磁山地区黄土-古土壤微形态特征及其古气候意义

为了探究磁山地区历史时期的古气候特点,本研究以河北省武安市磁山文化遗址区的黄土-古土壤为研究对象,该地区分布的黄土主要为晚更新世的马兰黄土和次生黄土,利用土壤切片图像处理分析系统和image-pro plus 6.0等软件对图像进行处理和分析,主要从微结构、孔隙特征及矿物成分这3个方面分析黄土和古土壤的微形态特征,并研究该地区黄土及古土壤的粒度和磁化率特征。得出结论如下：1）磁山地区的马兰黄土主要是粒状结构,孔隙度低,矿物以石英和长石为主;次生黄土主要有镶嵌微结构,还有典型的"斑状"微结构,孔隙度比马兰黄土小,粗颗粒仍然主要为石英、长石。2）马兰黄土中古土壤的粗颗粒主要为石英,孔隙壁沉淀较多方解石,存在发育良好的淀积粘粒胶膜,反映当时该地区气候温暖湿润,古土壤形成后,马兰黄土中的微形态特征、磁化率和粒度特征显示气候逐渐变得干冷,且冬季风强;次生黄土的微形态特点及磁化率特征,反映出次生黄土形成的后期比前期相对湿润。3）根据微形态和磁化率特征可知：磁山地区在晚更新世中期,气候从温湿逐渐变为干冷,晚更新世晚期则从干冷向相对温湿发展。     

陕南丹凤茶房村黄土-古土壤剖面色度参数特征

以丹凤县茶房村黄土-古土壤剖面为对象, 研究了该区黄土色度参数的变化规律及其主控因素。结果表明, L*(亮度)在黄土层中出现峰值, a*(红度)、a*/b*(红度/黄度)在古土壤层出现峰值, 色度参数的峰谷变化特征与该区黄土-古土壤地层旋回相吻合。L*(亮度)的变化与有机质含量密切相关;a*(红度)、a*/b*(红度/黄度)的变化则受控于铁氧化物的种类和含量。尽管三者的受控因素不同, 但都与风化成壤强度密切相关, 且与磁化率形成良好的对比, 可作为良好的气候代用指标, 间接地反映该区气候和成壤环境的变化规律。     

东北平原东部天恒山钻孔色度变化特征与古气候意义及对松嫩古湖演化的指示

东北平原东部荒山(HS)剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,针对该剖面的色度研究未见报道.在该剖面北约50 m处进行钻探,通过该钻孔——天恒山(THS)钻孔对该区哈尔滨组黄土-古土壤地层开展了高分辨率的色度研究,与烧失量进行了相关性分析,并与磁化率、粒度曲线对比.结果显示,亮度(L*)主要受控于有机质含量.黄度(b*)在整个黄土-古土壤地层中变化特征明显,与磁化率曲线旋回的相似性较好,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切,同时还受控于有机质含量.由于红度(a*)和b*具有一定的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相近的气候因子.a*可能并不能很好地作为该区气候代用指标.L*、b*、a*/b*可以作为较高纬度东北平原东部黄土地层良好的气候代用指标,并结合磁化率、粒度指标共同反映了该地区中—晚更新世以来的古气候变化过程,能较好重建该地区古气候环境的演化历史.经分析,以天恒山(THS)钻孔28.3 m为界,a*和b*发生明显变化,反映了沉积环境的显著改变,可能指示松嫩古湖于476 ka消亡.     

新疆尼勒克黄土岩石磁学特征及变化机制研究

新疆黄土与黄土高原黄土相比,无论在物源还是后期成土环境方面都存在较大差异,因此二者的磁学特征有所不同。本文选取伊犁尼勒克地区的一个黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学及粒度研究。实验结果表明尼勒克剖面中磁性矿物具有以下特征：1）以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,并含有一定量的反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿;2）各黄土层成壤作用弱,磁性矿物以原始输入的粗颗粒MD和PSD为主。PS1古土壤层成壤作用强,以细颗粒SD为主。弱发育古土壤层PS0既包含SD颗粒,又有粗颗粒。各地层均不含SP颗粒;3）PS1古土壤层原始含铁矿物输入量略低于黄土高原地区,其他各地层均高于黄土高原地区,但受成土作用及其他因素影响,剖面中亚铁磁性矿物含量远低于黄土高原黄土-古土壤层。PS1古土壤层成壤作用强,在新疆地区较为少见,但其磁化率却低于各黄土层,说明尼勒克黄土-古土壤磁化率变化机制与黄土高原地区不同。古土壤层原始输入含铁矿物的量较黄土层低,但原始含铁矿物只是影响剖面磁化率变化的原因之一。PS1古土壤层在沉积后期受到间歇性水流作用,成土成因的强磁性SP磁铁矿/磁赤铁矿颗粒遭受破坏并转化为赤铁矿,导致PS1古土壤层磁化率的急剧降低,并使该层赤铁矿的相对含量增加。     

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。     

甘肃天水全新世黄土-古土壤序列化学风化特征及其古气候意义

对甘肃天水地区师家崖典型黄土-古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO₂、Fe₂O₃、K₂O和Al₂O₃含量变化趋势基本一致,均在古土壤层（S_0上和S_0下）中较高,黄土层（L₀、L₁和L_t）中较低;而氧化物CaO和Na₂O变化呈相反趋势;根据钙镁比（Ca/Mg）、钾钠比（K/Na）、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数（CIA）等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义。     

黄土沉积中红光/反射光亮度值变化及古气候意义

第四纪黄上沉积的一个最直观的野外现象是黄色的黄土层与红色的古土壤层相间排列,在我国黄土高原,完整的黄土沉积具数十层古土壤。大量研究表明,黄土层堆积于干冷的冰期,古土壤则堆积于温湿的间冰期。冰期一间冰期旋回过程中,大气温度可随之作大幅度的波动。     

大别山北麓黄土地球化学特征及其古气候意义

通过对大别山北麓GS剖面系统的氧化物地球化学的测试及综合分析,讨论该地区中更新世以来GS剖面的氧化物地球化学分布特征及其所记录的古气候变迁规律.综合分析表明:大别山北麓富含硅、铝、铁,三者之和高达85%,该区中更新世以来以湿热气候为主;氧化物地球化学分布特征和变化规律可推断该地区中更新世以来经历了8次暖湿期与8次干凉期的交替过程;氧化物比值分析验证该地区经历多次干冷-温湿大幅度的波动,同时伴随着成壤程度、淋溶和化学风化强弱多次旋回.     

松嫩平原南缘现代沉积物磁化率、粒度、色度特征及古气候环境意义

深入了解松嫩平原第四纪古气候演化过程,对本区黑土退化的气候影响因素研究有重要理论意义。选择松嫩平原南缘大黑山地垒长春—四平段郭家（GJ）、湾沟（WG）、平安屯（PA）、腰分水岭旁（YP）、西地（XD）、胡家甸（H）、肖家（XJ）7个现代沉积剖面进行磁化率、粒度和色度分析。结果显示：各剖面沉积物磁化率多表现为干燥时期较大、湿润时期较小、寒冷阶段较大、温暖适宜阶段较小的特点。颜色对磁化率影响较大,不同颜色砂或砂质黏土的磁化率从大到小依次为红褐色→浅黄色或灰绿色→灰黑色。碳酸盐岩或灰岩物源的存在,使沉积物色度和磁化率之间的关系相对复杂。磁化率会随沉积物粒度增大而增大,冻融风化和降雨增多导致沉积物粒度增大,使磁化率升高;但温暖适宜时期,磁化率受物源供给量的减小而减小。磁化率、粒度和色度三指标综合反映出研究区早更新世寒冷干燥→中更新世冷湿—暖湿—冷湿→晚更新世寒冷较湿润的古气候环境演化过程。     

南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系

宁镇地区的下蜀黄土记录了古气候变化的丰富信息，作为中国北方风尘堆积的南部边缘相，下蜀黄土在全球环境变化研究中占有重要的地位。本文以10cm间距系统分析了老虎山剖面的Rb、Sr含量和频率磁化率。结果显示，磁化率和Rb含量可以较好地指示东亚冬季风强度变化；Rb/Sr比可以作为下蜀黄土化学风化强度的替代性指标；剖面的Rb/Sr比由下至上升高是南京地区12万年以来化学风化作用增强的结果。     

中更新世以来哈尔滨黄土有机碳同位素组成及其古气候意义

研究黄土-古土壤序列有机碳同位素组成与古植被和古气候的关系,对于重建第四纪环境变化过程有重要意义.然而,东北地区黄土有机碳同位素组成的研究尚未展开.本文对哈尔滨荒山岩芯开展了黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成和磁化率分析.结果表明,中更新世以来有机碳同位素组成在古土壤层和黄土层的均值分别为–24.8‰和–25.1‰,整体上古土壤层有机碳同位素组成较黄土层偏正,而S0和S2古土壤层相对偏负.利用端元法恢复过去C3/C4植物的相对丰度,揭示出中更新世以来研究区C3植物占绝对优势地位.通过与海面温度和深海氧同位素以及东北地区赤峰黄土的有机碳同位素进行耦合对比,发现荒山岩芯的有机碳同位素组成变化与温度呈正相关,表明温度是植物碳同位素组成变化的主控因素.然而在某些间冰期时期,比如S0、S2层以及S3古土壤层中部,降水可能成为主要因素.上述研究表明东北地区植物生长对气候响应具有复杂性.这些认识对于理解哈尔滨地区C3植物的生长因子具有重要的借鉴意义.     

Leachate Lithium Characteristics of Loess-paleosol Sequences on the Chinese Loess Plateau and their Paleoclimatic Significance

The geochemical components of the leachate from loess-paleosol deposits can provide information about climate-related post-depositional processes. For example, leachate lithium ([Li]leachate) is a potential paleoclimate proxy because lithium is a typical lithophile element that is readily adsorbed by clay minerals during weathering and pedogenesis, and thus stratigraphic variations in [Li]leachate can reflect these processes. We investigated the [Li]leachate values of two loess-paleosols profiles (the Luochuan and Weinan sections), on a north–south climatic gradient on the Chinese Loess Plateau. Independent paleoclimate information was provided by measurements of magnetic susceptibility, grain size, Rb/Sr ratios, and clay mineral content. During the last glacial-interglacial period, [Li]leachate increased from 0.39 to 1.97 μg/g at Luochuan and from 0.67 to 2.45 μg/g at Weinan, mainly due to increasing pedogenesis. Based on these results we developed a conceptual model to explain the variations in [Li]leachate. Li+ within loess layers is mainly derived from dust input and the decomposition of primary minerals, influenced by the East Asian winter monsoon, while in paleosol layers Li+ is mainly derived from clay mineral adsorption during pedogenic processes, influenced by the East Asian summer monsoon.     

湖北清江榨洞石笋中可溶硅的测定及其古气候意义研究

洞穴石笋蕴含着丰富的古气候信息，其正确解译有赖于各类古气候替代指标的开发，应用改进的硅钼兰分光光度法测定湖北清江榨洞石笋中痕量可溶硅，探讨其古气候指示意义。结果表明，石笋中可溶硅含量记录了岩溶地下水的硅酸组成，后进反映了气候控制下土壤的化学风化作用。因而，石笋可溶硅是一个潜在的古气候（特别是古湿度）替代指标。     

江西九江红土生物标志化合物的分布特征及其古气候环境意义

为了探求江西九江红土地层中所记录的古气候环境信息,论文在对江西九江红土剖面的野外地貌、岩性和相关沉积环境调查分析基础上,利用气相色谱-质谱联用仪对正构烷烃、一元正脂肪酸等生物标志化合物进行了研究,着重分析了正构烷烃和一元正脂肪酸的来源及其碳数分布特征。结果显示:江西九江红土剖面上部均质红土中正构烷烃的CPI、∑C_(21)~–/∑C_(22)~+及一元正脂肪酸的CPI_L值均大于其下部的网纹红土,且波动较为明显,表明网纹红土的形成气候比其上的均质红土形成时期气候暖湿,反映了中更新世中期(600～300kaBP)的极端暖湿期;正构烷烃的∑C_(21)~–/∑C_(22)~+、(C_(15)+C_(17)+C_(19))/(C_(27)+C_(29)+C_(31))、(C_(16)+C_(17)+C_(18))/(C_(29)+C_(31)+C_(33))、C_(17)/C_(31)在剖面上表现出一致的旋回性变化,反应了江西九江中更新世以来气候的冷暖旋回变化。结果表明红土地层中的生物标志化合物具有很好的古气候环境意义。     

青藏高原东部全新世泥炭灰分的粒度特征及其古气候意义

通过将红原泥炭地泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积物、湖泊沉积物、河流沉积物的粒度特征进行比较,发现泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积（如黄土、古土壤）相似,而与湖泊沉积以及河流沉积有较大差异。环境判别参数也显示泥炭灰分来源为风成的。据此,作者认为该地区泥炭沉积中的灰分物质是风成堆积,进而提出该地区泥炭灰分含量可以指示冬季风强度的变化。      

毛乌素沙地全新世地层粒度组成特征及古气候意义

分析结果显示,毛乌素沙地粒度自西北至东南逐渐变细、磁化率值逐渐变大。这一规律不仅表现在地表,而且在不同地点同一层位也有明显反映。说明了毛乌素沙地的形成过程与东亚季风联系密切。就所选剖面分析来看,本区在更新世晚期及全新世早期气候比较寒冷干燥,东亚冬季风影响较明显,此时为堆积成沙期,自北至南堆积的砂粒渐细,砂层渐薄;全新世中期气候温暖湿润,东亚夏季风影响显著,此时为较明显的成壤期,表现在自北至南普遍可见发育较好的黑垆土层,且南部的成壤作用比北部好,土壤的厚度也大;全新世晚期至今,气候向干冷的方向转化,但变化幅度远小于末次冰期     

西藏伦坡拉盆地渐新世——中新世之交黏土矿物特征及其古气候意义

为揭示伦坡拉盆地渐新世—中新世之交黏土矿物蕴含的古气候信息,探讨其与青藏高原隆升及全球气候响应过程的关系,利用X射线衍射和荧光光谱分析对蒋日阿错剖面的黏土矿物特征进行了深入研究。结果表明:区内泥质岩中黏土矿物以伊/蒙混层矿物为主,伊利石次之,仅含有少量绿泥石和蒙脱石。黏土矿物的垂向组合特征显示伊利石和绿泥石含量在剖面下部低、上部高,伊/蒙混层含量与之相反,伊/蒙混层和伊利石在剖面中部呈明显波动变化,蒙脱石只出现在剖面中下部,可能为区域火山喷发产物在碱性环境中蚀变而成。伊利石结晶度变化于0.24°~0.48°,平均值为0.41°,表明样品未发生明显成岩蚀变,主微量元素比值指示研究区物源位置未发生较大改变,因此研究剖面黏土矿物特征可以有效反映伦坡拉盆地古气候演化过程。根据自生黏土矿物的习性指出伦坡拉盆地在渐新世—中新世之交出现了一次明显的降温事件,并且这次降温在青藏高原内部及周缘地区普遍存在,但造成这次降温事件的根本原因仍值得进一步探讨。     

内蒙古大青山北麓黄土堆积的年代、粒度特征及古气候意义

通过对内蒙古大青山北麓大南窑子黄土剖面的野外观察、定年和粒度分析等研究,首次将该黄土剖面厘定为中更新世堆积,属于上部离石黄土,其层位大致与S2古土壤层相当。对粒度参数的计算和粒度成分的分析表明,该套黄土显示风成相为主,具有风水两相的特点,黏粒(<5μm)含量很高,平均含量54 32%,具有多层钙结黄土层,揭示出该套黄土形成于气候相对湿润,且以夏季风为主,风化成壤作用很强的环境中。此研究为该区中更新世气候研究和古气候年表的建立提供了时间标尺和基础资料。     

甘肃西峰赵家川黄土-红粘土剖面坡缕石分布及其古气候意义

自生坡缕石的形成可以指示着干旱、高蒸发量的环境。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射分析(XRD)对甘肃西峰赵家川红粘土剖面样品进行了系统研究。结果表明,坡缕石从2.04Ma开始广泛分布于整个红粘土剖面。坡缕石晶体在红粘土矿物碎屑中呈束状交织形态,其与周围矿物的接触关系说明是从古土壤溶液中直接结晶沉淀出来,因此是自生成因。赵家川剖面中坡缕石记录的信息与青藏高原隆升有着时代的耦合性,也与亚洲内陆干旱化有着密切的联系,佐证了青藏高原隆升对东亚季风的控制和风成堆积的重要控制,验证晚上新世黄土高原干旱化气候的开始,更新世干旱化进一步加剧。因此,坡缕石可以作为黄土高原干旱化气候的矿物学新指标。