江陵剖面沉积物的粒度特征及其古气候意义

通过对江汉平原江陵剖面高分辨率采样，利用激光粒度仪对沉积物粒度进行测试，分析了粒度的组成及其参数特征，结合孢粉资料和岩性特征，探讨了粒度在该区的古气候意义。结果表明，降水量较大的湿润气候条件下沉积物的粗颗粒组分明显增多；而降水量相对较少的干旱气候条件下沉积物的粗颗粒组分相对减少。通过与邻区对比．江汉平原江陵剖面沉积物粒度所揭示的该区近9000aB．P．以来的古气候变化与国内相邻区域其他指标的研究结果相一致。     

沉积物粒度特征及其对环境的指示意义——以濠河为例

为了研究河流沉积物粒度对区域气候变化的指示作用,对濠河中游、下游、濠河入淮河口3个典型河床沉积物剖面及石英尾砂的粒度进行了测量。结果显示:3个沉积物剖面按粒度的变化特征均可分成四层,第一层沉积物以细粉砂为主,第二、三、四层以粗粉砂为主,其中第二、三、四层沉积物的粒度频率分布曲线与石英尾砂非常相似,说明大量石英尾砂排入濠河后,沉积物粒度特征由石英尾砂控制。在近30年中,濠河沉积物的粒度随河水动力的变化而出现波动,这种波动与降雨量的年际变化、洪水的发生等自然因素有关,沉积物平均粒径的峰值与降雨量大或洪水发生的年份存在对应关系。濠河沉积物的粒度特征具有濠河流域气候干湿变化的指示意义:粒径粗指示降雨量较多的湿润气候,粒径细指示降雨量较少的干旱气候。     

新疆干旱区柴窝堡湖沉积记录的150年来气候环境特征

通过乌鲁木齐附近柴窝堡湖钻孔岩芯的粒度、有机质含量、化学元素以及同位素等多项分析,开展了研究区近150年来的气候环境演化研究.通过沉积记录与器测气象资料比较,认为沉积物的有机质含量反映了流域降水的变化,而有机质碳同位素的变化则与温度相关.在运用有序样品最优聚类分析对沉积物地球化学元素序列进行阶段划分的基础上,综合粒度、有机质含量以及同位素等多环境代用指标的分析,恢复了不同阶段的气候环境信息.结果表明,1860～1910A.D.,各环境指标显示当时湖泊水位较高,湖水较深,显示偏冷、偏湿的气候环境特征.1910～1950A.D.,粒度、地球化学元素、有机质、磁化率等指标波动明显,虽然有机碳同位素值有所升高,但仍然总体偏负,显示该阶段湖泊环境总体上波动强烈,气候不稳定.其中约1920A.D.左右,粒度显示突然变化,有机碳同位索、烧失量、元素含量等也均发生了显著的波动,指示明显气候环境事件的存在.1950A.D.以来,钻孔岩芯的磁化率升高,重金属元素含量以及总磷含量呈现明显富集,而有机质及其碳同位素变化却与器测温度和降水变化一致,指示了近期气候和人类活动对湖泊环境的影响.     

浑善达克沙地碱湖表层沉积物的粒度、沉积有机质变化特征与指示意义

本文选择浑善达克沙地南缘濒临干涸的碱湖为研究对象,综合分析湖泊及流域表层沉积物的粒度、总有机碳(TOC)及其同位素(δ¹³C_TOC)指标的空间分布特征及环境指示意义。结果表明,湖泊水域区及滩地区的黏土与粉砂组分含量高,TOC含量多低于1%,而东缘的盐生草甸砂组增加,同时TOC含量升高至10.75%;δ¹³C_TOC值表现为从西向东,即水域区(-24.88‰)、滩地区(-25.17‰)、盐生草甸(-27.93‰)呈逐渐偏负的趋势。水域区表层沉积物粒度端员组分分析表明,粗粒端员(近源风成组分及洪积组分)含量的增加指示湖泊退缩及流域植被退化;水域区低TOC指示水生植物基本消失,陆源C₃植物成为湖泊沉积物有机质的主要来源,控制了δ¹³C_TOC的波动。当湖泊彻底干涸,裸露滩地的粒度初始以细粒组分(黏土、粉砂)为主,而后强烈的风蚀作用将富盐细粒带走,沉积物的粒度变粗,盐度降低,盐生植被入侵。此后沉积物的TOC含量显著增加,而δ¹³C_TOC值逐渐偏负可能与上覆盐生植被演替过程中C₃植物生物量增加有关。因此,乌日图音淖尔现代沉积过程及机理的研究,加深了对浑善达克沙地碱湖干涸过程中沉积及生态演化过程的认识,也为古环境的重建提供了重要依据。     

北京延庆古湖沉积物粒度敏感组分记录的区域冬季风演化历史

采用标准偏差方法提取了延庆盆地阜高营剖面湖相沉积物的敏感粒度组分,得出粗粒敏感组分2(26~159μm)能有效指示冬季风的强弱。根据经验正交函数(EOF)对其整体粒度进行了分解,其中EOF1组分(22μm)的贡献率高达53.8%,指示降水量的多少。研究显示,粗粒敏感组分2与EOF1组分比值的变化可以作为研究区冬季风强弱和干旱化的指标,粗粒敏感组分2增加,EOF1组分减少,表明冬季风加强,气候变干,湖泊发育受限。研究区冬季风演化过程表现出冰期-间冰期旋回特征:56.8~45.6ka冬季风弱,降水量大,湖面较高;45.6~31.5ka冬季风开始加强,降水量减少,水位略有下降;31.5~13.4ka冬季风强盛,降水量较少,湖泊趋于萎缩;13.4ka至今冬季风微弱,降水适中,湖泊发育缓慢。     

150ka以来内蒙古河套古大湖沉积物粒度记录的湖泊水位变化

基于内蒙古河套盆地山前兵房沟湖相层剖面沉积物的粒度记录,结合~(14)C和光释光年代学测试,对比分析沉积物粒度敏感粒级及频率曲线特征,反演了河套古大湖150ka以来的湖泊水位变化。研究结果表明,河套古大湖水位变化经历了4个阶段:(1)初始形成阶段(150~130ka),河套古大湖处于浅湖环境,沉积物粒度由粗变细,湖泊处于水位上升期;(2)发展阶段(130~54ka),早期湖水面较高,处于深水环境,晚期沉积物粒度逐渐变粗,湖泊水位有所下降;(3)萎缩阶段(54~18ka),湖泊水位快速下降,细粒沉积物含量减少,中粗粒沉积物含量增大,湖泊水位迅速下降;(4)消亡阶段(18ka至今),由于山前活动断裂影响,阴山快速隆升,湖泊急剧萎缩,湖相层顶部被山间冲洪积物覆盖。控制河套古大湖湖泊水位变化的主要因素是构造运动和气候环境突变。     

云南高原湖泊表层沉积物粒度特征及环境指示意义

选取云南15个高原湖泊,利用瑞典产HTH重力采样器提取沉积物短钻,取顶部0~0.5 cm作为湖泊现代沉积物进行粒度分析并利用分析软件对粒度频率曲线进行拟合,探讨各组分的沉积特征和环境指示意义。结果显示,滇池等15个云南湖泊表层沉积物频率曲线呈多峰态,含有2至5个组分,从细到粗分别为黏土组分（C1）、细粉砂组分（C2）、粉砂组分（C3）、细-中砂组分（C4）、粗砂组分（C5）,拟合众数粒径范围为0.6~423.0 μm。C1组分来自大气中长期悬浮的超细粉尘和气溶胶,通过自然沉降和降水进入湖泊水体,反映西南地区大气粉尘背景值;C2和C3是湖泊沉积物中的主要组分,反映流域内降水和水动力大小;C4和C5组分只出现在洱海、滇池、差黑海等部分湖泊湖心沉积物中,且含量非常低,该组分与湖泊水动力密切相关。对于滇池、抚仙湖等大型湖泊而言,粗颗粒进入湖心需两个过程:从流域地表进入湖泊水体的输入过程和从湖滨到达湖心的传输过程。湖心沉积物中粗粒含量主要受第二个过程影响,而该过程的强弱与湖流、水深、湖盆坡度等因素有关。西南地区干旱背景下湖泊快速收缩直至消失时,降水量的大幅减少使得地表径流动力减弱,加之大气环流偏弱以及水生植物覆盖面积比例增大,湖水动力减弱,由湖滨向湖心传输的物质以细粒碎屑为主。位于山地地区的小型湖泊,由于汇水面积有限、地形坡度较大,坡面径流可将地表风化碎屑物带入湖盆甚至湖心位置,这类湖泊沉积物中粗粒物质的增加反映流域内降水量或降水强度增大。     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面粒度特征及其沉积环境

通过对柴达木察尔汗盐湖贝壳堤剖面沉积物粒度、碳酸盐和磁化率的对比,结合沉积物粒度频率曲线与多种粒度参数分析,详细讨论了研究剖面形成过程中物质搬运和沉积作用以及所反映的环境变化。结果表明沉积物粒度特征指示了湖泊水位的相对变化。在距今约38.2 ka BP（14-C年代,未校正。下同）左右,沉积记录指示古湖泊的范围和水位已达到剖面位置,之后湖泊继续扩张、水位波动上升;在距今约35.5 ka BP,粒径有一突然变细又变粗的过程,可能为一次较快速的湖面波动;在距今约35.5 ～ 33.3 ka BP之间,沉积物颗粒较粗,碳酸盐含量和磁化率值低,揭示湖泊水位较低。距今约33.3 ～ 27.1 ka BP之间,沉积物颗粒较细,碳酸盐含量较前一阶段高,表明此阶段湖泊水位相对较深,但粒度、碳酸盐和磁化率等指标也记录了三次较明显的湖泊快速但短暂的退缩过程;在距今约29.7～28.3 ka BP,沉积物颗粒最细,指示了此时期可能为湖泊水位最高期。从距今约27.1 ka BP开始,沉积积物颗粒明显变粗,揭示湖泊进入到退缩期,距今约18.1 ka BP,粒度指标的变化和上层的盐壳指示湖泊进入快速盐化阶段,之后湖泊退出剖面所在的位置,此后研究区湖泊水位再也没有达到这个高度。     

湖泊沉积物粒度分析方法在古气候环境研究中的应用

沉积物的粒度是衡量沉积介质能量和沉积盆地能量的一种重要代用指标,与沉积环境的关系非常密切,在古气候古环境研究中,湖泊沉积物的粒度指标发挥着重要的作用。刘兴起等人利用全样粒度分析方法对青海湖QH-2000钻孔的沉积物粒度特征进行了详细研究,结果表明冷干和暖湿气候条件下沉积物的粗颗粒组分增多,介于二者之间的气候条件下,沉积物的粒径变化相对比较平缓。Xiao Jule等利用正态函数分布拟合法,将Dali湖沉积岩心的粒度组分划分为6种,通过对各组分峰值粒径等粒度参数的分析研究,得出各组分含量及其峰值粒径等的变化与湖泊水位关系密切。根据建立起的湖泊沉积物粒度参数与气候环境之间的耦合关系,最后将达里湖1.2kaBP以来的水位波动划分为不同的5个阶段。     

奄美三角盆地晚更新世以来碎屑沉积物粒度特征及其物源和古气候意义

对菲律宾海西北部奄美三角盆地U1438A孔约350 ka以来沉积物中碎屑组分的粒度组成进行了分析,结果表明,沉积物中碎屑组分的平均粒径为13.1μm,粒径变化范围为0.04~160μm,粒度频率分布呈四峰正偏态分布。利用Weibull分布函数将沉积物碎屑组分的粒度组成分离出4个相对独立的组分。其中超细组分众数约0.3μm,粒度分布范围为0.04~0.9μm,可能是海洋自生黏土。细粒端元众数粒径约3.5μm,粒度分布范围为0.2~32μm,比北太平洋中部风尘略粗,推测主要为来源于亚洲大陆的风尘。粗粒端元众数粒径约10μm,粒度分布范围为0.3~90μm;超粗粒端元众数粒径约40μm,粒度分布范围为3~160μm。粗粒组分和超粗粒组分均主要来自于周围海脊和岛弧的火山物质。细粒和粗粒敏感粒级组分的比值(1.3~2.2μm/28~40μm)与细粒风尘组分和粗粒火山组分的比值(0.9~3μm/10μm)类似,表现为冰期高、间冰期低,与北太平洋风尘通量、亚洲大陆黄土堆积速率,以及黄土粒径所指示的冰期干旱和东亚季风/西风环流增强的气候变化是一致的,表明冰期由于亚洲大陆的干旱和季风/西风的增强,使得奄美三角盆地中细粒亚洲风尘组分的输入相对增加。因此细粒风尘和粗粒火山物质的比值可以作为亚洲大陆干旱化和大气环流增强的示踪指标。这些研究结果表明奄美三角盆地沉积物的粒度组成可用于重建东亚大陆干旱和大气环流演化历史。     

内蒙古、冲绳海槽和中国南海末次冰期盛冰期以来古气候记录

来自东亚夏季风北界内蒙古一个盐湖的岩心沉积物内发现粗粒沉积物 ,既可沉积在湖泊收缩期 ,也可以沉积在沙丘再次活动时期。这些沉积物有机磷含量低而碎屑组分高 ,说明它沉积在一种干旱的环境中 ;反之 ,有机质含量高而碎屑组分低的细粒沉积物则最终沉积在高湖面期 ,这是因为砂坪呈围迁状态及风成尘埃较好地保存于水体中。所揭示的三个湿期分别是 13.4～ 8kaBP、6 .4～ 5 .8kaBP和4.2～ 3.1kaBP ,第一期最湿 ,其次是第三期、第二期。上述干和湿期自始至终和早先发现的同一个干旱和半干旱转换带一致 ,但是 ,这和中国大陆东部、台湾岛、冲绳海槽和中国南海所揭示的湿润的全新世大暖期不一样 ,而且 ,全新世最冷期 (4～ 2kaBP)则对应内蒙古的一个湿期 (即 4.2～ 3.1kaBP) ,这些差别可能是由于高蒸发量远远地超过了较高的季风降水量 ,这是确定夏季风北界在该地区有效湿度的一个关键标志。     

内蒙古查干淖尔湖2000a以来气候环境演变的沉积记录

以内蒙古东部查干淖尔湖西湖深97cm的浅井剖面为对象,根据取得的7个AMS14C测年数据建立其2070cal a BP以来的年代序列,结合孢粉组合特征与粒度组成的综合分析,重建该地区2070cal a BP以来气候环境变化过程。研究结果表明,查干淖尔湖2070cal a BP以来气候环境变化具体可以分为3个阶段:2070~1150cal a BP,孢粉总浓度较高,以蒿属、藜科为主,沉积物各粒级组分变幅较小且以粉砂为主,水动力条件较弱,湖水位较高,气候温凉偏湿;1150~825cal a BP,孢粉总浓度显著降低,耐旱的麻黄属达到最高值,沉积物粗颗粒含量显著增加,水动力条件增强,湖水位降低,气候冷干,其中940~870cal a BP期间气候极端干旱;825cal a BP以来,总体温暖偏湿,有冷干事件发生。太阳活动可能是导致查干淖尔湖过去2000a气候变化的主要驱动力。     

潮水盆地下白垩统庙沟组铀的预富集及其找矿意义

潮水盆地早白垩世经历了干旱型、相对潮湿型、干湿型古气候的演变过程。庙沟组下段主要由冲积扇 扇前平原辫状河沉积体系构成 ,上段则以曲流河或河湖交替沉积为特征。干湿型气候条件下“相对滞流环境”有利于铀的聚集与浓缩 ,并主要以吸附铀和解吸铀的形式预富集在庙沟组上段厚层红色或红、灰相间的细碎屑岩及其孔隙水中。笔者认为在压实成岩过程中 ,上述预富集的铀逐渐排出并迁移到孔隙度较高、渗透性较好的砂岩中 ,构成砂岩型铀成矿的直接铀源 ,对庙沟组砂岩型铀成矿起着重要的控制作用。因此 ,笔者提出与厚层红色或红、灰相间的细碎屑岩直接接触的砂体是砂岩型铀矿找矿的重要对象     

Early pleistocene lake deposits and Lower Paleolithic finds in Nahal (wadi) Zihor, Southern Negev desert, Israel

An Early Pleistocene fluvio-lacustrine sequence from the extremely arid southern Negev desert, Israel, indicates that climatic conditions during that period were humid enough to support the formation of a lake (Lake Zihor) there. The lacustrine sediments were deposited in a tectonic valley that developed along the Zihor tectonic line after the deposition of the Pliocene Arava Formation. They intercalate with fluvial sediments that contain several horizons of reddish calcic paleosols. The lacustrine sequence comprises three sedimentary cycles. Each starts with a dark clay layer overlain by a white limestone unit, both of which contain abundant freshwater fauna, and terminates with a green detrital limestone that contains only one type of brackish-water ostracod. The top of each green limestone unit is characterized by pedogenic features and microrelief, indicating desiccation of the lake and soil development. Isotope data support the hypothesis that the white limestone was deposited in an open, freshwater lake. The incision of the present channel of Nahal (wadi) Zihor in the lacustrine sediments is manifested by a series of rock-cut and fluvial terraces (Q1–Q4) capped by gypsic-salic soils, which reflect the onset of the present, extremely arid climate. Over 100 find-spots and larger occurrences of prehistoric artifacts assigned to the Lower Paleolithic were discovered near Lake Zihor. On the basis of techno-typological and stratigraphic considerations, these assemblages are divided into two groups, the first of which may be contemporaneous with the lake, while the second is found mainly on the younger Q1 and Q2 terraces. It is estimated that the lake existed for more than 100,000 years. The climate during this period was probably semiarid, but water budget calculations suggest that, in addition to surface runoff, seepage of groundwater along the Zihor Line contributed a considerable amount of water to the lake.     

青藏高原典型地区沉积物地球化学特征与矿物组成的粒度效应

地表松散沉积物中不同粒级的颗粒蕴含着不同的信息,这种差异与其物质来源、搬运和沉积过程中的分选作用以及沉积后的风化作用等有关。因此,可根据沉积物中不同粒级颗粒地球化学特征与矿物组成的差异,进行沉积物物源追踪或沉积环境重建。选择青藏高原在气候和地貌方面具有典型意义的柴达木盆地、错那湖、雅鲁藏布江流域作为研究区,分别采集了这几个地区的沙丘沙、黄土、湖积物、冲积物、洪积物、残坡积物等地表松散沉积物样品,用干筛法将沉积物样品分为两个部分,粗颗粒部分粒径范围为≥75~500 μm,细颗粒部分粒径<75 μm。对上述粗、细颗粒分别进行稀土与微量元素、Sr-Nd同位素、轻矿物组成的实验室分析测试,并对沉积物中粗、细颗粒的测试结果采用古典多维尺度方法进行相似性分析。结果表明：青藏高原松散沉积物中粗、细颗粒在轻矿物组成、微量和稀土元素含量、稀土特征、元素参数等方面存在差异;细颗粒部分蕴含了更多的环境信息,富含容易受化学风化影响的黏土矿物以及硬度较小、容易被磨蚀的方解石等矿物。在物源示踪中不同气候区的沉积物细颗粒不宜进行直接比较,应根据样品的粒度分布情况优先选择合适的粗颗粒组分进行物源示踪。     

松辽平原典型黑土区有机质的变化及影响因素分析

根据2003～2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,研究了典型黑土区有机质的分布特征,提出了绥化-哈尔滨-四平一线典型黑土区有机质含量具有纬度地带性分布特点,有机质由北向南逐渐降低.分析了土壤有机质的影响因素,认为土壤的成土母质和土壤质地是决定有机质含量的重要基础,湖相沉积物和土壤质地细腻,黏粒成分多,有机质含量高.气温和降水等气候条件是影响土壤有机质的主要因素,低温湿润气候条件有利于有机质积累.耕地开垦时间长、作物连作和化肥使用等人为因素降低了有机质含量.     

Climate Reconstruction based on Pollen Analysis in Inner Mongolia, North China from 51.9 to 30.6 kaBP

The palynomorph assemblage of lake sediments younger than 51.9 kaBP from Wulagai Gobi in Inner Mongolia was analyzed to reconstruct the vegetation and climate.From 51.9 to 30.6kaBP,the vegetation was arid to semi-arid grassland with only slight changes.According to the palynomorphs,trees and shrubs were very rare.The large number and diversity of algae indicate the presence of a lake.Quantitative climatic conditions were reconstructed using the Best Analogues Method.The results indicate that the annual mean temperature was higher than that at present.The combination of temperature and annual precipitation suggests a change in the climate from cool dry to warm dry and then cool humid.Our results show that the annual precipitation values were mostly higher than that at present but were lower than 400 mm.It infers that the study area was already within the arid to semi-arid regions but with a stronger influence of the summer monsoon during 51.9to 30.6 kaBP than at present.With slight differences mainly in time scale,the changing trend of the annual temperature curve is consistent with the other climatic records from Antarctica,Greenland,Hulu Cave(East China),and the Tibetan Plateau during the last glacial period.From 30.6 kaBP to present,very few palynomorphs were detected in the samples.Hence,no information about the vegetation and climate could be extracted.Combined with other studies during Late Pleistocene,we presume that the reason for the lack of pollen during this period was caused by an abrupt temperature fall after 30.6 kaBP or that the lacustrine conditions were unsuitable for pollen deposition.It was probably incurred by the oxidation on land prior to deposition.But for those samples only with algae,it might be caused by the fact that algae could finish their life history in a very short time in a seasonal lake.     

青海祁连含煤区侏罗纪含煤岩系沉积环境

根据含煤层段的河流,湖泊沉积的粒度分布特征,研究了木里煤田侏罗纪沉积环境的主含煤段的微相控制及其变化规律,并且以此为基础提出了本区找煤的方向。     

三峡建库后沙市—汉口河段悬移质分组冲淤变化规律

水库下游河道冲淤调整是一个长期复杂的过程,对防洪、航运、生态等均会产生一定影响。为探究长江中游沙市—汉口河段演变趋势并为不利变化的防控提供参考,分析了三峡建库后悬移质分组冲淤时空变化规律：建库后,沙市—监利河段各粒径组泥沙均发生冲刷,沙市流量为10 000～25 000 m³/s时,0.125～0.250 mm粒径组泥沙冲刷量最大;以0.125 mm为粗细颗粒分界粒径,监利—螺山段呈现汛期、蓄水期“粗淤”而枯水期、消落期“冲细”现象;螺山—汉口段各粒径组泥沙均发生冲刷,且流量越大冲刷量越大。在此基础上,通过建立流量—分组输沙量关系并根据水流挟沙力公式,发现建库后沙市—监利、螺山—汉口河段冲淤受泥沙、水力因素共同作用,其中泥沙因素对沙市—监利河段影响大于螺山—汉口河段;监利—螺山河段“淤粗冲细”主要受含沙量恢复程度的影响,与上游河床冲刷补给及本河段粗、细颗粒泥沙交换有关,反映了冲刷条件下河道通过水流挟沙能力级配调整加大输沙能力。