渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好.     

新疆伊犁地区典型黄土磁学特征及其环境意义初探

黄土地层记录的磁学参数受控因素复杂,全球不同地区黄土磁化率的主要受控因子存在差别。文章在伊犁地区选取两个地层磁化率与成壤作用分别存在较明显正相关和负相关的典型黄土剖面,进行了系统磁性地层学研究。结果表明伊犁地区黄土地层中磁性矿物浓度较大,磁学性质主要受呈现准单畴状态磁铁矿控制,黄土沉积物中磁性矿物主要为原生矿物,后期改造作用弱,地层的磁学特征受物源影响明显。地层的成壤强度与地层中磁性矿物浓度无明显相关关系,与磁性矿物中细粒磁性矿物的含量呈正相关关系。本研究结果暗示伊犁地区黄土沉积物的磁化率增强模式既区别于典型的西伯利亚黄土"风速说"模型,也不同于中国黄土高原"成壤说"模型; 当后期改造作用弱时,地层的磁学特征主要受物源影响; 随着地层成壤作用的增强,对原生磁性矿物的改造作用逐渐增强,次生磁性矿物含量逐渐增加,磁化率变化规律趋近于"成壤说"模型。     

伊犁典型黄土磁学与常量元素地球化学特征及其古气候意义

选取有多层古土壤发育的新疆伊犁尼勒克黄土剖面,分析其地球化学特征与粒度分布,并做详细的岩石磁学研究,检测磁性矿物组成和亚铁磁性矿物粒度在各黄土-古土壤层的变化,探讨其记录的古气候演变过程。常量元素地球化学元素测试结果显示：尼勒克剖面MgO、Na₂O与CaO在剖面下部变幅较大,在最底部的S₃古土壤层含量低;各常量元素含量与伊犁的波马剖面和塔勒德剖面一致,普遍低于天山北麓黄土;元素含量比值风化指标显示古土壤层化学风化程度较高,其中又以S₃最高;Fe₂O₃/Al₂O₃在古土壤层较高,反映化学风化过程中铁相对富集。剖面磁性强弱的垂向变化主要受控于风成输入的磁铁矿。就整个剖面而言,成壤生成的超细颗粒亚铁磁性矿物相对含量随深度减少呈降低的趋势,在古土壤层比在黄土层更高;亚铁磁性矿物的粒度在S₃最细,较多分布在超顺磁至稳定单畴的粒径范围之内。各黄土-古土壤层样品热磁曲线变化都受磁铁矿主导,L₃热磁曲线有别于L₁和L₂,而与S₂相似。 < 4 μm粒度组分的磁性矿物组成并不像较粗组分一样以磁铁矿为主,而是含有较多赤铁矿,反映过湿条件下成壤产生的磁赤铁矿转化为赤铁矿,不同于黄土高原的成壤过程生成大量磁赤铁矿的磁性成壤增强模式。尼勒克黄土地球化学、粒度与环境磁学指标一致揭示自S₃发育以来至全新世古气候干旱化的趋势。综合各指标变化与热磁曲线差异,研究区古气候演变可以分为两个阶段,即S₃发育至L₂堆积之前阶段与L₂堆积以来至全新世阶段,在S₂/L₂过渡时期干旱化突然加剧。虽然伊犁黄土不同剖面的磁学性质不同,但都反映了干旱化的趋势。

     

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。     

中国黄土环境磁学

中国陆相风成沉积序列蕴含了晚新生代以来丰富的古地磁场和古气候信息.第四纪黄土-古土壤序列的岩石磁学性质可以揭示第四纪亚洲内陆地区干旱化过程和东亚古季风演化历史以及末次冰期-间冰期旋回的气候不稳定性特征.文章主要评述近年来中国黄土环境磁学研究所取得的一系列重要进展,同时提出目前需要深入研究的几个重要问题,如成土作用对黄土沉积物沉积剩磁的影响、微生物对磁性矿物的改造、亚洲内陆地区气候过程和环境演变的磁气候学记录等.     

土耳其Nallihan黄土-古土壤岩石磁学特征及其环境意义

黄土广泛分布在东欧和西亚地区, 但位于欧亚大陆连接地带的土耳其未见风积黄土的报道, 本文对位于土耳其首都安卡拉西北的Nallihan新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的环境磁学研究, 结合粒度参数和稀土元素指标, 讨论土耳其黄土的成因和磁化率变化机制。研究结果显示: 土耳其Nallihan S0~L3黄土剖面与典型风积的西伯利亚和中国西峰黄土的粒度特征图形态相似, 暗示它们的成因相似性; 稀土分配模式与黄土高原黄土基本一致, 为上地壳平均值, 指示了风积黄土在搬运过程中经过充分混合, 整个剖面上下稀土模式分配高度吻合, 说明研究区黄土堆积期间物源区相对稳定。热磁和磁滞分析表明样品的主要载磁矿物是亚铁磁性矿物磁铁矿/磁赤铁矿。该剖面磁化率在古土壤获得高值, 在黄土层获得低值, 磁化率与成土作用和指示细颗粒磁性矿物贡献的χfd % 、χARM正相关, 说明成土作用生成的细颗粒亚铁磁性矿物是磁化率增强的主导因素, 土耳其黄土剖面磁化率总体上低于中国黄土高原地区黄土。该黄土剖面中有一层古土壤层S2, 其顶部覆盖一层砾石层, 说明在该间冰期发生过洪水作用, 将高坡风化的砾石层冲到土层中堆积下来, 在该砾石层之下的古土壤层, 磁化率降低, 可能与该时期土壤层湿度大, 形成湿润氧化环境, 导致部分强磁性的超顺畅/稳定单畴(SP/SSD)颗粒磁性矿物转化为弱磁性矿物, 使得磁化率降低。     

天山北麓乌鲁木齐河阶地晚更新世黄土磁学特征及古气候意义

天山地区黄土磁学特征及古气候意义受到广泛关注。本文以天山北麓乌鲁木齐河T7阶地上覆黄土为研究对象,基于光释光测年建立的时间标尺,通过岩石磁学、沉积学与地球化学等方面的分析,探讨该地区晚更新世古气候特征。光释光测年结果表明,天山北麓乌鲁木齐河T7阶地上覆黄土底界6.8m处的年龄为约41ka,顶部年龄为约14ka;稀土元素分析结果显示该时期黄土物源可能没有发生明显变化;黄土沉积粒度与岩石磁学参数分析结果显示,黄土磁化率、磁颗粒参数（χARM/χlf和χARM/SIRM）等磁学参数与砂粒组分（>63μm）、中值粒径等粒度参数呈正相关关系,这表明研究区晚更新世黄土磁学性质主要受沉积粒度的控制,符合西北地区黄土磁学增强机制的风动力模式;黄土砂粒组分的变化揭示约41~14ka期间,研究区晚更新世气候呈逐渐干旱化的趋势,但具有不稳定的特点。     

兰州九州台黄土磁性特征及其古气候意义研究

本文选取黄土高原西部地区具有代表性的九州台黄土进行系统的磁性和粒度特征研究,结果表明其磁性特征主要由磁铁矿控制,同时含有磁赤铁矿和赤铁矿; 磁性矿物粒度为假单畴,黄土的粒度组成以粉砂为主。ARM/Xlf和XARM/SIRM能更好的反映成壤强度和古气候变化。选取>40μm的粒度百分含量和XARM/SIRM作为代用指标分别反映冬、夏季风变化,研究结果揭示冬、夏季风趋势并非同步异向变化,在倒数第二次冰期向末次间冰期过渡时,相对于夏季风,冬季风的变化具有一定的滞后性,暗示了冬夏季风的主控因素可能不同。     

澳大利亚黄土磁学性质及环境意义

澳大利亚内陆广大而干旱,发育着大面积沙漠,却没有多少黄土的报道.本文对惟一报道的黄土,新南威尔士州Mackenzie地区Waterholes Creek剖面进行了详细的采样和磁学参数测量,并与中国黄土高原洛川和西峰经典剖面进行了对比.结果表明该剖面磁学性质与中国黄土高原有许多异同.它成土特征强,百分比频率磁化率较高,但...     

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。     

黄土剖面古土壤和生物化石14C测年对比

精确、可靠测定古土壤和生物化石年代是重建环境变化过程、探讨人地关系的关键.研究古土壤中不同组分年代的异同对于分析土壤中碳附存状态和碳储存库十分重要.对甘肃省榆中县境内兴隆山典型黄土剖面采集的动物化石、土壤无机质、土壤有机质3个样品进行常规14C和AMS测年,发现同一地层相同点样品不同组分的测年结果相差悬殊,样品无机质比其有机质年龄(3 682±70)a偏老2 624 a.对其14C测年可靠性对比分析发现,常规14C和AMS对骨骼和牙齿化石测年相差仅为13 a,校正为日历年后几乎相等,认为实验室产生的误差很小,而碳的来源、组成及其"死碳"混入的比例是影响测年结果的主要因素.化石年龄与土壤有机质年龄之间的差别,揭示该剖面可能存在持续时间达千年以上的沉积间断.由于同一层位骨化石、土壤有机质、土壤无机质14C测年结果差异,在进行化石年代确定、考古及古文明研究、生态植被恢复、土壤无机碳存储库研究中,年龄的界定应选择相应的测年数据.     

黄土高原典型山地-沟壑区地下水水化学特征及成因——以六盘山地区为例

为了揭示黄土高原山地-沟壑区黄土地下水水化学特征及成因,对六盘山东西两侧山区及其西部典型黄土高原山地-沟壑区进行了多次实地考察,合理选择采样点,采集了浅层地下水监测水样。对采集的样品水化学数据进行了分析,结果表明:六盘山地区浅层地下水以低TDS重碳酸盐型为主,径流途径较短,循环条件较好,保持了较好的天然淡水资源状态;而在山地-沟壑区水化学类型则复杂多样,TDS平均值达1 870mg/L,淡水资源相对匮乏。结合各类水化学图可以看出,浅层地下水和地表水的离子来源优势机制以岩石风化为主,并且在山地-沟壑区受到不同程度蒸发作用控制。通过分析地下水中的离子浓度比以及锶元素,发现六盘山区主要为补给区和径流区,山地-沟壑区则是补给区、径流区和径流滞缓区,黄土地下水可能有来自六盘山岩溶水的补给。氟离子浓度和硬度超标是影响区域内水质的最主要因素,在受蒸发作用影响较大的地区尤为突出。黄土高原地下水资源的分布状况和质量参差不齐,保护好区域内较好的淡水资源并且按照地下水分布规律进行合理的开发与宏观调控,是缓解黄土高原水资源问题的关键。     

环境磁学在古气候环境研究中的回顾与展望

基于磁性矿物的性质变化能敏感记录现在和地质历史时期的气候环境变化信息,环境磁学方法能鉴别环境演化过程中磁性物质在大气圈、水圈和岩石圈中运移、沉积和转化的过程,系统介绍了沉积物中磁性矿物的特征和鉴别方法以及主要的环境磁学参数和意义,着重回顾了环境磁学在以黄土、湖泊和海洋沉积物为载体的古气候环境研究中的应用及其取得的重要进展,指出了环境磁学在古气候环境研究过程中要加强多磁学参数综合应用,促进地质记录和磁学指标之间的定量研究,有利于理解不同沉积物的磁性矿物特征和环境变化过程的相关关系。同时强调沉积物还原成岩作用过程的环境磁学研究是目前以至今后发展的一个重要方向。     

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。     

长江中下游地区下蜀黄土磁化率曲线比较研究

通过对镇江大港剖面地层结构和磁化率曲线特征的分析研究,以及与相邻地区风尘堆积研究成果的比较,认为长江中下游地区中更新世以来,经历了七次大的古气候冷暖旋回,旋回变化幅度较北方黄土共要小得多,冷期和暖期都存在着频繁的小尺度的气候冷暖波动,并可与深海氧同位素曲线相比较;另外,在镇江下蜀黄土磁化率测量中还发现,地下水的浸泡对剖面样品的磁化率有着较大的影响。     

Typical Geochemical Elements in Loess Deposit in the Northeastern Tibetan Plateau and Its Paleoclimatic Implication

Widespread and thick loess deposit in the northeastern Tibetan Plateau records paleoclimatic changes over the Quaternary period. In this study, we investigate a loess section located in a high terrace of the Huangshui River in the Xining Basin, and collect samples at 20-cm intervals by digging a well of 16-m depth （including paleosol S1 and SO and several loess interlayers over the last glacial-interglacial cycle and the Holocene）. Concentration of some active elements （Sr and Ca） and inert elements （Rb, Zr, Ti） in these loess samples are measured. The results show that ratios of those elements （oxide）, such as Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios, would indicate sensitively paleoclimatic changes, especially the history of precipitation over the last glacial-interglacial and the Holocene. Moreover, the curves of Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios had almost the same variable trends from the bottom to the top and also closely correlated with values of magnetic susceptibility and the global marine δ^18O record. But compared with the curves of magnetic susceptibility, the changes of ratios of these elements （oxide） are clearer and easy to understand. Therefore, the ratios of these typical chemical elements in the loess deposit may be used as an excellent index to investigate the history of paleoclimate, particularly precipitation changes in the northeastern Tibetan Plateau.     

The Loess in the Qinling Mountains and Its Records of Palaeoenvironmental Changes

The Fengzhou loess section is very typical in the Qinling Mountains. The section, which is about 82 m thick and underlain by Neogene red clays, consists of 33 layers of loess and 33 layers of palaeosol. It covers the Brunhes normal polarity zone and Matuyama reversed polarity zone, and the B/ M boundary is located in the middle part of loess layer 8 (L8). The loess of the Matuyama reversed polarity zone records the Jaramillo, Olduvai and Reunion normal polarity subchrons. The boundary between the Matuyama reversed polarity zone and Gauss normal polarity zone (M / Ga) appears on the lithological boundary between loess and Neogene red clays. Loess accumulation in the Fengzhou section started before 2.48 Ma B.P. Based on the stratigraphical structure, the material composition and magnetic susceptibility curve of the Fengzhou loess section, the palaeoclimatic changes during the last 2.48 Ma in the Qinling Mountains are subdivided into 66 cold-dry and warm-humid stages, equivalent to 33 climatic cycles. The     

Mangshan Loess in Central China and the Paleomonsoon Variationssince the Last Interglaciation

The Mangshan Yuan is a loess platform on the southern bank of the Yellow River, which is located in northwestern Zhengzhou of Henan Province, China. The typical Zhaoxiayu section of the Mangshan Yuan preserves stratigraphical loess units above S10 with a total thickness of 172.1 m, which includes 15.7 m of the last interglacial paleosol S1, 77.3 m of the last glacial loess L1 that consist of 41.6 m of the late stade L1LL1, 13.2 m of the interstade L1SS1 and 22.5 m of the early stade L1LL2. Based on the age marking points by correlating magnetic susceptibility of the section with the SPECMAP curve, the timescale of the section was constructed, and the average accumulation rate and the resolution of each loess strata over the S2 were subsequently calculated using the     

川西漳腊黄土地层与气候变化

川西高原风成黄土广泛分布,其中漳腊盆地黄土剖面厚约9.5 m。根据磁化率、粒度和地层特征,并通过与金川黄土和甘孜黄土剖面的对比,可将漳腊黄土地层划分为冰后期S0古土壤、末次冰期L1复合黄土、末次间冰期S1复合古土壤、倒数第二冰期L2黄土等4个地层单位,其中L1复合黄土可细分为L1L1、L1S1、L1L2、L1S2和L1...