哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示

哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(＜5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σ、Mz-SK、Mz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y＜0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.      

青藏高原东北缘若尔盖盆地黄土的成因

通过对盆地黄土的粒度组分、石英砂的表面结构以及其它地质现象的综合研究,对若尔盖盆地黄土成因进行了探讨.在黄土的概率累计曲线上,跃进组分和悬移组分反映明显,以悬移组分为主,并采用矩阵法计算了黄土的粒度参数.对黄土扫描电镜观察和石英颗粒表面特征的统计分析,反映出气流搬运的特点,以发育碟形坑为其主要标志,具有风成环境的表面特征组合.黄土中孢粉稀少,并在邻区黄土层中发现有冰楔构造.根据上述特征分析出,若尔盖盆地黄土应为冰缘风成黄土.以测年资料为依据,黄土形成年代主要为马兰期茶镇梁子黄土和离石期索克藏寺黄土.      

黄土粒度分布中的超细粒组分及其成因*

多个剖面的粒度测量表明,黄土高原的黄土和古土壤中普遍存在超细粒组分,其平均粒径大致0.4μm,在全样中的含量大致5 ％ ~6 ％。 超细粒组分的含量在黄土中低,在古土壤中高;并且同一地层自西北至东南增加,这些特征都显示超细粒组分的形成与成壤作用强度相关。一般情况下超细粒组分的粒度在黄土中粗,在古土壤中细。黄土高原各季节的现代天然粉尘中同样存在超细粒组分,然而干旱区成壤作用较少的天然降尘中基本不存在超细粒组分。以上特征说明,黄土中的超细粒组分的形成与成壤作用有关,成壤作用中次生矿物的粒度和含量特征也支持这一解释。     

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     

河北丰宁黄土粒度特征及其环境意义

对河北丰宁黄土剖面进行了系统的粒度分析,粒度参数显示:(1)丰宁剖面粒度以粗粉砂颗粒(粒径32~63μm)和砂级颗粒(粒径63μm)为主,较西北黄土高原典型黄土的粒度偏粗,反映丰宁黄土中粗颗粒组分含量不仅受冬季风风力变化的控制,还受到其北部的浑善达克沙地活动的影响;(2)丰宁剖面在236cm深度(年代为61.5ka)处砂颗粒成分(粒径63μm)增加、平均粒径增大,分析认为是在全球气候变得更为寒冷干旱的背景下,由其物源区浑善达克沙地的扩张造成的。     

黄土中的碳酸盐矿物特征与化学风化

从中国黄土沉积中提取古环境演化信息已取得重大进展,然而,如何有效区分黄土中原生和次生碳酸盐,进而用于追踪粉尘的来源和揭示风化成壤的强度,仍有很大困难。为了辨别黄土中不同成因的碳酸盐矿物,本文从黄土高原西部靖远和古浪剖面中选取2个典型古土壤和黄土样品(S_0和L_1),分为5个粒级(4μm,4~8μm,8~16μm,16~32μm和32~63μm),进行了热重分析(TGA)和X射线衍射测试(XRD)。结果表明:1)黄土中的碳酸盐主要由方解石和白云石组成,原生方解石和白云石在黄土中的含量比古土壤中含量高,并偏富集于粗颗粒组分;2)次生方解石在古土壤中的含量比黄土中高,并显著富集于细颗粒组分。在黄土和古土壤全样和分粒级样品中,TGA和XRD方法分别测出的Carb-B/Carb-A和(方解石+白云石)/方解石比值变化一致,有望成为反映黄土风化成壤强度的新代用指标。     

哈尔滨荒山黄土的成因——粒度、地球化学、磁化率、沉积和地貌特征的整合记录

哈尔滨荒山黄土位于欧亚黄土带的最东端,毗邻亚洲大陆干旱带的东部边缘,对它的成因机制研究有助于我们深层次理解松嫩平原地貌-气候-粉尘堆积的耦合关系。然而,目前荒山黄土成因还存在认识上的不统一。我们通过野外观察及对哈尔滨荒山钻井岩芯进行粒度、元素地球化学组成和磁化率分析,进而探讨荒山黄土的成因机制。结果表明:荒山黄土的粒度组成以粗粉砂级(16～63μm)为主,粒度参数特征(平均粒径、中值粒径、标准偏差、偏度和峰态)、粒度像特征(C-M、A-M和L-M)、判别式函数及Kd值对荒山黄土风成成因的指示不明显; L1-L5黄土的元素地球化学组成也没有与受流水改造的L5次生黄土和黄土-古土壤序列下伏的河湖相沉积(荒山组)区分开;荒山黄土-古土壤序列的磁化率呈现出周期性高低变化的特征,与黄土高原典型风成黄土剖面具有较好的一致性;结合野外观察,荒山黄土具有均一沉积和垂直节理发育等风成黄土典型特征。本文运用整合的方法确定哈尔滨荒山黄土为风积成因。黄土的粒度和地球化学指标作为黄土成因机制的替代性指标存在一定的局限性,在实际应用中应当结合野外观察和磁化率等其他替代性指标共同使用,才能够从中提取正确的成因机制信息。     

中国黄土磁性矿物特征及其古气候意义

最直观、最直接的古气候记录莫过于陆相黄土地层,它由许多黄土和古土壤层叠覆而成,详细地记录了第四纪以来的古气候变化。黄土高原中部黄土和古土壤的风化和发育程度可以用磁学参数,如磁化率等来描述。本文作者对甘肃西峰剖面约13万年以来的黄土地层做了详细采样,测量其磁滞回线各参数,频率磁化率、低场和高场磁化率、温度磁化率、磁组构等参数。研究表明,黄土与古土壤中的磁性矿物组分相似而且稳定。磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿(主要是磁铁矿)的含量及其颗粒大小决定了它们的磁学特征。黄土和古土壤的磁学性质差别主要受成土过程中形成细小磁铁矿的影响。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

川西高原可尔因地区黄土成因研究

川西高原马尔康县境内的可尔因地区黄土分布广泛.黄土主要呈披盖式分布在3~6级阶地上.采用ESR（电子磁旋共振）测年、黄土粒度分析、SEM扫描电镜石英表面形态观察以及区域资料对比,分析了可尔因地区黄土的风成成因,认为应属冰缘黄土.     

元素地球化学揭示的长江中游鄱阳湖地区中更新世以来粉尘堆积的物源特征及其环境意义

位于长江中游的鄱阳湖地区深受东亚季风影响,因其特殊的地理、地貌与水文、水系特征,自中更新世以来随着冬季风的加强,在大姑组、九江组砾石层之上风成堆积广泛发育。该区域中、上更新统表现为网纹红土、均质红土和下蜀黄土的独特沉积序列,厘清这三套独特沉积序列的物质来源对于我们认识东亚季风演化及其区域环境响应至关重要。本文选择了长江中游鄱阳湖地区10个典型剖面,基于<20μm颗粒组分的元素地球化学特征,研究了该地区中、上更新统粉尘堆积的特点,并将其与黄土高原西峰黄土和东秦岭黄土做了对比分析。研究认为,长江中游鄱阳湖地区这套独特的沉积序列,元素特征基本相似,具有贫Co、Pb,富Zr、Hf,低Eu/Eu^*(0.53~0.62)、LaN/YbN(4~8)、Ta/Zr(0~0.006)、Nb/Zr(0~0.09),高Y/Ho(28~30)、Zr/Hf(36~48)等特点,与黄土高原与东秦岭黄土有显著区别。基于Hf-Th-Co、Th-Sc-Zr/10和Th-Sc-La蜘蛛图投影分析,鄱阳湖地区第四纪粉尘物质的源岩接近于石英岩类,为被动大陆边缘构造背景下的产物,显著区别于黄土高原与东秦岭黄土(源岩接近于页岩,形成于大陆岛弧构造背景)。进一步分析认为,网纹红土、均质红土的母质均与区域下蜀黄土类似,推测它们均来自于其冬季风上风方向的长江或赣江的古河谷漫滩,这套独特的沉积序列是第四纪以来长江中游现代格局的水系贯通后,冬季风增强,吹蚀大江大河广阔的古河谷漫滩而形成的区域粉尘堆积的结果;是湿热的亚热带季风区对于中更新世以来在轨道尺度上冬夏季风均加强的背景下独特的区域响应。     

乌鲁木齐河流域的黄土研究

本文较详细地论述了乌鲁木齐河流域的黄土,对部分黄土样品进行了粒度分析和矿物鉴定,利用¹⁴C和热释光方法做了年龄测定,指出这个地区的黄土大部分是在晚更新世中晚期干旱、寒冷的气候条件下形成的,与马兰黄土相当,有一些后来受流水改造成为次生黄土。分布在河源末次冰期冰碛上的黄土主要形成于全新世,属于天山“托木尔型”黄土。     

东北平原东部天恒山钻孔的粒度特征及其对地层划分的指示

东北平原东部荒山剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,但针对该剖面的地层划分和成因的研究尚存在不同看法,对其开展详细的粒度特征研究有望对该剖面的地层划分和地层成因提供进一步的认识。通过天恒山（THS）钻孔对该区地层进行高分辨率的粒度特征研究,并与黄土高原典型黄土进行对比。研究结果显示哈尔滨组地层平均粒径、中值粒径以及粒级百分含量等大幅度波动,呈现黄土-古土壤地层旋回变化特征,黄土层粒度粗,古土壤层粒度细,与黄土高原典型第四纪黄土的粒度特征一致。荒山组地层则呈现小幅度波动,沉积动力较稳定。哈尔滨组和荒山组的粒度频率分布、C-M图及粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、峰度）等特征均存在显著差别,指示二者的沉积动力过程明显不同。基于以上粒度特征,结合沉积相特征和已有划分方法,THS钻孔中-晚更新世地层自上而下可划分为哈尔滨组和荒山组,并将哈尔滨组地层判定为风成堆积,将荒山组地层判定为河湖相沉积。      

Geochemical, mineralogical and sedimentological studies on the Taklimakan Desert sands

Major-element composition, mineral composition and grain-size distribution have been studied for Quaternary aeolian sediments from the Taklimakan Desert, north-western China, together with the variation of chemical and mineralogical compositions of different grain-size fractions. Aeolian sediments from the Taklimakan Desert have higher ratios of feldspar/quartz and calcite/quartz, finer grain size, poorer roundness of quartz and feldspar grains and lower abundances of frosted quartz, than found in aeolian sediments from other deserts such as the Saudi Arabian Desert. In spite of these immature mineralogical and sedimentological features, the aeolian sediments from the Taklimakan Desert show low regional variations in major-element and mineral compositions and are homogenized. These observations confirm that two processes, glacial activity within surrounding mountains and aeolian activity at the Tarim Basin, are important in the homogenization of the Taklimakan Desert sands. Taklimakan Desert sediments are constantly and effectively supplied from basement rocks in the surrounding mountains by glacial erosion. The supplied sediments are further homogenized by aeolian activity in the desert and are partly blown away, serving as the source of Chinese aeolian loess. Compositional differences are observed between loess (mainly 10–40 μm particles) and the <45 μm fraction of the Taklimakan Desert sediments, as well as between loess and whole rock of the Taklimakan Desert sediments. These observations provide constraints for precise modelling of loess formation, and for assessment of the chemical composition of the upper continental crust based on the chemical composition of aeolian loess.     

Geochemical and isotopic studies of aeolian sediments in China

The Sr and Nd isotopic, rare earth element (REE) and major element compositions, together with mineral and grain‐size proportions, are reported for aeolian loess deposits and desert sands from several Chinese localities. The study was carried out in order to examine regional variations in the isotopic and geochemical features of these aeolian sediments, and to constrain the provenance of Chinese loess. Samples include loesses from the Tarim and Junggar basins and desert sands from the Taklimakan desert in north‐west China, loess from the Ordos area and desert sands from the Tengger and Mu‐us deserts in north‐central China, as well as loess and desert sands from the Naiman area, north‐east China. REE distributions show minimal variation among the Chinese loess deposits, whereas those for the desert sands show regional variations. New isotopic data document a latitudinal variation in Sr and Nd isotopic features for the loesses and desert sands. The Naiman and Junggar loesses have distinctly lower ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios and higher ε_Nd(0) values than the loesses from the Tarim Basin, the Ordos area and the Loess Plateau. Among the desert sands, the Naiman samples have higher ε_Nd(0) values than the Taklimakan, Tengger and Mu‐us samples. Isotopic data suggest that loesses of the Loess Plateau were supplied from the Tarim Basin loesses and Taklimakan Desert sand, and that the Naiman loesses were supplied from the Junggar Basin loesses. The latitudinal variation in the loesses and desert sands may be partly explained by isotopic variations reported previously for moraines from the Tianshan and west Kunlun Mountains, which are possible sources for the loesses and desert sands. These inferences on the provenance of the loesses and desert sands are consistent with the dust transport pattern over East Asia.     

萨拉乌苏组地层年代学研究

我国北方地区晚更新世河湖相标准地层——萨拉乌苏组地层的年代学研究,有助于正确理解萨拉乌苏组与马兰黄土以及与冰期气候对比等关系。笔者近年来根据野外层位对比和地层沉积相的划分,采用同位素年代测定,并结合黄土-古土壤序列研究的最新成果,初步建立了可以与黄土、深海沉积记录和冰期气候波动对比的萨拉乌苏组地层序列。认为河湖相沉积的萨拉乌苏组形成于约140-70kaBP的末次间冰期,大致与深海氧同位素第5阶段对应,与黄土高原古土壤S₁发育同期。城川组风成细砂形成于约70-10kaBP的末次冰期,与黄土高原的马兰黄土是同期异相地质体.