪水的发生;利用盆地内的考古资料,将古洪水频繁发生的时期定为3700～2800aB.P.。粒度分 析表明官亭盆地平流沉积的沉积物几乎全部由粒径小于4φ的悬移物质组成,其分选系数>2,偏度<0,峰态中等。 与黄河中游进行比较,官亭盆地的平流沉积粒级更小,偏度更小且呈负偏。     

Late Pleistocene and Holocene extreme hydrological event records from slackwater flood deposits of the Ankang east reach in the upper Hanjiang River valley,China

This paper reports an investigation into palaeoflooding along the upper reaches of the Hanjiang River valley, China. Based on the sedimentary evidence of the palaeohydrological regime, two bedsets of palaeoflood slackwater deposits (SWDs) were identified interbedded within the Holocene loess–soil sequence along the riverbanks of the Ankang east reach. Optical Stimulated Luminescence (OSL) dating and stratigraphical correlation with previously dated sites were used to reconstruct the chronology of the palaeoflood events. The results show that the palaeoflood events represented by SWD1 occurred between 13 000 and 12 400 a, coincident with the climatic transition from the Bølling–Allerød (BL+AL) stage to the Younger Dryas (YD) event. The palaeoflood events recorded by SWD2 were dated to 1000–800 a, corresponding to the later stages of the North Song Dynasty (AD 960–1127) and the subsequent South Song Dynasty (AD 1127–1279), which was a time of climatic decline according to historical documents. Palaeoflood discharges were estimated using the step‐backwater method, and the peak discharges were estimated to be in the range 35 200–47 400 m³ s^?1. These results are of significance to our understanding of the regional hydrological response to global climatic change, the utilization of water resources, hydraulic engineering, flood control and disaster reduction.     

陇东新近纪红粘土与第四纪黄土地球化学特征及其物源和风化指示意义

甘肃省平凉市灵台县邵寨镇剖面风尘堆积底界年龄大约为5.23 Ma B.P.,通过对该剖面新近纪红粘土与第四纪黄土-古土壤序列的常量元素、微量元素、Nd同位素的测试,分析其在物源和风化方面的指示意义,发现新近纪红粘土与第四纪黄土具有相似的常量、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,指示二者皆来自广阔的物源区,经过了相似的搬运过程,并在搬运中得到充分混合。新近纪红粘土的MgO、Li、Cs、Bi含量较高,Na₂O、稀土元素La-Lu、Y含量较低。风化参数Na₂O/Al₂O₃、化学风化参数CIA以及Al₂O₃-CaO+Na₂O-K₂O (A-CN-K)图,均显示新近纪红粘土比第四纪黄土经历了更为强烈的风化过程。新近纪红粘土的稳定元素比值(TiO₂/Al₂O₃,SiO₂/Al₂O₃,SiO₂/TiO₂,Zr/Hf,Nb/Ta,Lu/Hf,Y/Ho,Th/Nb和Hf/Nb)、稀土元素总量、轻稀土与重稀土的分异程度、轻稀土内部分异程度、重稀土内部分异程度、Ce和Eu的异常程度、同位素ε_Nd(0) 值等,皆与第四纪黄土无太大差异,指示二者物质来源一致。粒度以及风化强度的差异,可能是导致新近纪红粘土与第四纪黄土常量和微量元素含量差异的主要原因。      

Geochemical Characteristics of Eolian Deposits on the Eastern Margin of the Tibetan Plateau and Implications for Provenance

Eolian dust deposition is intimately related to atmospheric circulation and environmental setting of the source region, and therefore is an invaluable tool for studying the evolutionary history of atmospheric circulation patterns and paleoclimatic change. Identifying the provenance of any eolian deposit is crucial not only for reconstructing the paleoenvironmental history of the dust source region, but also for understanding the paleoclimatic significance of various indices. Loess and paleosol samples from the Garze region on the eastern margin of the Tibetan Plateau(TP) were analyzed for their elemental(major and trace elements) and isotopic(Sm-Nd) geochemistry and compared with those of Northern Chinese(NC) loess formed at the same age. The results show that the geochemical compositions of the Garze loess and paleosol samples are similar to those eolian deposits on the Chinese Loess Plateau(CLP), and also resemble the average UCC. This indicates that the eolian deposits on the eastern margin of the TP were derived from well-mixed sedimentary protoliths that had undergone numerous upper crustal recycling processes, just as with the CLP loess deposits. However, compared with NC loess, the Garze samples have higher ∑REE, Li, Rb, Zr, Cs, Hf and Bi concentrations, higher TiO2/Al2O3, Hf/Nb, La/Nb, Th/Nb and lower K2O/TiO2, Zr/Hf, Ba/Rb ratios. From the Sm-Nd isotopic geochemistry, εNd(0) and 147Sm/144Nd values of Garze loess and paleosol samples are clearly lower than the NC loess. The higher Bi, Zr and Hf concentrations are relevant to the widely distributed acid-magmatic rocks in this region, whereas the higher contents of Li, Cs, Rb are attributed to the high background values of the TP. The geochemical characteristics of the Garze loess and paleosol samples further prove that the local glacial and other Quaternary detrital sediments are predominantly the contributors for the eolian deposits on the eastern margin of the TP. Stable element concentrations and their ratios in the Garze loess and paleosol samples formed at different times have relatively greater variation ranges in comparison with the NC loess, indicating that the source regions for eolian deposits have been unstable since the late Early Pleistocene. We attribute the instability of dust sources to variable earth surface conditions and the changeable TP winter monsoon in direction and intensity, which are in turn related to the uplift of the TP.     

全新世古洪水事件光释光测年研究——以渭河下游临潼段为例

通过对渭河下游河谷进行深入的考察,在临潼段发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层。在剖面系统采样并进行磁化率和粒度成分分析,从沉积学角度证明该地层记录了全新世以来古洪水事件的信息。同时,在剖面采集OSL测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)进行红外后蓝光(Post-IROSL)释光测量,获得了7个OSL绝对年龄值,建立了全新世剖面年代深度关系曲线,确定渭河在3200～3000aB.P.之间发生特大洪水事件。综合地层学对比以及剖面磁化率和粒度等气候替代性指标分析,揭示了全新世中期向晚期转折过渡时期,气候向干旱化转折,气候不稳定,频繁波动,降水变率大,是造成渭河流域特大洪水事件发生的主要原因。