辽宁朝阳凤凰山古土壤序列粒度特征与古气候变化

通过对朝阳凤凰山剖面风成古土壤序列进行2 cm间距的高密度连续采样,测量样品的粒度百分含量,分析不同粒度组分的古气候意义,选择了粗粒组分、超细粒组分和细粒组分的百分含量分别作为研究区冬、夏季风和西风强度变化的替代性指标,分析了71~453 ka BP 间该剖面记载的冬、夏季风和西风的演化和古气候变迁。结果表明：71~453 ka BP 辽宁地区冬、夏季风和西风变化较同步,其中夏季风和西风的变化趋势较一致,明显存在着4 个增强阶段和4 个减弱阶段,与深海氧同位素曲线的MIS5~MIS12 这8 个阶段相对应。冬季风的变化趋势与夏季风和西风的变化趋势相反。该时期辽宁地区的古气候变化可以划分为8 个阶段：其中71~148 ka BP, 176~208 ka BP, 225~243 ka BP和311~403 ka BP 阶段为温暖湿润气候; 148~176ka BP, 208~225 ka BP, 243~311 ka BP 和403~423 ka BP 阶段为较寒冷干燥气候。     

西峰黄土剖面碳酸盐变化及其古气候记录意义

在连续沉积的黄土剖面中蕴藏中丰富的古气候变化的信息,中国的黄土沉积一直以来是重建古环境演化重要的信息库.自20世纪80年代以来,研究者确立了各种古气候的替代性指标[1-2],黄土中的磁化率指示着夏季风强弱变化的重要替代性指标,黄土中风化程度主要受控于夏季的降水量和温度的变化,因此黄土中成壤程度与夏季风具有显著的关系.     

浑善达克沙地磁化率和有机质揭示的全新世气候变化

根据浑善达克沙地锡林浩特剖面磁化率、有机质等气候代用指标的变化特征和14C测年结果,分析和讨论了浑善达克沙地10.7kaBP以来的气候变化过程.实验数据显示地层剖面磁化率和有机质值的变化趋势基本一致,且峰值段对应古土壤层,谷值段对应风成砂层.依据磁化率和有机质含量的变化将浑善达克沙地全新世气候变化分为5个阶段:10.7～8.5 kaBP,气候相对冷干,冬季风较强,夏季风相对较弱,但有增强趋势;8.5～5.8 kaBP,气候温暖湿润,夏季风较强,冬季风相对较弱,与全新世最适宜期对应;5.8～3.5 kaBP,气候波动变化频繁,但夏季风和冬季风都相对较弱;3.5～1.9 kaBP,气候温暖湿润,仅次于全新世最适宜期,夏季风较强,冬季风相对较弱;1.9 kaBP以来,气候波动渐变冷干,冬季风逐渐波动增强,夏季风相对逐渐减弱.并且其气候变化与全球变化具有较好的一致性.     

甘肃灵台邵寨红粘土的磁性地层及其色度记录

对位于甘肃灵台的邵寨红粘土剖面进行了系统的磁性地层研究,并对色度的古气候意义进行了探讨。磁性地层研究结果表明,邵寨剖面典型风尘堆积的底界年龄约为5.23Ma B.P.;色度测试结果显示,红粘土的红度和黄度值具有较好的相关性,是反映东亚夏季风强度变化的理想指标;邵寨红粘土的亮度值变化在2.6~3.6Ma B.P.期间与成壤强度的相关性较好,但3.6Ma B.P.以后,两者相关性较差,可能与该时期形成的大量非成壤碳酸盐有关。进一步的研究并结合与已有研究成果的对比分析揭示出,邵寨红粘土剖面的红度、黄度及磁化率指标完整的记录了上新世4.4Ma B.P.以来东亚夏季风阶段性增强的演化过程,该过程与青藏高原西北缘的主体隆升及巴拿马海峡关闭在时间上是一致的,这二者可能是该时期东亚夏季风增强的主要驱动因素。     

台湾头社盆地湖沼相沉积孢粉记录的6.2~1.3 cal ka BP以来气候研究

头社盆地位于中国台湾省中部,东亚季风区的最前沿,对东亚季风的响应十分敏感,研究其中晚全新世以来古植被、重建古气候序列,探讨其气候与东亚夏季风的关系具有重要的科学意义。文章对头社盆地泥炭—湖泊沉积的AMS14C测年、体积磁化率测试的基础上,基于孢粉记录,重建晚全新世来植被变化,恢复古气候。结果表明全新世中晚期以来分六个阶段：6.2~6.0 cal ka BP,气候凉干,植被类型是亚热带常绿阔叶林;6.0~4.0 cal ka BP,气候转暖湿,植被类型为含较多热带成分的亚热带常绿阔叶林;4.0~2.2 cal ka BP,气候相对凉干,植被类型转为亚热带常绿阔叶林;2.2~1.9 cal ka BP,气候又变暖湿;1.9~1.7 cal ka BP,气候快速冷干事件,森林退化;1.7~1.3 cal ka BP,气候重转温暖湿润,植被类型为接近现代的沼泽草原。整体上6.2~2.2 cal ka BP的气候变化是由温暖湿润向温凉干燥转变的趋势,这是全新世中晚期以来的太阳辐射量减少所导致的,太阳辐射量的减少导致热带辐合南移,进而导致东亚夏季风减弱,而2.2 cal ka BP之后气候波动较大,可能是在东亚夏季风减弱的背景下,ENSO活动加强与人类活动的干扰下耦合的结果。     

末次间冰期以来渭南黄土剖面地球化学指标所反映的古气候变化

渭南剖面由全新世土壤Ｓ０，末次冰期黄土Ｌ１及末次间期古土壤Ｓ１和组成。其中，Ｌ１可以进一步划分为三层黄土和两层弱发育的土壤；Ｓ１由三层土壤组成。碳酸盐，游离铁及有机质含旺在渭南剖面上的变化表明上述化学成分可以用作缺气候的替代性指标，并能反映古气候的变化。     

中国黄土颜色变化的控制因素和古气候意义

选择位于黄土高原东南缘的渭南剖面和中部的西峰剖面末次间冰期以来的黄土-古土壤序列,研究了黄土颜色（亮度和红度）变化的时空特征及其主要控制因素。结果表明,黄土的亮度变化主要与铁氧化物、有机质、碳酸盐的含量有关,三者的影响依次减弱,而红度变化则主要受控于铁氧化物的种类和含量。值得注意的是,渭南剖面的红度变化与亮度和磁化率记录在Ls／S1过渡时段明显不一致,表明单一的磁化率或颜色指标（红度）在重建夏季风强度时都有一定的局限性。尽管磁化率和红度变化受控的铁氧化物不同,但两者都同风化成壤关系密切,本文综合考虑两个指标,通过对磁化率和红度标准化,提出一个新的Stack指标,用于反演末次间冰期以来夏季风的演化,为深入理解东亚夏季风演化尤其是倒数第二次冰消期夏季风的增强特征提供了新的线索。     

青土湖地区9500a BP以来的环境变化研究

通过对青土湖地区ZY剖面的代用指标分析,研究了该区9500aBP以来的气候环境变化.在9500～6700aBP期间,剖面为风成砂沉积,平均粒径、磁化率、碳酸盐含量和C/N代用指标值均出现了的最低值,代表了湖泊干涸状态下强烈的风力搬运堆积,反映为一种暖干的古气候环境;6700～5800aBP期间,为碳酸盐粉砂质粘土沉积,代用指标的值均为高值,指示高水位、暖湿的古气候环境;5800～2700aBP为碳酸盐粉砂沉积,代用指标的值均表现为中等,代表了低水位状态下的碳酸盐沉积,反映夏季风减弱,区域降水量减少;2700～1100aBP期间为沼泽沉积,此时湖泊水量变化是以人为因素为主还是自然因素为主,需要进一步研究.     

中国黄土磁学与古气候(英文)

近二十年来中国黄土环境磁学的研究基本上是沿着两条主线进行的 ,即磁性地层学和古气候研究两个方面。对早先确定的典型黄土剖面的磁性地层研究表明风成黄土的堆积开始于Matuyama的下界 ,约 2 .6Ma。而近年来对黄土古土壤序列之下的红粘土的进一步研究显示风成堆积的开始比原先认为的要早的多 ,至少可追溯到约 7Ma。尽管目前在古土壤磁化率的增强机制和磁化率如何记录古气候变化等问题上还没有达成广泛的一致 ,而黄土古土壤系列磁化率与深海氧同位素的良好对比可证实中国黄土确是记录全球气候变化非常理想的信息载体。近年来许多学者尝试性提出的其它古气候替代性指标 ,如全岩粒度、稳定同位素组成、FeD/FeT指标、Rb/Sr比值和CaCO3 含量等必将为重建古季风变化和古气候提供重要信息。     

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。     

Influence of sedimentary setting on the use of magnetic susceptibility: examples from the Devonian of Belgium

Bulk magnetic susceptibility measurements on sedimentological samples from all geological periods have been used widely in the last two decades for correlations and as a proxy for sea‐level variations. This paper explores the link between magnetic susceptibility, depositional setting and environmental parameters. These environmental parameters include distal–proximal transects, microfacies successions and fourth‐order trends on different carbonate platform types (platform, ramp, carbonate mound or atoll) during different Devonian stages (Eifelian, Givetian and Frasnian). Average magnetic susceptibility values over a distal–proximal‐trending facies succession vary markedly with depositional setting. On carbonate platforms, average magnetic susceptibility generally increases towards the top of shallowing‐upward sequences. On a distal–proximal transect, average magnetic susceptibility is intermediate for the deepest facies, decreases for the reef belts and increases to a maximum in the back‐reef zone. In ramps and atolls, magnetic susceptibility trends clearly differ; average magnetic susceptibility generally decreases towards the top of shallowing‐upward sequences and is highest in the deepest facies. The strong relationship between magnetic susceptibility, facies and sequences implies a strong environmental influence. However, the different responses in the different platform types suggest that sea‐level changes leading to variation in detrital input is not the only parameter controlling average magnetic susceptibility values. Other primary or secondary processes also probably influenced magnetic mineral distribution. Primary processes such as carbonate production and water agitation during deposition are probably key factors. When carbonate production is high, the proportion of magnetic minerals is diluted and the magnetic susceptibility signal decreases. High water agitation during deposition will also selectively remove magnetic minerals and will lead to low average magnetic susceptibility values. These parameters explain the lowest values observed on the reef platform, inner ramp and atoll crown, which are all in areas characterized by higher carbonate production and greater water agitation during deposition. The lowest values observed in the lagoon inside the atoll crown can be related to detrital isolation by the atoll crown. However, other parameters such as biogenic magnetite production or diagenesis can also influence the magnetic signal. Diagenesis can change magnetism by creating or destroying magnetic minerals. However, the influence of diagenesis probably is linked strongly to the primary facies (permeability, amount of clay or organic matter) and probably enhanced the primary signal. The complexity of the signal gives rise to correlation problems between different depositional settings. Thus, while magnetic susceptibility has the potential to be an important correlation tool, the results of this investigation indicate that it cannot be used without consideration of sedimentary processes and depositional environments and without strong biostratigraphical control.     

Exploring Physical Indicators for Carbonate Contents in Deep Sea Sediments

To determine carbonate contents of deep sea sediments using physical properties is an enjoyable and efficient paleoceanographic way, which has been processed successfully in many studies based on a low resolution, but rather than a high one. A series of mathematical methods including the least square method were used in this study to build multiple regression equations between color reflectance and carbonate content, and between magnetic susceptibility and carbonate content, based on the data of color reflectance and magnetic susceptibility collected via the ODP Leg 184 cruise, as well as measured carbonate contents. We found that percent carbonate estimated with diffuse reflectance is closer to the measured one than that estimated with magnetic susceptibility, and the multiple regression equation is varied in different sites.     

黄土高原风尘序列的碳酸盐成因及其风化过程

碳酸盐是黄土高原风尘序列的主要组成部分,其含量与原生碳酸盐溶解、再沉淀,以及含钙硅酸盐化学风化强度等密切相关。碳酸盐在表生环境下极易移动,且其迁移变化受大气降水、温度等古气候所制约,因此黄土次生碳酸盐记录了古气候的重要信息。甘肃西峰赵家川剖面碳酸盐含量、磁化率的系统测定和风尘序列地质特征研究表明,在整个剖面中,碳酸盐含量和磁化率曲线呈显著的负相关,并从剖面上部到红粘土底部,碳酸盐含量有增加趋势。黄土、古土壤和红粘土沉积分别处在不同风化阶段:黄土化学风化最弱,处于钙质残积阶段,古土壤处于强烈钙质淋溶阶段和硅铝残积阶段,红粘土化学风化最强烈,处于硅铝残积阶段或红土化阶段;不同的化学风化阶段古气候性质有别。     

寻求深海碳酸盐沉积含量的物理标志

运用岩心物理性质求取深海碳酸盐沉积的相对含量，是古海洋学研究中一种“多块好省”的办法，在低分辨率研究中取得成功，但在较高分辨率的研究中精度问题十分突出。采用大洋钻探（ODP）184航次船上颜色反射率和磁化率数据，结合实验室碳酸盐化学分析实测结果，运用最小二乘法等数理分析方法，分别建立颜色反射率和磁化率与碳酸盐含量之间的拟合方程，估算碳酸盐含量。结果表明，根据颜色反射率蓝色光波段值及其平方作为控制变量来拟合的碳酸盐含量，同实测值具有较高的一致性，误差较小；但是，用磁化率推算的碳酸盐含量同实测值比较则误差相当大。用岩心物理性质推测的拟合方程是在开展一定量实测分析的基础上建立的，不同站位的这种拟合关系不能套用，只有当其他影响成分含量相当稳定或有规律变化时，运用岩心物理性质求取深海碳酸盐沉积含量的方法才具有相当高的应用价值。     

灵台红粘土—黄土—古土壤序列频率磁化率的古气候意义

通过对甘肃灵台晚新生代红粘土－黄土－古土壤序列的磁化率测量和频率磁化率分析，发现红粘土及黄土－古土壤的磁化率和频率磁化率化率存有良好的正相关关系，表明两套沉积在成壤过程中由生物作用或化学作用而形成的超顺磁性矿物含量，对磁化率和频率磁化率增大有重要的贡献。相比化率而言，受影响因素较少的频率磁化率变化，反映了不同气候条件下形成的超顺磁粒级铁磁矿物的相对含量，能更真实、敏感地记录不同时间尺度的古气候波动。灵台红粘土－黄土－古土壤序列的频率磁化等在2．6MaBP前后不同的变率特征，揭示了大冰期来临前后黄土高原的冷暖、干湿反差产生了显著变化，而与此相关的冬、夏季风变迁则表现出不同的组合特征。     

塔里木盆地柯坪地区奥陶系层序地层研究

以露头层序地层学和沉积学为指导,对塔里木盆地西北缘柯坪地区奥陶系3个剖面进行了深入研究,建立了柯坪地区奥陶系层序地层格架。柯坪地区奥陶系由6个三级层序组成,横向对比表明四石厂剖面发育最完整,同古四布隆和苏巴什剖面有地层缺失,只能识别出下部3个三级层序。碳酸盐岩磁化率测量结果表明,磁化率的变化趋势与相对海平面升降曲线之间呈负相关,并且与层序界面、层序内部各体系域之间有着较好的对应关系,可以作为划分层序的一个辅助性的定量化指标。     

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。     

Sequence-stratigraphic signatures of hemipelagic siltstones in deep-water successions: the Lower Pleistocene Kiwada and Otadai Formations, Boso Peninsula, Japan

Sequence-stratigraphic signatures of hemipelagic siltstones were investigated using profiles of the magnetic susceptibility and selected chemical composition of the Early Pleistocene deep-water successions of the Kiwada and Otadai Formations on the Boso Peninsula, Japan. In the context of an independently developed sequence-stratigraphic framework for the submarine-fan deposits of the Otadai Formation, the magnetic susceptibility and chemical composition, such as the concentrations of TiO₂, MgO and Fe₂O₃, show that the lowstand systems tract deposits have higher values of these parameters than the transgressive and highstand systems tract deposits. In contrast, the CaO contents have inverse relationships with the magnetic susceptibility and are higher in the transgressive and highstand systems tract deposits. The positions of sequence boundaries largely coincide with the horizons from which the magnetic susceptibility and the contents of mafic component increase abruptly. The sequence-stratigraphic variations in the magnetic susceptibility and chemical composition of the submarine-fan hemipelagic siltstones are due to increases in the input of fine-grained, terrigenous clastic sediments from midwater flow suspension, in addition to the direct fluvial supply of relatively unmodified terrigenous clastic sediments during relative sea-level lowstands, although grain size of hemipelagic siltstones does not exhibit any distinct variation through depositional sequences. The Kiwada Formation is characterized by siltstone-dominated basin-plain deposits and its sequence-stratigraphic classification has been difficult when using just lithofacies features. Nevertheless, the profiles of the magnetic susceptibility and chemical composition of the basin-plain deposits are similar to those of the submarine-fan deposits with duration largely equivalent to the 41,000-years obliquity cycle of the Early Pleistocene oxygen isotope sea-level index. This finding indicates that the profiles of the magnetic susceptibility and chemical composition of hemipelagic siltstones reflect sequence-stratigraphic variation in the input of fine-grained terrigenous clastic sediments to the deep-water environments and are crucial for the recognition of cryptic sequence boundaries in hemipelagic successions.     

台湾海峡西部表层沉积物磁化率特征

为研究台湾海峡西部表层沉积物磁化率变化特征及其控制因素,对采自平潭至汕尾近海海域的228个表层沉积物样品进行了磁化率分析,得出低频磁化率和频率磁化率值均呈从近岸向外海递减趋势,且厦门湾以北近岸海域的低频磁化率明显高于厦门湾以南的,频率磁化率在平潭岛外侧和汕尾近岸海域相对较高,且自平潭岛向南,有一明显的递减趋势。通过和前人关于台湾海峡西部沉积物类型和重矿物分布研究的对比发现台湾海峡西部表层沉积物磁化率在近岸细粒沉积物中高,外海粗颗粒沉积物中低,磁化率值的变化趋势和沉积物中磁铁矿含量的变化趋势一致,说明台湾海峡西部磁化率和频率磁化率主要受沉积作用和沉积物来源的影响。     

洛川黄土地层学

黄土和古土壤的磁化率与所含磁性矿物的浓度和颗粒大小密切相关。磁化率信号的主要载体是非常细的磁铁矿和(或者)磁赤铁矿。洛川黄土序列的磁化率曲线变化与成壤作用和粉尘堆积作用强弱有关,反映了气候的变化。磁化率值为识别黄土和古土壤层提供了一个工具。文中建议了黄土岩石地层单位命名的原则。洛川黄土-古土壤序列的磁化率曲线记录了最近2.5Ma气候变化的历史,与深海沉积的气候记录可以对比。