汾河地堑湖盆第四纪地貌—沉积特征的构造控制

野外对临汾、太原盆地第四纪中晚期所发育的湖积地貌-沉积特征调查发现,湖盆在对应于S8、S5和S1古土壤开始发育时期(时代分别为0.77Ma BP、0.55Ma BP和0.13Ma BP)曾发生了三次强烈湖退,这三次湖退都是构造原因所致的;而在L11-S8、L8-S5、L5-S1黄土古土壤堆积发育期间(时代分别对应于0.96～0.77Ma BP、0.74～0.55Ma BP和0.47～0.13Ma BP)、以及S1古土壤发育以后的时期(时代为0.07Ma BP之后)出现的却是缓慢湖侵或盆地下沉。根据这些发现并结合地球物理学前期已获得的有关盆地深部上地幔结构及活动规律,本文提出了盆地湖侵-湖退过程的构造控制模式。在上地幔强烈上拱→减弱或渐趋稳定→再次强烈上拱的构造循环中,地表湖盆会以大幅快速湖退→缓慢湖侵→再大幅快速湖退这样的表现与之对应。盆地地表的地貌-沉积发育与地下的上地幔活动应具有因果关系。     

宛川河阶地的年代与下切机制

宛川河是黄河一条小规模支流,在榆中盆地中发育了至少四级堆积阶地。以"古土壤断代法"为基础,结合OSL测年和14C测年,较准确的确定了宛川河四级阶地形成的年代为330、130、50和10 ka。区域构造表明榆中盆地相对下陷,地面抬升不是引起河流下切的主要原因,同时阶地位相说明作为宛川河侵蚀基准面的黄河对宛川河下切影响只限于距河口不远的一小段距离。每级阶地面上都堆积一层古土壤指示宛川河下切于古土壤开始发育时期,对应于气候由冷干向暖湿转换的时期,河流下切的主要原因是气候变化。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱—半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。就前人对共和盆地25个风成剖面的102个光释光(OSL)年代结果进行分析,总结出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的,但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6～7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1～2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14～10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14～10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3～2 ka和6～4 ka,此外在9～8 ka也有发育。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱-半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。前人对共和盆地25个风成剖面的102个OSL年代结果进行分析,得出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的, 但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6-7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1-2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14-10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14-10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3-2 ka和6-4 ka,此外在9-8 ka也有发育。     

黄土高原350～280ka PB气候迁移研究

根据野外调查和室内鉴定、分析了黄土高原350~280 ka PB前后的气候迁移变化问题。资料表明,在地处黄土高原南缘的陕西长安少陵塬第3层古土壤形成中晚期和第4层古土壤形成的早期有代表荒漠草原环境的石膏发育,指示当时黄土高原气候发生了显著的干旱化与大幅度的荒漠草原南迁,与现在这个地区气候相比,气候带向南迁移了约4个纬度,也说明在这段时间内荒漠草原广布于黄土高原。石膏的发育还揭示,在350~280 ka PB前后黄土高原气候发生了性质的转变,第3层古土壤发育中晚期和第4层古土壤发育早期最少各有一个时期气候特别冷干,当时该区已基本不受夏季风的影响,并处于冬季风气候控制的环境下。     

“河套东南角理想剖面”的新近研究

以在萨拉乌苏河流域近年命名的“米浪沟湾地层剖面”作为河套东南的理想剖面,描述了其地层特征,讨论了地层磁化率值和粒度分布与气候变迁的关系,研究提出,该剖面记录了150ka BP以来毛乌素沙漠27个旋回的砂丘与河湖相和古土壤互为交替的演化历史;剖面风成砂丘的堆积时期和河湖相或古土壤发育时期分别主要与过去冬季风和夏季风作为加强有关。根据中国沙漠及黄土区现代沙尘暴发生的区域特征认为,米浪沟湾剖面记录的150ka来的27次砂丘期代表了中国沙区存在27个沙漠堆积时期。     

渭河L9时期(0.87～0.94Ma)古洪水事件的特征研究

河流河漫滩相物质粒度的变化是指示洪水强弱的重要标志.在L9时期,渭河共发育了5.3 m的河漫滩,其主要由粘土和沙层组成.选用粒径＞63μm作为指示大型洪水的指标,年代的确定通过黄土的中值粒径进行黄土古土壤的对比.研究表明在这个时期,至少发生了四次较大的洪水,尤以最后一次洪水规模和强度最大,与陇西盆地记录的L9时期气候变化一致.     

青海湖湖东沙地沉积记录的全新世以来风沙活动变化

青海湖湖东沙地典型剖面的AMS¹⁴C测年数据表明该剖面记录了当地约10 ka BP的风沙活动及环境变化。对沉积物的粒度组成特征、粒度参数、粒度环境敏感指标等分析,并结合沉积物磁化率和青海湖盆地相关研究中风成砂、黄土和弱发育古土壤、古土壤的OSL、AMS¹⁴C年代数据等,进行全新世以来的风沙活动及气候环境变化讨论。结果表明：（1）粗颗粒敏感组分（138~156μm）可以用来指示风沙活动的强弱,细颗粒敏感组分（2~5 μm）可以用来指示成壤作用。（2）10~9ka青海湖盆地气候状况较全新世之前略有好转,暖湿程度增加,部分区域开始发育古土壤,但总体上古土壤、弱发育古土壤、黄土、风成砂共存;9~4.2 ka青海湖盆地水热组合条件较好,风沙活动弱,大部分沙丘固定成壤,但9~8 ka和4.2 ka左右风沙活动较为频繁的特征可能指示了8.2 ka和4ka冷事件;4.2 ka之后特别是2 ka之后风沙活动显著增强,气候朝干冷化发展。     

萨拉乌苏河流域末次间冰期 古土壤化学风化与古气候

内蒙萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期发育5 层古土壤。对这5 层古土壤的形 态特征、粒度、扫描电镜及化学风化等分析结果表明: (1) 这些古土壤具有与华北现代褐土相 似的形态特征; (2) 粘化率中部高和石英颗粒表面硅质溶蚀-沉淀现象表明古土壤层中发生过 风化成壤作用; (3) 用K₂O/Na₂O、Al₂O₃/Na₂O、MnO/Al₂O₃、CIA 及A-CN-K 图解与华北现代 褐土作对比分析, 发现它们的化学风化特征极为相似; (4) 用气温及降水量与CIA 值的回归 关系方程, 得出5 层古土壤发育时期的水热状况确与华北现代的暖温带半湿润季风性气候大 致相同或更显暖湿。形态特征、粒度、石英颗粒表面特征和化学风化特征等多个方面具备了 与现代华北褐土类似的化学风化成壤特征, 证明这些古土壤是在与华北相似的暖温带半湿润 季风性气候条件下形成的。     

兰州盆地黄河800ka B.P.阶地的发现及其古地磁年代

兰州东盆地的枣树沟黄河第四级阶地(T4),砾石层顶高出黄河河面84 m,其上堆积厚约64 m的风成黄土,黄土地层中包括八层古土壤,最底部发育了古土壤S8.光释光(OSL)测年结果显示古土壤S1上部的年龄为70.4±7.6 ka.黄土古土壤对比以及磁性地层学研究表明,枣树沟T4上覆风成黄土的年龄为865 ka,T4至少形成于865 ka B.P..     

新疆伊犁黄土和古土壤形成环境的差异性分析

通过粒度和元素地球化学分析研究方法,对伊犁盆地昭苏剖面黄土和古土壤形成环境的差异性进行了对比研究。结果发现,伊犁古土壤层中＞30 μm、＞40 μm和＞63 μm等粗粒径组分含量较黄土层稍高,尤其是＞63 μm组分更为显著;伊犁古土壤形成时期,西风环流较强,导致古土壤层中存在大量粗颗粒的近源堆积物,气候存在突变性,是一个环境变化不稳定的时期;而黄土堆积时,西风较弱,气候变化相对稳定;古土壤形成时期虽降水相对较多,但气候较冷,导致其风化成壤作用并不强,而黄土堆积时降水与古土壤形成时期相当或者较少,但由于气候总体较为温暖,风化成壤作用相对较强。不同时期水热组合形式及其各自权重不同均会对伊犁黄土和古土壤风化作用产生不同程度的影响。     

基于区域河湖地貌演化历史的大荔人化石层位年代分析

目前对含大荔人化石的地层年代认识仍存很大争议。采用黄土—古土壤序列定年法广泛调查渭河盆地东北部区域和大荔人化石点附近洛河上下游河段过去的河湖环境演变历史;在此基础上,结合产出大荔人化石的地貌沉积体特征,分析其形成时所处的区域演化阶段及其中含化石的沉积层位堆积年代。结果显示,区域曾在S₁₄、L₉、L₆、S₂、L₂和L_1SS发育或堆积时期发生过数次古湖湖退或河流下切;含大荔人化石的沉积层是在区域发生于L₆晚期的一次湖退后,洛河于出露至气下的古湖湖底上堆积而成的,其堆积时代与S₅古土壤发育时代相当,平均年龄约0.55 Ma BP。由该研究结果推论,学界对北京猿人年龄估计的老的年龄框架可能偏年轻。     

古土壤记录的内蒙古沙区全新世环境变化

古土壤是发育于地质历史时期埋藏的自然土壤,是记录古环境信息的重要载体。本文基于对内蒙古沙区古土壤研究文献的梳理,通过古土壤测年数据统计,对比区内其他信息载体的研究成果,分析内蒙古沙区沙漠/沙地形成时代及全新世环境变化。结果表明:内蒙古沙区全新世环境变化可分为3个阶段:全新世早期（10～8.5 ka BP）为升温阶段,气候以干冷为主;全新世中期（8.5～2.5 ka BP）为气候适宜期,古土壤普遍发育,同时存在短期干冷波动;全新世晚期（2.5 ka BP以来）为降温期,气候逐步干冷,部分沙地气候波动频繁,形成古土壤。     

风成沉积物色度记录的毛乌素沙漠全新世以来气候变化

以毛乌素沙漠4个全新世风成砂-古土壤剖面为研究对象,对沉积物色度变化进行分析。结果表明：亮度主要受有机质影响,从而间接反映降水;红度与磁化率负相关,与平均粒径呈正向趋势,因此红度主要取决于风力对红色物质的输入,即反映风力大小。古土壤发育时期,亮度偏低,红度、黄度偏低;风成砂沉积时期,亮度较高,红度、黄度较高。据此将毛乌素沙漠全新世以来的气候演变划分为4个阶段：约10.0 ka BP以前,以风沙环境为主,干燥寒冷、风力较大;10.0-7.5 ka BP,总体环境较之前好转,风沙活动减弱,局部区域发育古土壤;7.5-3.0 ka BP,气候以暖湿为主,古土壤普遍发育,风沙活动较弱;约3.0 ka BP至今,气候趋于干冷,风沙活动强烈,但期间也存在暖湿波动。     

西安和宝鸡第5层古土壤铁质粘土结核的发现与研究

根据西安和宝鸡黄土中第5层红褐色古土壤的调查，在该层古土壤下部发现了红色铁质粘土结核，显微镜下和电子显微镜下的鉴定表明，铁质粘土结核是光性粘土胶膜聚集而成的，具有超微晶粒结构。铁质粘土结核主要由伊利石－蒙脱石混层粘土矿物组成，边表明西安与宝鸡地区第5层古土壤发育时的粘化作用为化学粘化或生物化学粘化，该地区第5层古土壤的铁质粘土结核迁出土壤粘化层底部的距离达1．0m，与江苏六合地区黄棕壤铁质粘土结核分布深度相同，指示该层古土壤发育时该区年均降水量可达1000mm左右。     

中国西风区黄土常量元素地球化学行为与古环境

位于中国西风区新疆伊犁盆地黄土与古土壤样品的常量元素分析表明，其烧失量和SiO2含量与样品的碳酸盐含量正相关。黄土与古土壤SiO2含量没有明显差别，但Al、Fe、Mn和K在古土壤中发生一定的分异，代表了相对强的成壤作用。与黄土高原相比，伊犁盆地 末次间冰期古土壤富钛、铁、锰、镁和钙（个别样品除外），而黄土高原S1更加贫钠和钾，而且钙含量很低；末次冰期黄土富锰、镁和钙，贫纳和钾，而黄土高原L1以富钙贫钠、钾为特征。常量元素地球化学行为揭示，伊犁黄土与古土壤较黄土高原同期黄土与古土壤形成于更加干旱的气候环境中。     

黄土形成过程的实质与环境

黄土地层的形成实质上是土壤化过程,不同特性的黄土层代表了不同的成壤作用。不同地区的黄土主要是草原、荒漠草原和森林划原地区发育的灰钙土、粟钙土、棕钙土、棕漠土和黑垆土。与红褐色古土壤相比,黄土是冷干气候条件下发育的灰黄色古土壤,黄土层能够作为冷干气候的指示。根据灰黄色古土壤与红色古土壤的交替,可将250万年来黄土区气候变化分为51个旋回亚旋回。     

末次冰盛期以来塔里木盆地绿洲演化研究进展与问题

塔里木盆地绿洲是中亚干旱区历史时期和现代人类生产和生活的重要场所,也是古丝绸之路和现代丝绸之路经济带的重要节点。对此区域绿洲沉积记录进行研究,可以了解绿洲演化过程,从而进一步对绿洲演化的机制进行分析。由于塔里木盆地周边绿洲人类活动剧烈,导致连续完整的绿洲沉积记录较为缺乏;而且此区域环境变化敏感复杂,沉积记录存在‘同期异相’等特性,限制了对绿洲演化过程和影响机制的探讨。因此,对塔里木盆地绿洲沉积物与绿洲演化过程研究进行系统总结非常必要。通过梳理目前对绿洲和绿洲沉积物的分类与定义,认为除了地貌与沉积相,还需结合表征绿洲沉积阶段的指标体系才能更好地厘清绿洲演化过程。筛选了记录塔里木盆地末次冰盛期以来的24篇绿洲沉积序列的文献,对文献中232个绿洲沉积发育年代和其中的120个河湖相沉积发育年代数据分别进行概率密度统计。总体来看,绿洲沉积与河湖相沉积发育年龄具有较好的一致性,暗示绿洲发育与盆地内部水文过程密切相关。同时,6 ka之前,绿洲发育概率密度与古里雅冰芯δ¹⁸O记录的温度具有相同变化趋势,盆地周边高山地区冰川融水可能是绿洲发育的主控因素;6 ka之后,绿洲发育与天山鹿角湾黄土-古土壤序列记录的湿度变化较为一致,绿洲发育可能主要响应于山地降水变化。进一步对塔里木盆地不同区域绿洲发育概率与古环境演化记录进行对比,发现不同区域绿洲发育与古环境记录存在着不一致性。在未来研究中,应该对塔里木盆地各区域大范围不连续的绿洲沉积进行集成研究,构建区域绿洲演化过程和年代框架,在此基础上对控制各区域绿洲发育的因素进行深入探讨。     

全新世共和盆地沙地时空演化及其驱动机制

通过分析青藏高原东北部共和盆地现代固定沙丘、半固定-半流动沙丘和流动沙丘的粒度与地球化学元素特征,建立了不同类型沙丘沉积物的理化指标体系,并尝试性地将其用于地质时期沙漠演化研究。同时,结合区域典型风成砂-古土壤剖面的相变特征,探讨了全新世共和盆地沙地的时空演化过程及其驱动机制。结果表明：全新世共和盆地沙地存在多次活化、扩张和固定、缩小,除11.8～10.1 ka为流动沙地以外,其余阶段多在半流动-半固定沙地和固定沙地之间频繁转换,这一变化特征与其相邻的柴达木盆地沙地和青海湖地区环境变化具有良好的可比性。此外,发现沙地环境变化对湿度状况十分敏感,而湿度又受控于区域冬,夏季风的强度,也就是说全新世共和盆地沙地演化是气候变化的产物。     

黄土的形成与气候旋回划分

根据黄土土壤特征的研究和黄土地层古土壤的识别和划分,结合磁化率测定,研究了黄土剖面冷干与温湿条件下发育的古土壤的分层和代表的气候旋回变化。资料表明,黄土具有土壤的结构和淀积成分,它是在相对冷干气候条件下发育的成熟的灰黄色古土壤,能够可靠地作为冷干气候的指示;250万年来的黄土地层至少可分为51层灰黄色古土壤与50层红褐色古土壤,代表了51个生物、气候、土壤旋回和亚旋回的变化。在50万年来的温湿气候阶段中,气候波动更频繁。