中国第四纪黄土地球化学研究进展

在研究第四纪时期发牛的古环境变化的过程中,对矿物在表生环境下的地球化学行为的研究是正确理解一些十分重要的替代性气候指标环境意义的基础。在我国著名地质学家、地球化学家侯德封先生生前竭力倡导下,我国第四纪沉积,特别是黄土的地球化学研究这些年来取得了举世瞩目的成果。本文试图对我国这一领域发展的现状作一系统的综述,特别对存在的问题提出一些看法,以其推动我国第四纪地球化学的研究工作,并表示对侯老的怀念之情。     

中国第四纪黄土环境磁学研究进展

中国黄土分布广泛、沉积连续性好,是进行磁性地层研究和重建古环境、恢复古气候的理想材料。中国黄土高原黄土—古土壤序列的环境岩石磁学性质详细地记录了2.5 Ma BP以来古气候和古环境变化的信息,尤其是黄土和古土壤的磁化率作为很好的气候代用指标已得到广泛应用。古土壤磁化率增强成因机制一直在争论中,其中,与气候变化关系密切的成壤作用对古土壤磁化率增强起主导作用的观点已被普遍接受,目前利用不同方法建立了磁化率气候转换函数,从而使重建古降水量和古温度成为可能。     

第四纪沉积物的磁性与中国黄土

在古地磁和岩石磁学研究中,海陆第四纪沉积物磁性是一个独具魅力的研究领域。它不仅为研究地磁场的时、空特性提供关键数据,而且为几百万年来的地质演化提供重要信息。例如,第四纪沉积物记录了发生于大约0.73MaB.P.布容/松山极性时地磁转换时地磁场的特性。目前,从南、北两半球获得的古地磁转换数据可以用来验证地磁场的倒转     

长江下游第四纪下蜀黄土的成因探讨

本文对长江下游下蜀黄土的代表性剖面,沉积物粒级、矿物及化学成分,沉积环境及成因特点、物质来源与区域对比等进行了较详细的论述,结论是下蜀黄土的形成以风力搬运为主,水流的作用参与居次要地位。     

青海湖地区晚第四纪黄土的物质来源

青海湖地区的晚第四纪黄土记录了湖区晚第四纪以来的环境和气候变化.迄今为止,对于青海湖地区晚第四纪黄土物质来源的研究较薄弱.以青海湖东岸的种羊场晚第四纪风成沉积剖面为主要研究对象,在青海湖区及其周边采集了黄土、风成砂、湖相沉积、河流沉积等样品,结合黄土高原西部临洮黄土样品,对它们的元素组成(＜75 μm的硅酸盐组分)进行了对比研究.初步结果表明:(1) K₂O/Al₂O₃(摩尔比)和Zr/Ti、Zr/Nb比值显示青海湖地区的风成沉积显著区别于本区的河流沉积和湖相沉积;(2) 青海湖地区的晚第四纪黄土与黄土高原西部临洮黄土的K₂O/Al₂O₃和Zr/Ti、Zr/Nb比值相一致;(3) 青海湖地区的晚第四纪黄土可能来自柴达木盆地.      

中比合作开展中国西北地区第四纪黄土堆积研究

为执行中国和比利时两国政府关于经济、工业及科技合作备忘录,由中国地质矿产部和比利时王国经济事务部地质调查所协商同意开展《中国西北地区第四纪黄土堆积研究》项目。中方负责单位为地质矿产部水文地质工程地质研究所,参加单位为陕西省地质矿产局(由第二水文地质工程地质队具体承担)。该合作研究项目自1990年开始执行已有3年多了。1990年中比专家及工作人员联合对渭北东部及陕北南部地区第四纪黄土进行了路线考察,确定黄陵地区为重点研究区,并选定     

中国第四纪冰期、地文期和黄土记录

中国第四纪冰川的发育受岩石圈运动造成的三大地貌阶梯的严格控制,主要出现在最高阶梯的青藏高原和西北山地,第二阶梯以下分布零星。把冰期、地文期和黄土记录结合起来研究会迅速提高中国第四纪冰川的研究水平。兰州附近有三次古冰川遗迹,分别可以和T1、T2、T3和T4相应。相当于氧同位素2、4、6和16阶段,即70,000—10,000aB.P.、0.15MaB.P.和0.6MaB.P.。     

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。     

兰州西津黄土色度指标记录的第四纪气候演化

为了更深入研究黄土高原西部地区第四纪气候演化历史,选取已建立可靠年代的兰州黄河南岸西津黄土钻孔剖面为研究载体,应用CM-700D型分光测色计对等间距取样的417个样品进行实验分析,获得了过去2.2 Ma的兰州地区色度指标记录序列.结合剖面已有其他古气候代用指标,与周边已有记录及全球深海氧同位素记录对比,发现2.2 Ma...     

内蒙古中部中更新统离石黄土特征及第四纪气候变化

内蒙古中部包头市—呼和浩特市一带由两种不同地貌单位组成,北部大青山山脉、南部为河套平原。区内第四系发育齐全,沉积厚度巨大。离石黄土的岩性主要为一套黄褐色、深黄褐色和棕褐色的粘黄土为主,夹有砂黄土、钙结黄土、钙质结核黄土层和古土壤层。热释光年龄在(37.19±2.83)×104aB.P.～(15.72±1.21)×104aB.P.。第四纪沉积物特征反应了环境和气候变化特征,在中更新统主要以干冷气候为主,期间出现了3个潮时。晚更新世早期为末次间冰期(12.8～7.00万年)气候,气候温暖湿润。本测区自6.8万年至0.95万年为湖相和风沙堆积,表明气候进入干冷气候期,为末次冰期(7.4～1万年)气候。     

贵州第四纪资源及其研究利用意义

贵州第四纪资源丰富多采。发现38种矿,上千处产地;获取古人类化石遗物、哺乳动物及其化石越万件;探明各种用途洞穴超六百个;建成旅游地质区三十余处。它们的潜在经济价值大,学术价值高。本文根据前人资料和笔者实地所获,应用第四纪地质学、人类学、洞穴学和旅游地质学等有关理论,首次全面系统的论述了这些资源,特别是矿产资源的状况,以及对其研究利用的理论和实际意义。     

美国中西部第四纪冰川与黄土研究的进展和问题

本文对美国中西部和中国黄土高原0.5Ma以来的气候序列进行了对比。0.5-0.1MaB.P.,美国中西部间冰期以干暖为特征,100000-35000aB.P.,气候从干暖向温湿转化。本次冰进阶段,冰盖达到最大后,风尘堆积占优势,气候湿凉为主。全新世先从温凉转为温湿,继而干暖,后又转向湿凉。总之,0.5Ma以来除末次冰期外,美国中西部与中国黄土高原温度变化的总趋势是一致的,但两地的湿度变化是相反的。     

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.     

第四纪沉积物在水利建设中的利用和问题

我国广泛分布着第四纪河流冲积、洪积、坡积和残积物,这些沉积物与人类活动和工程建设密切相关。研究第四纪沉积物的形成屯搬运、沉积的地质作用,掌握其空间分布规律和工程地质特性,就有可能更好地进行水利建设。     

山东蒙山第四纪冰川、黄土、水系沉积物与MIS对比研究

为了确定山东蒙山佛塔谷一带的第四纪冰川、黄土、水系沉积物与MIS的对应关系,对该区冰川遗迹进行了详细调查,并对冰川、黄土和水系沉积物进行年代学研究。对比研究了蒙山地区各类地层沉积与深海氧同位素演化阶段的对应性,建立了冰川、黄土、水系沉积物与环境演化的内在关系;详细对比了全新世、晚更新世冰川、黄土、水系沉积物与MIS的关系,初步对比了中更新世冰川沉积物与MIS的关系,发现我国东部各类第四纪沉积物与MIS之间具有良好的对应关系,从沉积层序与环境演化的角度,确认了蒙山及我国东部地区存在第四纪冰川作用的事实。     

斜度驱动第四纪冰期-间冰期转换——来自中国黄土的证据

第四纪气候冰期-间冰期旋回与地球轨道周期性变化之间的关系是古气候研究的重点。文章利用中国黄土沉积的粒度和次生碳酸盐微量元素记录,在同一剖面中同时获得了冰量信息和地球轨道斜度信息。黄土的平均粒径反映了冬季风的强度从而指示了北半球高纬冰盖的变化,而次生碳酸盐（生物微钙体）的Sr/Ca比值记录了东亚夏季降水的变化,反映了斜度对东亚夏季风的控制作用。通过分析冰消期时粒度快速变化所处的夏季降水指示的斜度变化的相对位置,发现过去1.5 Ma以来的冰消期总在地球轨道处于较高斜度时发生,从而验证了斜度对第四纪冰期-间冰期旋回的驱动作用。

     

第四纪古气候变化非线性动力学初步研究——黄土粒度曲线的奇异谱分析

作者将奇异谱分析(SSA)引入第四纪古气候变化研究中,收到了较好的效果。奇异谱分析是一种新的时间序列分析工具,它可形成一个单边(向前)滤波器,将原时间序列有效地分解成各个主成分,其滤波系数完全由数据本身决定。由奇异谱分析确定的统计维,给出动力维上界的估计,为非线性动力学研究打下基础。分析表明,在整个第四纪,宝鸡黄土粒度曲线的统计维为19,与深海钻孔V28-239氧同位素分析结果(=18)十分接近;各主成分在地球轨道几何参数各成分中大都能找到对应关系,但均不是线性响应关系;与偏心率、地轴倾斜度和岁差有关的成分分别占46、43和6％左右;其中第一主成分还揭示出与偏心率约0.4Ma周期对应的振荡仅在2.5—1.7和0.7—0.3Ma B.P.出现。     

风成三趾马红土与第四纪黄土的粘土矿物组成异同及其环境意义

文章基于X射线衍射、热分析和理化分析, 对西峰三趾马红土的粘土矿物组成进行较系统研究, 并与上覆第四纪黄土和古土壤样品进行对比。结果表明, 二者的粘土矿物类型相似, 以伊利石为主, 其次是绿泥石、蒙脱石和高岭石; 但伊利石结晶度明显低于第四纪黄土, 而与发育较好的第四纪古土壤(如S4和S5)相当; 三趾马红土中的粘土矿物组成主要为碎屑成因, 成壤作用只对伊利石结晶度有明显影响。根据现代土壤粘土矿物地带性分布规律, 三趾马红土的粘土矿物组合指示了大约6Ma以来, 我国北方黄土高原地区一直处于温带半湿润-半干润的环境条件下, 以后的气候主要在此范围内波动。但伊利石结晶度的变化指示了晚中新世-上新世总体比第四纪较高的风化成壤强度, 体现了较强的夏季风效应。     

海洋第四纪研究与第四纪环境

海洋地质学是海洋学的一个组成部分,而通过海洋沉积物研究第四纪气候与环境问题又是海洋地质学的部分研究内容。现在,中国第四纪研究委员会已设立了海岸线分委员会和珊瑚礁分委员会。国内许多单位都做了不少海洋及海岸的工作,其中包括中国科学院内的海洋所、南海所、地质所、地球化学所等。