巴丹吉林沙漠晚更新世沉积物矿物学特征及其指示意义

巴丹吉林沙漠是研究亚洲内陆干旱化等古环境问题的重要窗口。以沙漠东南缘巴润宝日陶勒盖剖面为研究对象,通过详细的薄片矿物学、X射线衍射半定量及粒度等方法指标,综合分析沉积物的结构成熟度和成分成熟度等矿物学特征,恢复该地区在晚更新世沉积环境变化。结果表明：（1） 66.8 ka之前沉积的矿物碎屑分选性好、磨圆较好,稳定矿物含量高;66.8 ka之后,矿物分选性差、磨圆差,稳定矿物含量均下降,粘土矿物增加。（2） 66.8 ka之前沉积物以中砂为主,66.8 ka之后以细砂为主。研究表明巴丹吉林沙漠东南缘66.8 ka前后存在一次沉积环境突变,由风沙沉积转变为湖相沉积,可能代表了一次典型的东亚夏季风增强事件,推测与低纬西太平洋温度升高相关。对于巴丹吉林沙漠东南缘沉积物矿物学的相关认知有助于理解沙漠中沉积环境的转换过程及其驱动因子,并为重建沙漠千年尺度的古环境与古气候演变提供数据参考。     

巴丹吉林沙漠东南缘末次冰期沉积物地球化学特征及气候指示意义

沙漠古气候重建对于了解区域古气候演变具有重要意义.通过以巴丹吉林沙漠东南缘巴润宝日陶勒盖(BRBG)剖面为研究对象,进行全样地球化学、分组分分粒级元素地球化学及Sr同位素分析,重建该地区末次冰期期间(66.8～41.0 ka)的气候演化模式.研究表明:66.8～41.0 ka呈现残留组分高Sr/Ca值、酸溶组分及残留组...     

福建斗湖表层沉积物的粒度特征及其环境意义

湖泊沉积物粒度组成及特征主要受沉积物沉积时的动力条件和搬运特征控制,从而可以记录湖面水文信息的变化。基于对东南沿海高海拔湖泊斗湖表层和流域范围表层沉积物样品粒度的测试,利用沉积物粒度多组分分析方法,分析了表层沉积物的组分特征,探讨了斗湖表层沉积物粒度变化的环境意义。结果显示,斗湖表层沉积物主要为黏土质粉砂,沉积形式主要以悬浮沉积为主。其次,粒度频率曲线呈多峰特征,利用多组分分析方法从湖泊样品中解析出5个组分,其粒径分别为0.64~0.74μm,2.2~4.0μm,10.5~16.4μm,61~110μm和265~436μm,而流域沉积物样品仅存在前4个组分。再次,通过与汇水盆地表层沉积物粒度特征的对比,推断出斗湖沉积物粒度特征主要受湖泊南北方向水动力变化控制,揭示出斗湖沉积物是重建东南沿海地区古环境演化的潜在载体。     

巴丹吉林沙漠湖泊及地下水化学特征

通过对巴丹吉林沙漠丘间湖泊和古日乃、雅布赖、阿拉善右旗等地及其周围浅层地下水离子化学成分分析,探讨了沙漠地区湖水与地下水化学成分特点、水化学类型、空间变化和湖水补给来源。结果显示,巴丹吉林沙漠湖泊水的pH、盐度、TDS和电导率均远远大于地下水。湖水样品中Na⁺和Cl^-含量占绝对优势,大多数盐度较高的湖泊属于Na(K)-Cl-(SO₄) 型,个别盐度较低的微咸湖属于Na-(Mg)-(Ca)-Cl-(SO₄)-(HCO₃) 型。地下水的化学类型多数为Na-(Ca)-(Mg)-Cl-(SO₄)-(HCO₃)型,属微咸水,个别为Na-Cl-SO4型的咸水。沙漠东南部湖群水的pH值、盐度、TDS和电导率比较低,呈微碱性,属微咸湖;而北部湖群水的pH、盐度、TDS和电导率远远大于东南部湖群,呈中等碱性,为盐水湖。湖水离子化学特征显示沙漠东南部湖群自南向北的演化趋势为：微咸湖→咸水湖→盐水湖。湖水离子化学成分短时间序列变化指示,近9 年宝日陶勒盖、巴丹东湖、巴丹西湖、诺尔图、呼和吉林湖水中的大多数离子的含量有所降低,表明其近9 年来淡水补给量增多。湖水化学成分与湖水位高度显示,巴丹吉林沙漠湖群湖水流向是由东南流向西北。水化学成分和水位分布高度表明,该区沙漠湖水主要来自当地降水补给和来自沙漠东南缘雅布赖山和南缘的黑山头山地降水的补给,而来自祁连山区来水补给的可能性很小。     

巴丹吉林沙漠地表风积砂粒度空间分布及其环境意义

通过对巴丹吉林沙漠平沙地及丘间地表层砂样的粒度分析,发现巴丹吉林沙漠表层砂平均中值粒径为0.45 mm,平均均值粒径为0.53 mm,是中国北方粒度最粗的沙漠之一。整体上,巴丹吉林沙漠表层砂粒径从北到南逐渐变细,在沙漠南缘的雅布赖山附近粒径略有回升。机械组成上,粗砂(0.5～2.0 mm)含量最高,平均为35%,整体变化趋势从北到南逐渐减少,南部略有回升。中砂(0.25～0.50 mm)和细砂(0.10～0.25 mm)为主要的风沙运动组分,其平均含量在50%以上,在沙漠内部变化趋势为从北到南逐渐增多。粒度频率分布曲线从北到南逐渐从多峰过渡到双峰,众数粒径逐渐减小。分析结果表明巴丹吉林沙漠表层砂主要为风成砂,主要沙源区为沙漠北部的湖泊沉积物区及其更北部的戈壁,同时沙漠北部残山丘陵、雅布赖山等也是沙漠砂的源区。     

对黄土磁化率、粒度年龄模型的检验(自检)

利用临夏塬堡剖面高分辨率的黄土记录,将研究剖面土壤地层界线,即剖面2.3m处的MIS1/2的分界线年龄11.5KaBP、剖面21.4m处的MIS3/4的分界线年龄59.8KaBP组成三种节点控制年龄模式,分界线年龄的获得依据南京葫芦洞石笋气候事件年龄确定,即模式1:0KaBP⁵9.8KaBP;模式2:0KaBP¹1.5KaBP和11.5KaBP⁵9.8KaBP;模式3:11.5KaBP⁵9.8KaBP。运用磁化率年龄模型和粒度年龄模型分别计算研究剖面各个层位的地层沉积时间,结合剖面岩性和气候阶段对相同层位的计算年龄对比分析后发现:磁化率年龄模型和粒度年龄模型均存在缺陷,但以模式2作为节点控制年龄时,即在冰期或间冰期内选取合适的节点控制年龄,利用磁化率年龄模型或粒度年龄模型高分辨率确定的地层沉积时间与地层实际的沉积时间较接近,且在冰期或间冰期内节点控制年龄越多确定的地层沉积时间越趋近实际沉积时间。     

末次间冰期以来渭河上游气候演化的黄土记录研究

对渭河上游樊家台剖面末次间冰期以来黄土地层的粒度与CaCO3进行综合分析表明,末次间冰期时,受夏季风影响较大,粒度较细,CaCO3有较强的淋溶与淀积,气候呈现较为暖湿的特点;末次冰期时,受冬季风影响较强,粒度较粗,CaCO3淋溶淀积微弱,气候较为干冷。间冰期早期（相当于深海氧同位5e阶段）由于夏季风较强,粉尘堆积较少,古土壤向下发育,并与下部土壤融合,导致粒度较5a、5c阶段粗;2阶段的早期,由于粉尘源区出现了高湖面,环境湿度大,造成此时段早期黄土粒度较晚期细;表现出区域气候的特点。     

库姆塔格沙漠粒度分布特征及环境意义

库姆塔格沙漠位于中国西北干旱区,被称为我国第六大沙漠。粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。对库姆塔格沙漠中北部、北缘、西部、中间及南部、东南缘5组20个沙样粒度分析结果表明：其粒度组成差异很大;粒度参数具有以下特征值：平均粒径Mz=1.55～2.92 Φ;标准偏差σ1=0.41～1.11;偏度SK1=-0.11～0.31;峰态KG=0.77～1.23。同时,粒度频率曲线呈单峰态和多峰态共存状态;大部分沙样的偏度近于对称。分析结果说明库姆塔格沙漠沉积物的沉积环境复杂多样,有风力沉积、河湖沉积、河流冲积(洪积)等。     

土壤颜色——一个可靠的气候变化代用指标

将研究剖面自上而下以2cm间隔采取的样品,烘干并研磨至小于45μm,此时,土壤的颜色将不再发生变化。将处理好的样品分别测土壤颜色指标亮度、红度和黄度,将测得的亮度、红度和黄度指标分MIS4、MIS3、MIS2和MIS14个阶段,通过与研究剖面的气候指标磁化率、粒度和CaCO_3在百年尺度、千年尺度上的对比分析,以及在万年尺度上与高纬格陵兰GRIP冰芯记录和反映全球冰量变化的SPECMAP曲线进行对比分析表明：土壤颜色指标作为气候变化的代用指标无论在百年尺度、千年尺度还是在万年尺度上均是可靠的,这种可靠性在末次冰期阶段表现得更为显著,这一结论是否适用于整个第四纪冰期间冰期旋回,尚需更多黄土剖面的研究事实来加以证明。     

青藏高原腹地湖泊沉积粒度特征及其古环境意义*

选择青藏高原腹地可可西里为研究区,通过对该区湖泊沉积物粒度参数的分析,并且与其他环境代用指标进行比较。探讨了中更新世以来可可西里地区的环境演变。结果表明：粒度参数的变化特征可以很好的指示湖泊水位的变化,能反映湖区气候的变化情况,而粒度参数所指示的湖泊水位波动及环境变化得到了其他环境代用指标很好的支持了。说明对沉积物粒度研究是恢复区域气候环境变化的一种有效途径。同时该区湖泊沉积物粒度参数的变化规律和深海氧同位素曲线在冰期-间冰期旋回尺度上有较好的一致性,但也出现不同的变化特征,说明本区既表现出全球一致的气候特征,但也受区域气候变化影响,这可能与青藏高原的抬升有一定关系,因此,本研究对研究区域气候与全球气候之间的关系有重要意义。     

青土湖沉积物粒度特征及其古环境意义

青土湖沉积物的粒度特征反映了青土湖降水、水动力搬运强度以及湖面水位高低的变化。利用石羊河古终端湖泊青土湖剖面沉积物的粒度资料，分析了粒度组成、粒度参数等粒度特征，并探讨了古终端湖泊的沉积环境。结果表明青土湖从11000aBP年以来大致经历了4次极端干旱时期和4次温暖时期。通过对青土湖沉积物粒度频率曲线的分析，讨论了湖泊的几种可能沉积作用，区分出了湖相沉积、风成沉积浅湖相沉积以及水流和风力作用混合沉积，从而揭示了沉积时的古环境特征。青土湖全新世以来的环境演变，具有连续和沉积速率大的特点，不仅可以作为古环境与古气候变化的自然记录，而且为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景。     

中国西北与华北地区末次冰期黄土气候记录的对比研究

选用末次冰期具有代表性的黄土高原西部区临夏塬堡黄土剖面和华北地区具有代表性的北京西山东斋堂黄土剖面,通过对这两个剖面岩性、质量磁化率、粒度中值的变化幅度、频率、量值和所反映的气候环境状况及产生这种气候状况的原因的对比分析发现:两个剖面均记录了末次冰期可与反映全球冰量变化的SPECMAP曲线对比的MIS2、MIS3和MIS4 3个阶段,尽管其反映的气候状况并不相同。如末次冰期西北和华北地区风力强度基本接近（粒度中值值基本接近）,华北地区气候更为温湿,土壤的成壤强度更高,降水量更大,而西北地区就弱很多。这可能与两个地区地处不同的气候带有关,即西北地区地处温带干旱、半干旱区,华北地区地处暖温带半湿润区,尽管两剖面同处中纬度,但西北地区的塬堡剖面深居内陆,四周多高山,来自海洋的湿润气流很少能够到达,降水量远比同纬度其他地区少的缘故。同时还表明:就磁化率指标和粒度指标而言,磁化率指标对区域气候环境变化的响应更敏感,更能准确记录反映区域的气候环境变化状况。     

浑善达克沙地沉积物粒度特征及其指示意义

沙漠/沙地中沉积物的粒度是物源及各种地表过程长期作用的结果。研究沉积物粒度特征对认识沙漠/沙地形成演变和防沙治沙具有重要意义。本文对浑善达克沙地不同类型沉积物进行了详细采样,对其进行粒度和端元分析。结果表明,浑善达克沙地风成沙受风力分选作用影响,平均粒径和分选系数沿盛行风向存在显著变化趋势。偏度和峰度的空间格局较为复杂,可能与局地物源、沉积环境和植被覆盖等因素有关。端元分析结果显示,风成沙含有6个端元（EM）,其中EM1与沙地西部湖相沉积露头有关;EM2来自松散的河湖相沉积物,在风力作用下呈现显著空间变化;EM3是风成沙的主要物质来源,与河流携带的碎屑物质有关;EM4可能来源于周围山体的冲洪积物;EM5和EM6粒度最粗,与间冰期河湖相沉积物中的粗粒组分相似。浑善达克沙地沉积物粒度特征表明,风成沙主要来自沙地附近不同时期的河湖相沉积物,远源贡献较少。沙地西部是风成沙的主要源区,在风力作用下较细组分的风成沙向沙地中东部运移,而沙地南缘和东缘河流也为其邻近区域贡献了沙源。本文研究说明,通过高密度采样并结合端元分析,沉积物粒度可解决地表过程复杂的沙漠地区风沙物源识别问题。     

青藏高原湖泊沉积研究及其进展

青藏高原湖泊沉积研究主要围绕青藏高原隆升和全球变化响应开展的。研究揭示了青藏高原隆升具有整体性、阶段性和后期加速性。中晚更新世以来和末次间冰期一冰期气候演化过程得到重建,并能够与冰芯和深海氧同位素记录对比;同时也存在MIS3阶段强烈暖湿和末次冰盛期冷湿等区域特征;新仙女木事件在湖泊沉积物也有明显记录。全新世研究表明青藏高原早期暖湿并经历冷事件,大暖期普遍出现高水位,后期气候向于冷化方向发展。湖泊沉积环境定量化重建也得到研究。青藏高原湖泊沉积应在高分辨率纹层沉积和环境指标定量分析基础理论方面加强研究。     

烟台芝罘黄土剖面末次间冰期沉积物色度特征及其古环境意义

以烟台市的芝罘岛风砂沉积剖面为研究对象,分析色度特征,并结合光释光测年探讨末次间冰期该地区的气候。结果表明：1）色度参数L^*均值为52.13,在整个剖面表现为黄土层L^*高于古土壤层,指示寒冷干燥的气候条件。a^*、b^*、C^*、h^*均值依次为11.18、25.03、27.43和0.421,其值均表现为古土壤层高于黄土层,指示温暖湿润的气候条件。2）各色度参数在剖面垂直方向上呈现峰谷交替的3个旋回,反映该地区末次间冰期的气候变化经历由夏季风占主导,气候暖湿,降水较多（MIS5e：118.5—124.9 ka）→夏季风势力减弱,冬季风增强,气温下降（MIS5d：105.2—118.5 ka）→夏季风影响明显,气候湿热（MIS5c：94.7—105.2 ka）→冬季风增强,气温下降（MIS5b：83.4—94.7 ka）→开始转向暖湿（MIS5a：70.18—83.4 ka）→再转向干冷（MIS4：62.85—70.18 ka）的冷暖震荡。     

巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物14C测年初步研究

沙漠湖泊沉积物是研究气候环境变化的珍贵材料,湖泊岩芯年代学研究是重建古气候和古环境的基础和前提,然而其年代的测定存在诸多困难,尤其是年轻湖泊沉积物测年一直是当前地质年代学研究的难题。~(14)C测年作为一种传统的测年方法已被广泛应用于各类湖泊年轻沉积物的年代测定。巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物能否利用~(14)C方法进行测年,其可靠性如何,需进行研究和验证。选择巴丹吉林沙漠腹地的两支岩芯(BR-1和YD-1),对其进行了~(14)C测年,并与已有的~(210)P_(buns)及其推算年代进行了对比。结果表明:1)沙漠湖泊中的植物残体来源存在较大的随机性,可能是原有的更老沉积层中的植物残体的再沉积,测年结果偏老约1000年。2)湖泊岩芯中有机沉积物样品的年代结果基本符合沉积规律,但受硬水效应的影响,其年代整体偏老400~900年。3)与~(210)P_(buns)年代对比,两种不同测年物质所测得的年代均存在不同程度的偏老现象,表明岩芯所在湖泊~(14)C年龄受多种因素影响,总体存在很大的不确定性。在测年材料极为稀缺的沙漠丘间湖区,利用岩芯中的植物残体、沉积物有机质进行~(14)C测年,可能受老沉积层中测年材料再沉积、湖水碳库效应等因素的影响,~(14)C年代存在诸多不确定性。因此,在对巴丹吉林沙漠丘间湖泊年轻沉积物测年研究过程中应谨慎运用。     

腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰期5e的主量元素特征及其记录的古气候

腾格里沙漠南缘地处中国西北沙漠与黄土交错带,也是东亚冬季风与夏季风交替控制的过渡地带,其对全球气候变化十分敏感,是研究古气候与古生态的理想地点。选择该区域一典型剖面即"土门剖面"(TMS)为代表,通过野外考察、采样和室内采用X-射线荧光光谱仪进行主量元素测试,探讨了以该剖面主元素氧化物为气候代用指标指示的腾格里沙漠沙漠南缘末次间冰期5e(MIS5e)的古气候变化。年代相当于MIS5e的土门剖面末次间冰期5e层段(TMS5e)由16层风成砂、11层湖积黄土和5层湖相构成,记录了14.5个风成砂与湖相或和湖积黄土构成的沉积旋回与元素旋回。分析结果显示,该层段8种主量元素的含量高低依次为:SiO₂ >Al₂O₃ >CaO >TOFE(FeO+Fe₂O₃) >K₂O >MgO >Na₂O >TiO₂,平均值依次为64.11%、11.31%、5.15%、4.08%、2.37%、2.26%、2.01%、0.41%。这些主量元素在TMS5e层段的垂直方向上呈两组镜像对称变化:一组为SiO₂,其含量在风成砂层位显峰态,而在湖相和湖积黄土层位显谷态;另一组为Al₂O₃、TOFE、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、TiO₂,它们在风成砂层位呈谷态,在湖相和湖积黄土层位显谷态。土门剖面TMS5e层段的主元素氧化物指示的MIS5e腾格里沙漠南缘的气候是不稳定的,经历了14.5次暖湿与冷干交替的气候波动,且可划分为TMS5e5(139~129.30 ka BP)、TMS5e4(129.30~124 ka BP)、TMS5e3(124~119.50 ka BP)、TMS5e2(119.5~116.5 ka BP)和TMS5e1(116.5~113.70 ka BP)等5个亚段,其在时代上与末次间冰期5eGRIP冰芯δ¹⁸O记录的5个阶段具有遥相关关系。该研究深化了对我国西北季风边缘区MIS5e古气候状况的了解,也为国际上仍有争议的"MIS5e气候是不稳定"的理论观点提供了有力的地质证据。     

岭南东江流域一级阶地网纹红土的时代及其粒度特征

岭南东江流域临江剖面含一套总厚约4.35 m的弱网纹红土和强网纹红土,其顶部年龄为71.40±6.60 TL kaB.P.,近底部50 cm年龄为99.10±5.90 OSL kaB.P..粒度结果显示,弱网纹红土和强网纹红土都为粉砂质粘土,但前者颗粒比后者要粗,前者含较多的砂(>50 μm),在粒度频率分布上呈显著双峰态;后者含较多粉砂和粘土,呈近似单峰态.以粘土或胶体粘土含量反映的强、弱网纹红土的风化程度与深海Specmap和Sulu sea氧同位素曲线指示的末次间冰期-末次冰期早期的全球冰量和西太平洋海面温度变化的趋势均颇为相似.这些证据表明,临江剖面网纹红土的形成时代应属晚更新世,即末次间冰期至末次冰期早期.     

福建平潭青峰老红砂中季风组分以及形成期研究

先前研究认为老红砂是末次冰期沿海风沙沉积,近期发现老红砂形成于末次间冰期。在福建平潭青峰典型老红砂分布区采集114个老红砂样品,130冬季风沙样品,60个夏季风沙样品做粒度测量和光释光测年。粒度测量显示冬季风沙粒度频率峰值出现在400μm、夏季风沙280μm,老红砂粒度频率峰值出现在300μm与冬季风沙不同。夏季风沙和冬季风沙以7∶3混合可拟合老红砂粒度分布,表明青峰老红砂沉积期夏季风历时或强度远大于冬季风,对应于气候暖期,而不是末次冰期。老红砂剖面4个自然层光释光测年自下而上为122.5±6.7 ka B.P.、97.7±6.1 ka B.P.、83.1±4.2 ka B.P.、61.9±3.4 ka B.P.,对应末次间冰期,青峰老红砂是暖期气候的风沙响应。     

岱海湖泊沉积物频率磁化率对历史时期环境变化的反映*

在探讨封闭湖泊沉积物频率磁化率的环境意义的基础上,根据岱海DH₃₂孔湖泊沉积物磁化率的测量结果,结合粒度、孢粉、历史资料和硅藻分析结果,对岱海历史时期的环境变化进行了探讨。研究认为:历史时期内陆封闭湖泊沉积物频率磁化率高值段指示气候偏湿阶段;低值段指示气候干旱阶段;DH₃₂孔湖泊沉积物频率磁化率反映的近300年来岱海气候变化可划分七个阶段,并与粒度、孢粉、硅藻和历史资料的分析结果基本一致。湖泊沉积物频率磁化率是恢复历史时期环境变化的重要环境指标之一。