北京西山末次冰期旋回次生黄土初步研究

北京西山是中国末次冰期旋回风成黄土与古气候研究的经典地区除风成黄土外,该区各种次生黄土也十分发育,由于后者的堆积速率较大,其环境变化的分辨率更高。次生黄土中Ｓ１古土壤由３层古土壤夹两层黄土构成,Ｌ１中的古土壤由两层古土壤夹１层黄土组成。经年代测定和古气候分析,Ｓ１中的３层古土壤分别可与深海氧同位素５阶段中的３个暖期对比,Ｓ１中的两层黄土可与５阶段中的两个次阶段对比。     

南京地区下蜀黄土磁性地层年代与古环境变化

通过对南京江北泰山新村下蜀土剖面所采的144个样品和南京江南燕子矶下蜀土剖面所采的467个样品所进行的古地磁测年、磁化率测量和粒度测定,建立了南京地区下蜀黄土地层220kaB.P.以来较精细的时间标尺;在此工作基础上,将南京下蜀黄土堆积所记录的环境信息同北方经典黄土、深海沉积氧同位素记录进行了对比,发现燕子矶剖面磁化率曲线能够与深海沉积氧同位素曲线1—7阶段进行良好的对比,两者之间的细节变化具有一致性,其中S0表现为高值,可与氧同位素曲线阶段1对比,为一高温期;L1可以划分为两层黄土(L1LL1、L1LL2)和一层弱发育的古土壤(L1SS1),L1LL1和L1LL2可与阶段2和4对比,L1SS1可与阶段3对比;S1古土壤层由3个古土壤亚层(S1SS1、S1SS2、S1SS3)和2个弱成土亚层(S1LL1、S1LL2)叠置而成,磁化率曲线具有明显的三峰夹两谷形式,正好可与氧同位素阶段5对比,表明这一时期的古气候特点是在湿热的背景下有两次干冷波动,其中S1SS1、S1SS2、S1SS3分别对应于5a、5c、5e,S1LL1、S1LL2对应于5b、5d;L2黄土磁化率曲线整体呈谷形,但中下部有一次峰,下部磁化率偏高,与阶段6的曲线特征相吻合;S2古土壤层未见底,目前获得的磁化率曲线特征可与7a和7b对比。以上研究结果确立了江南风尘堆积的古气候全球变化意义。     

末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠-黄土边界带地处东亚季风边缘,这一地区的风成沉积即古风成砂-黄土-古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（S1）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成,可与深海氧同位素阶段5的五个亚阶段（a-e）则很好对比。末次冰期的沉积（L1）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成,由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段2、阶段4及阶段3的中期是沙漠-黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（S0）和其上的流沙组成,但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成,已不具备明显的气候指示意义。     

末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠－黄土边界带地处东亚季风边缘，这一地区的风成沉积即古风成砂－黄土－古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（Ｓ１）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成，可与深海氧同位素阶段５的五个亚阶段（ａ－ｅ）则很好对比。末次冰期的沉积（Ｌ１）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成，由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段２、阶段４及阶段３的中期是沙漠－黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（Ｓ０）和其上的流沙组成，但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成，已不具备明显的气候指示意义。     

末次间冰期以来对宁黄土剖面的热释光测年

利用细颗粒热释光技术对陇西黄土高原会宁黄土剖面末次间冰期以来黄土、古土壤的8个样品进行了年龄测定,并在此基础上分别利用线性内插和多项式回归方法建立了会宁剖面深度-年代时间模式,以2种模式计算的S0/L1、L1/S1、S1/L2界线年龄与SPECMAP深海氧同位素1/2、4/5、5/6阶段的界线年龄可较好对比,这为末次间冰期以来会宁地区古气候演化的深入研究提供了基本时间框架。     

四川金川黄土地层

马厂剖面中黄土-古土壤序列共厚15．5m,根据岩性、磁性地层特征、磁化率、CaCO3含量和光释光测年结果,将金川黄土划分为冰后期S0古土壤,末次冰期1-1黄土,末次间冰期S1古土壤、倒数第二冰期L2黄土和倒数第二间冰期S2古土壤等5个地层单位;其中,S1复合型古土壤又可细分为S1LL1、S1LL2黄土和S1SS1、S1SS2和S1SS3古土壤等5个次级地层单位。金川黄土沉积始于中更新世晚期,其底界的年龄人致为200ka BP,其磁化率变化反映了最近200ka来的高原季风演化和气候环境变迁,5个磁化率高值段指示了5个夏季风环流增强的时段,4个磁化率低值段则代表了4次夏季风减弱的时期。     

大荔遗址磁信息的地质意义

完整的陕西大荔人遗址剖面由上部黄土—古土壤序列和下部砂土地层两部分组成。综合全剖面磁化率曲线对比和极性分析,以及和间隔遥远的古里雅冰芯氧同位素曲线的对比,得出上部黄土—古土壤序列由S0、L1、S1、L2、S2五层组成,下面的砂土层包含相当于L3、S3、L4、S4的地层(由上到下)。据此,再通过与黄土—古土壤磁化率年代曲线的对比,判定出大荔人头骨化石产出地层形成年代至少可以追溯到422ka前。以上结论得到了偏移事件(MonoLake事件,BLAKE事件和BiwaIII事件)的辅证。     

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...     

天山北麓黄土记录的30万年以来古气候演变

对天山北麓黄土分布特点与形成年代的研究,以及以此为载体应用各代用指标的古气候重建已经取得了不少进展。在前人工作的基础上,选取黄土—古土壤序列分明,底部S3古土壤发育的鹿角湾剖面为主要研究对象,结合天山北麓的其他多个典型黄土剖面,运用色度、粒度、常量地球化学元素含量和环境磁学参数等指标,探讨大约30万年以来的古气候演变。鹿角湾黄土实验结果显示,各古气候代用指标随剖面深度变化与黄土—古土壤更替大概一致,剖面上部（L2及其以上）与下部区别明显。粒度分布揭示黄土物源输入主要受控于两股不同风系,随黄土古土壤的更替两者的主次地位发生变化。环境磁学实验结果显示,剖面下部磁性弱,频率磁化率低,但古土壤层稳定单畴含量较高,反映湿润成壤环境下超顺磁亚铁磁性矿物溶解或转化为弱磁性矿物;剖面上部比剖面下部的磁性要强,磁性矿物粒度更粗;S0为磁性成壤增强模式,与其他黄土古土壤层不同。再结合其他典型剖面的记录,可以推断研究区30万年以来有干旱化的趋势,但S2发育阶段总体上可能比S3发育阶段略为湿润,这一阶段之后气候明显变干,S1发育阶段明显比S2与S3发育阶段干旱,干旱化趋势一直保持至全新世开始之前。     

最近13万年以来洛川黄土剖面中固定铵态氮的古气候意义

对13万年以来洛川黄土-古土壤序列中固定铵态氮进行了分析.末次间冰期S1古土壤中固定铵态氮含量最高,其次为冰后期S0古土壤,末次冰期形成的马兰黄土最低;而且,固定铵态氮的分布在马兰黄土中也能体现出三次小的低-高值的波动特征.洛川黄土13万年以来固定铵态氮的分布与磁化率和<2μm组分的分布相似.在此基础上,利用马兰黄土中粒度与固定铵态氮的相关关系,计算了S1古土壤中固定铵的分布,并与实测结果进行了对比,推测S1古土壤中固定铵态氮有轻微的损失,尽管如此,S1古土壤中固定铵态氮含量仍然高于黄土.鉴于黄土-古土壤序列中固定铵态氮的分布与粉尘粒度有密切的关系,能与气候变化较好地对应,它可视为反映黄土高原区东亚冬季风强-弱周期性变化较好的替代性指标.     

黄土高原西部白草塬剖面L1和S1记录的古地磁场特征

文章详细介绍了黄土高原西部白草塬剖面L₁和S₁的高精度岩石磁学和古地磁学结果,讨论了白草塬剖面记录古地磁场的特征,从古地磁学角度探讨白草塬剖面黄土沉积的连续性。白草塬剖面黄土沉积物中,磁铁矿和磁赤铁矿是主要的亚铁磁性矿物,粗粒的碎屑磁铁矿是其天然剩磁和特征剩磁的主要载体。白草塬剖面L₁和S₁没有记录任何地磁漂移。其中,L₁没有记录MonoLake或Laschamp地磁漂移的原因可归结于黄土沉积物堆积过程的不连续性和/或粗颗粒载磁矿物的重磁化,但前者是主要原因,而堆积过程的不连续性是导致S₁没有记录Blake地磁漂移的主要原因。因此,白草塬剖面的L₁和S₁分别存在约2000年和4000～6000年的沉积不连续。     

中新世风尘堆积的地球化学特征及其与上新世和第四纪风尘堆积的比较

文章对秦安中新世黄土-古土壤序列中黄土层样品的常量、微量和稀土元素地球化学特征进行研究,并与西峰第四纪黄土和晚中新世-上新世的风成三趾马红土样品进行对比。结果表明,不同时代的风尘堆积具有大致相似的元素配分模式,并与上地壳平均成分高度接近,表明它们的物质均来自很广阔的物源区,经过多次循环和远距离搬运,并在搬运过程中实现了多种矿物成分高度混合,是远源风尘物质的典型特征。秦安中新世黄土与西峰第四纪黄土相比,常量元素组配特征也有一些区别,主要表现为K,Fe,Mg的轻微富集、Na元素的轻微亏损及相对较高的烧失量,与中新世黄土较细的粒度和相对温湿的气候条件有关。与世界上一些物源较近较小的黄土相比,我国北方不同时代的风尘堆积均具有Cs相对富集、Zr和Hf相对亏损的特征,与粉尘远距离传输过程中的物质分异有关,是沙漠黄土的特点。     

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。     

西宁第四纪黄土-古土壤序列中的可溶盐、来源及环境意义

文章对西宁第四纪黄土-古土壤序列L9以来的黄土和古土壤层进行了土壤化学分析,揭示出剖面中含有大量的可溶盐。古土壤层中的可溶盐含量远高于黄土层,且二者所含可溶盐类型的相对比例存在明显差异。黄土层中Na2CO3和NaHCO3的相对比例较高,表现出更多的碱化特性,而古土壤中含有较多的NaCl和Na2SO4,表现出更多的盐化特性。从剖面所处的地貌-水文条件及土壤微形态特征来看,这些可溶盐主要来自大气降尘。研究揭示,约900ka以来,该区周边地区一直存在较多的干盐湖,是形成粉尘物质的重要源区之一,且间冰期粉尘比冰期粉尘可溶盐含量高得多。这些粉尘中含有较多的、包括对气候有影响的硫酸盐在内的可溶盐类。     

西宁地区新近纪风尘堆积的元素组成特征及物源指示意义

西宁地区的新近纪风尘堆积是研究青藏高原东北部古环境变化和地貌演化的良好对象。本文基于X射线荧光（XRF）光谱分析方法,对西宁地区的新近纪风尘堆积、第四纪黄土、河流沉积、湖泊沉积代表性样品中小于75μm组分的元素含量进行了对比研究。结果显示：1）在常量元素平均含量上,西宁地区的新近纪风尘堆积与第四纪黄土大体相似,与西宁地区的河流、湖泊沉积也大体相似。与上地壳（UCC）平均成分相比,各类沉积物样品的CaO、MgO、MnO、Zr、Nb含量较高,Na₂O、K₂O含量较低。2）与西宁第四纪黄土、河流沉积和湖泊沉积物相比,西宁新近纪风尘堆积具有较高的Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、MgO、TiO₂、Rb、Nb和较低的CaO、Sr、Zr。3）西宁地区的新近纪风尘堆积和第四纪黄土的Rb-Sr含量散点图可以拟合成一条直线,指示二者的母岩在物质成分方面可能具有相同的特征。然而河流、湖泊沉积的Rb-Sr含量散点图特别分散。西宁新近纪风尘堆积的Rb/Sr比值高于第四纪黄土的Rb/Sr比值,指示新近纪风尘堆积为较强风化成壤作用下的产物,支持以往新近纪风尘堆积在沉积前后经历了较强化学风化作用的研究结论。4）K₂O/Al₂O₃（分子比）-TiO₂/Al₂O₃（分子比）、K₂O/Al₂O₃（分子比）-Zr/Nb图解显示西宁地区的新近纪风尘堆积与第四纪黄土一致,但是它们与西宁地区的河流、湖泊沉积显著不同。上述特征表明西宁地区的新近纪风尘堆积和第四纪黄土可能具有相似的源区。在西风环流盛行时,位于上风向地带的柴达木盆地可能是西宁地区风尘堆积的主要源区。

     

川西高原甘孜黄土地层学

本文初步研究了甘孜黄土地层，实测了甘孜县城西南郊新市区和满地两剖面，它们分别厚２３．７ｍ和２６．０ｍ。根据岩性、磁性地层特征、磁化率、ＣａＣＯ３质量分数测定和热释光测年结果，甘孜黄土可划分为冰后期Ｓ０复合古土壤，末次冰期Ｌ１复合黄土和末次间冰期Ｓ１复合古土壤等３个地层单位。布莱克反向极性亚时记录于底部Ｓ１ＬＬ１黄土中。甘孜黄土沉积始于晚更新世早期，大约为１２０ｋａＢＰ。甘孜黄土的磁化率变化反映了最近１２０ｋａ来的高原季风演化和气候环境变迁，６个磁化率高值段指示了６个夏季风环流增强的时段，６个磁化率低值段则     

汉江上游黄土记录的MIS 3晚期气候变化特征 *

MIS 3时期是末次冰期中气候相对温湿的特殊时段,在汉江流域黄土研究中鲜有对这一时期气候变化记录的报道。对汉江上游郧西段庹家湾（TJW）剖面（厚约8m）的野外特征、磁化率、粒度和色度进行了分析,用OSL方法进行了断代。结果表明：1）马兰黄土L₁中深度228~260cm和294~370cm呈暗红棕色、粘土-粉砂质地、比较紧实坚硬的特征,其磁化率、 < 5μm粘粒含量和红度a^*值明显偏高,而>50μm粗颗粒含量、亮度L^*和黄度b^*值偏低,属于有明显成壤特征的弱古土壤（L_1-2-S1和L_1-2-S2）。2）OSL测年显示L_1-2-S1和L_1-2-S2这两层弱古土壤形成时间介于28.5~21.0ka B.P.,暗示汉江地区这一时期发生两次气候较温湿事件,且有明显冷暖波动;其中弱古土壤L_1-2-S2的形成时间（27.26±1.44ka）与MIS 3晚期阶段大致相当,说明MIS 3晚期气候较温湿变化在汉江流域亦有表现;且成壤强度变化特征指示其气候温湿程度弱于中全新世大暖期。3）TJW剖面弱古土壤L_1-2-S2记录的MIS 3晚期气候较温湿事件是该区域对全球气候变化的具体响应。对比研究发现,不同地区黄土剖面均记录了MIS 3时期气候发生增温增湿变化特征,其温湿程度均弱于全新世时期,但不同剖面记录的气候变化幅度及冷暖变化阶段存在明显差异。TJW剖面记录的MIS 3时期气候较温湿事件主要发生在其晚期阶段。

     

黄土高原西部地区黄土地层有机质主要来源分析

黄土有机质的主要来源是决定其稳定碳同位素(δ 13 Corg.)能否应用于重建过去C3/C4相对丰度变化及相应的古气候变化的关键基础科学问题。如若黄土地层当中的有机质主要由粉尘携带而来, 而非当地植被, 显然其δ 13 Corg. 不是一个局地植被过去C3/C4相对丰度变化及古气候变化的良好指示器。本文对黄土高原西部地区(六盘山以西)新获得和已发表的相关数据进行综合分析, 尝试对该地区黄土有机质的主要来源进行定量的分析。结果表明, 总体而言, 该地区黄土地层有机质主要来源于当地植被, 由粉尘携带而来的有机质贡献量不超过8 %, 所造成的有机碳同位素变化幅度不超过1.7 ‰ 。这些结果说明该地区的黄土地层有机质δ 13 Corg. 是可以用来重建过去C3/C4植物相对丰度及相应的古气候变化的。为了更精确的重建, 后续的工作应当更多考虑粉尘搬运过程当中的有机质输入以及粉尘沉积之后的微生物活动的可能潜在影响。     

川西高原理县黄土磁学特征及其影响因素

川西高原河谷阶地和断陷盆地广泛分布厚层风成黄土-古土壤序列,目前对其磁学性质变化机制及古气候意义研究还很薄弱。文章对该区理县黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学研究,确定了其磁性矿物种类、含量和颗粒大小的特征及其变化规律。通过结合粒度、色度与地球化学参数,进一步探讨了理县黄土-古土壤磁性的主控因素。结果表明:1)理县剖面同时含有强磁性矿物(为磁铁矿和磁赤铁矿)以及弱磁性矿物(为赤铁矿和针铁矿);2)相对黄土层,古土壤层含有更高比例的亚铁磁性矿物;3)成土过程中生成的大量细小强磁性矿物颗粒,是古土壤层S1磁化率增加的主导因素,该模式与黄土高原相似;4)结合色度以及磁学性质,可以较为明确地区分成壤强度;(5)理县黄土剖面物源复杂,磁学特征受到沉积物来源、后期流水和气候的共同作用,利用单一磁学性质(比如磁化率)进行古气候研究会造成多解性。     

青藏高原东北缘黄土的地球化学特征及其对物源和风化强度的指示意义

位于青藏高原东北缘的陇西黄土高原地处我国东亚季风、西南季风、西风环流及高原季风等多个大气环流的交汇部位,同时处在沙漠-黄土的边界带上,环境对气候变化的反应非常敏感。广泛分布于该区的风尘堆积是研究我国干旱、半干旱区古气候演化及高原隆升环境效应的理想材料。本文对陇西黄土高原的甘肃会宁黄土进行常、微量元素测试分析,并与陇东黄土高原黄土的地球化学特征进行了对比。结果表明,陇西和陇东黄土的地球化学组成相似,与上部陆壳（UCC）平均化学成分也基本一致,说明两者都是复杂的源岩风化物质经过高度混合堆积而成。陇西与陇东黄土的地球化特征在总体一致的基础上也存在着明显不同,反映了两者沉积后化学风化和物源的差异。与陇东黄土相比,陇西黄土具有较高的CaO、MgO、Na₂O和较低的Fe₂O₃含量,说明陇西黄土的化学风化强度相对较低;CIA值也显示,陇西黄土处于初等化学风化阶段,而陇东黄土则处于中等化学风化阶段;在化学性质相对稳定的元素中,陇西黄土与陇东黄土相比具有较高的SiO₂/Al₂O₃、SiO₂/TiO₂、TiO₂/Al₂O₃、U/Pb、Zr、Hf值和较低的Ta、Y、Rb/Sr、Ba/Sr、Ce/Yb、Eu/Yb、LREE/HREE值,反映了两者物源上的差异。受特殊地理位置的影响,我国北方戈壁荒漠、青藏高原的冰川及冰缘沉积以及邻近的第四纪松散沉积物都有可能成为陇西黄土的潜在物源。进一步研究显示,会宁黄土的地球化学特征在大约300ka B.P.前后发生了明显变化,结合以前磁组构、石英颗粒表面形态的分析结果,进一步证明青藏高原东北缘的风尘物源在该时期可能发生过比较大的变化,300ka B.P.以后高原的冰川及冰缘沉积对该区风尘物源的贡献明显增加,而青藏高原在此时期的快速隆升导致的高原季风加强可能是形成风尘物源变化的主要原因。