长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

石英释光信号作为粉尘物源示踪手段的再研究

石英释光灵敏度近年来已经在沉积物源区识别上展现出一定的应用潜力。为进一步认识可能影响石英释光灵敏度的因素,更加客观地评价其在物源示踪研究中的适用性,本文对中国北方东西部沙漠石英恒源光释光信号和线性调制光释光信号进行了组分分解,比较了东西部沙漠石英光释光组分的异同,并研究了不同组分信号对辐照-曝光以及快、中组分信号灵敏度对加热的响应。结果表明东西部沙漠的恒源光释光快、中组分衰减速率类似,但东部沙漠的快组分比例更高。东部沙漠线性调制光释光快、中组分峰值出现时间分别早于、晚于西部沙漠。辐照-曝光循环能够敏化东西部沙漠石英光释光快、中、慢3个组分。在加热敏化程度方面,西部沙漠快组分敏化要强于东部沙漠,而二者中组分具有类似的响应。根据光释光快组分在600~700℃的加热敏化特性可以将西部沙漠分为两组: 一为塔克拉玛干、库姆塔格、巴丹吉林沙漠; 二为古尔班通古特、腾格里、毛乌素沙漠,第二组与东部沙漠类似。     

长江流域悬浮物磁性特征及其物源指示意义

通过分析长江干流及主要支流表层悬浮物的环境磁学参数特征(类型、含量及粒度)及其空间变化,探讨环境磁学对河流物源示踪的意义。结果表明,长江悬浮物磁性矿物特征以磁铁矿为主,含有少量赤铁矿及针铁矿。上游不完整反铁磁性矿物含量高于中下游,反映四川盆地广泛分布的紫红色砂页岩的影响。受攀枝花钒钛磁铁矿影响,干流磁性矿物含量上游高于中下游,表现为在攀枝花处迅速增加,向下游逐渐降低并在经过三峡后显著降低,说明三峡大坝对上游磁性矿物有明显的拦截作用。支流中雅砻江、汉江及湘江较高的磁性矿物含量分别受控于流域出露的源岩及工农业等人为影响。长江悬浮物χfd %大于5 % ,表明样品中含有超顺磁颗粒。受流域地势及气候影响,磁性颗粒的粒径从上游至下游逐渐变细。长江悬浮物磁性特征能够在一定程度上反映物源特征,但长江地质条件复杂,气候类型空间变异大,且流域人为影响较大(三峡大坝等),使得利用磁性矿物特征示踪物源受到限制。     

长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

光释光年代学对腾格里沙漠化机制及风沙物源的指示

腾格里沙漠地处东亚夏季风现代影响区的西北边缘,长期以来被认为是东亚沙尘暴多发中心之一。近年来的研究较明确地支持腾格里沙漠晚更新世以来的沉积环境发生了巨大变化,但该区沙漠化的机制仍需进一步研究。文章基于石英矿物的光释光测年技术,研究了腾格里沙漠南部腹地系列剖面的沉积年代,结合已有研究结果,重建了该区风沙堆积历史,获得如下认识：1）腾格里沙漠末次冰盛期以来的风沙堆积主要集中在16~10 ka及约1.5 ka以来两个时段;2）腾格里地区16~10 ka的风沙堆积发生在区域由干变湿的时段,而7.3 ka、5.1 ka和3.8~3.3 ka的风沙堆积发生于区域湿度较高背景下的干旱时段。由于这些时段的气候环境有利于风沙的堆积与固定而不利于风沙的产生,因而推断16.0~3.3 ka时段腾格里地区的风沙主要来自上风向地区的输入;3）腾格里大面积地区的沙丘/沙山堆积于最近0.37 ka以来降水较少的时段,略晚于区域高强度的人类工程活动,表明现今可见的沙丘/沙山地貌景观的形成是人类高强度工程活动触发、就地起沙的结果。

     

长江流域沉积物黏土矿物组合特征及物源指示意义

通过X射线衍射方法系统分析了长江流域(干流和主要支流)表层沉积物(及部分表土)的黏土矿物,结果显示:长江流域黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成,伊利石含量最高,蒙脱石含量最低;长江干流上、中、下游黏土矿物含量基本一致,支流表现出明显区别,与流域不同的源岩类型和风化强度相对应.长江干流伊利石结晶度和化学指数...     

南京周家山下蜀黄土石英颗粒特征及其物源意义

下蜀黄土的成因和物源一直是学术界研究的热点。对南京周家山下蜀黄土的石英粒度和石英表面微结构进行分析,结果显示:粉砂粒级石英颗粒（5~50 μm）占绝对优势;<20 μm组分平均含量为42.76%,<30 μm组分平均含量为62.98%;粒度分布曲线和累积曲线总体具有颗粒偏细,呈正偏态,分选较差,峰形尖锐,双峰曲线不对称的特征;粒级-标准偏差曲线呈“双峰”分布,两个明显的标准偏差峰值分别出现在7.962 1 μm和39.905 2 μm。石英颗粒表面形态主要以次棱角状为主;表面机械结构具有丰富的蝶形坑、曲脊、贝壳状断口,部分表面出现平行节理面、V形坑;不同粒级组分表面形态和机械结构特征存在差异。分析表明,南京周家山下蜀黄土属典型风成成因堆积物,是多源区物质高度混合搬运堆积的结果。     

湛江湾海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

通过对湛江湾近海海域表层沉积物样品粒度和稀土元素(RE E)测试分析,系统地研究海域沉积物稀土元素地球化学特征并探讨其物质来源.结果表明,研究区沉积物的稀土元素含量变化较大,平均值为163.23μg/g,湾外的REE含量(168.61μg/g)高于湾内的REE含量(142.17μg/g);不同类型沉积物的稀土元素含量存...     

长江三角洲地区晚新生代沉积物岩石磁学特征及其物源指示意义

对长江三角洲地区7个晚新生代钻孔沉积物的岩石地层和磁化率特征进行详细对比,并进一步选择浦东机场孔（PD孔）进行了详细的岩石磁学测试,讨论了该地区的晚新生代沉积物物源的演变。结果显示沉积物磁性的4次显著变化：  1）各钻孔上新世磁性强弱差异明显;   2）早更新世早期本区普遍表现出弱磁性;   3）从早更新世中晚期至全新世,磁性强度一般随粒度粗细变化波动,即砂质沉积磁性强,泥质沉积磁性弱;   4）晚更新世晚期以来,细颗粒沉积物的磁性较明显增强。磁性参数分析显示上新世和早更新世早期磁性矿物晶体颗粒较细,早更新世中晚期-晚更新世以粗晶粒磁性矿物为主,全新世细晶粒磁铁矿再次占主导。我们认为上述磁性变化反映构造沉降控制下现代长江三角洲地区物源区的不断扩大。     

湘西岩溶区风化壳的物源:石英粒度分布特征的指示

对湘西岩溶区呈镶嵌景观展布的4条风化剖面中石英粒度分布特征的进行对比研究,发现区域上碳酸盐岩风化成土作用具有极大可能性.基岩为灰岩的两条风化剖面(WC1和WC2)的频率分布曲线呈单峰窄峰态,众数值分别为4.9(φ)和4(φ);两条碎屑岩风化剖面(WC3和DBK)的频率分布曲线呈单峰宽峰态,众数值分别约为5.1(φ)和6(φ).而且各剖面基岩与上覆风化壳的石英粒度频率分布曲线呈现良好的对应关系.石英粒度的标准差、偏度、尖度等参数也显示,各剖面样品基本上分布于不同的区域.研究结果还表明:(1)母岩风化过程中,石英粒度分布特征是完全可以继承的;(2)剖面WC1和WC2为碳酸盐岩风化壳.说明在湘西岩溶区,在有利的地貌单元,碳酸盐岩是完全可以风化成土的;(3)不同风化剖面的石英粒度分布特征不同,说明在区域上,风化壳不具有共同的物源,下伏基岩是其上覆风化壳的成土母岩;(4)石英粒度分布特征是用于岩溶区风化壳物源示踪的良好指标.     

台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义

台湾山溪性小河流每年向边缘海输入巨量沉积物,对东海陆架的沉积过程产生了显著的影响。本文分析台湾两条典型河流(兰阳溪和浊水溪)沉积物的全粒级碎屑重矿物组成,共鉴定出20种重矿物,但重量百分含量较低,为0.004%~0.116%。兰阳溪的主要重矿物组合为:锆石-菱镁矿-赤褐铁矿-锐钛矿-黄铁矿,浊水溪为:锆石-石榴石-赤褐铁矿-钛铁矿-锐钛矿-白钛石。研究流域的碎屑重矿物组成存在明显的沿程不均一性,指示出多数沉积物主要受到近源影响,从上游至下游重矿物组成的继承性较差。因此,基岩性质是河流碎屑重矿物组成的主要控制因素:兰阳溪和浊水溪的下游地区主要受各自流域内第四纪碎屑沉积物的贡献,上游地区则主要受到中央山脉庐山组的贡献。基岩控制起主导作用也使得重矿物指数如ATi、GZi和ZTR等难以恰当地应用于台湾山溪性小河流中。并且,大陆东部典型入海河流的重矿物组成与台湾河流存在明显区别:大陆入海河流中主要重矿物为磁铁矿和绿帘石;与之不同的是,兰阳溪河口富集锆石、菱镁矿和黄铁矿,浊水溪河口富集锆石和石榴石。这种差异主要反映了流域内基岩性质的不同。     

冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义

对冲绳海槽南部陆架、陆坡和海槽 33个表层沉积物进行了元素地球化学分析,结果表明研究区沉积物的主要化学组成为SiO₂ 、Al₂ O₃ 和CaO,这三种组分占沉积物总量的 6 8%左右。多数元素在陆架和陆坡的变化范围较大,在海槽区相对稳定。向海槽方向随沉积物粒径变细,SiO₂ 和CaO减少、Al₂ O₃ 和其它多数元素含量增加。常量元素和Al₂ O₃ 的比值分布特征表明,本区沉积物由物源区经由陆架向海槽输送,沉积物主要由陆源碎屑沉积组成,此外还有生物碎屑沉积和自生沉积。陆架区部分微量元素富集因子 (EF)与长江和黄河沉积物的富集因子对比结果表明,本区的沉积物与长江沉积物的关系更为密切。陆坡区Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Cr的富集因子较高是由于生物的富集作用造成的,Mn的富集主要是自生沉积的结果。用R型因子分析方法对沉积物的化学组成进行了分析,结合元素的分布特征,给出了四个主因子所对应的沉积环境和特征元素组合,分别为 1)陆架型的元素组合 :SiO₂ 、TiO₂ 、Zr、CaO和Sr,2 )陆坡型的元素组合Fe₂ O₃ 、MgO和P₂ O₅,3)海槽型的元素组合 :Al₂ O₃ 、K₂ O、Cu、Zn、Co、Ni、Cr和Ba,4 )反映沉积环境氧化-还原属性的元素组合 :MnO和FeO。     

Quartz luminescence sensitivity variation in the Chinese loess deposits: the potential role of wildfires

The sensitivity of optically stimulated luminescence (OSL) of quartz grains has been applied to trace the provenances of sediments in various environments. Here, we studied the OSL sensitivity of quartz grains in four sections (Jingyuan, Huanxian, Xifeng and Luochuan) along a west–east transect on the Chinese Loess Plateau (CLP). The quartz OSL sensitivity in the palaeosol units is higher overall than that in the loess units, and it shows an increasing trend from the west CLP to the east CLP. In palaeosol units, it increases by a factor of ~20 along the west–east transect; while in loess units it increases by a smaller degree of 3–5. The change of provenances and the change of distances between the provenances and the loess sections cannot fully account for the large degree of sensitivity variation between the loess and palaeosol units in the central and eastern CLP. We propose that wildfires may have played an important role in enhancing the quartz OSL sensitivity in the palaeosol units in the central and eastern CLP. Quartz OSL sensitivity has the potential to be used as a proxy for palaeowildfires.     

渤海西部表层沉积物的稀土元素分布特征与物源约束

对渤海西部44个表层沉积物样品进行电感耦合等离子体质谱法测试,分析了稀土元素(REE)含量,探讨了渤海西部稀土元素分布特征及其物源约束。结果表明,渤海西部表层沉积物的稀土配分模式与中国黄土的接近,表明研究区沉积物主要来自于周边大陆。渤海西部表层沉积物稀土元素富集与粒度效应研究表明,∑REE与Mg、Ti、Co、Cr、Li和细粒沉积物呈明显正相关,而与砂质沉积物呈显著负相关,与Zr无明显正或负的相关性。渤海西部表层沉积物稀土元素参数特征值离散图和Q-型聚类分析结果,可将研究海域沉积物划分为3个不同的地球化学分区,研究区中部和西北部海域为∑REE高值区,其物质主要来源于海河和黄河;研究区南部、东南部沉积物主要来源于黄河物质输入;研究区东北部滦河口外沉积物主要来源于滦河物质。     

西藏札达盆地沉积物的石英砂表面特征及其环境意义

在扫描电镜下对札达盆地香孜组、古格组和托林组地层中的石英砂表面结构特征进行观察,三个组中石英颗粒外形磨圆度均不好,以棱角和次棱角状为主,结合区域地质认为,盆地的沉积物源距离盆地沉降区很近,为盆地周围的山地.其中香孜组的上部和中部冰川砂粒表面特征明显,认为是水体较浅冰缘区河湖相沉积环境;香孜组下部为湖泊水体较深的冰缘区河湖相沉积环境.古格组石英砂颗粒表面具有溶蚀坑和沟,属于低化学能的湖相沉积.托林组则表现出河流相沉积的特点.     

石英晶格中微量元素组成对成岩成矿作用的示踪意义

相对其它造岩矿物,石英因其成分和结构具有特殊的稳定性,在地质演化过程中“携带”有更多的成岩成矿信息。 由于不同地质环境下石英晶格中微量元素的地球化学行为具有明显差异,造成岩浆-热液演化不同阶段以及不同地质背景 下形成的石英结构及其晶格中微量元素种类、含量显著不同。因此,利用阴极发光和微区原位测试技术对石英的结构以及 晶格中微量元素分布特征的研究,总结影响微量元素通过类质同象形式进入石英晶格的因素,找出特定环境下灵敏度高的 元素或元素组合,可以对不同来源的石英进行源区示踪,并可获取成岩成矿中有用的地质-地球化学信息。此外,石英晶 格中的Al,Ti含量与石英形成温度之间的线性关系可作为地质温度计而广泛应用。     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

南黄海沉积物磁性特征及其对物源变化的指示 ——以南黄海中部泥质区YSC-10孔为例

南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用.基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化.根据YSC?10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B...