红原泥炭记录的晚冰期以来若尔盖地区粉尘通量变率及其气候影响

由于高分辨率的气候重建记录, 尤其是粉尘通量重建结果仍然较少, 晚冰期以来东亚地区的气候突变机制存在很多争论。本研究对青藏高原东北部若尔盖红原泥炭HY2014剖面(深度450cm)样品的灰分含量及其粒度组成和K、Ti、Zr、Rb、Sr、V等元素含量进行高分辨率测定, 基于AMS¹⁴C测年结果, 重建了晚冰期以来该地区粉尘通量的变化动态, 并结合过去的研究结果综合探讨粉尘通量的影响机制。结果表明: 1)红原泥炭中的Ti、V、Sr、EF_Zr、EF_Rb、EF_K等元素主要为风成输入, 可辅助粉尘通量来共同反映研究区大气粉尘沉积的变化历史。2)14000~11600cal.a B.P., 红原地区粉尘通量总体偏高, 其中14000~12800cal.a B.P.期间由于红原地区发生特大古洪水事件使大气粉尘通量数值明显增加, 而12800~11600cal.a B.P.期间气候冷干, 强劲的东亚冬季风和北半球西风急流将裸露的松散沉积物搬运沉积到红原泥炭地中, 导致红原大气粉尘通量增加; 11600~3100cal.a B.P.粉尘通量低, 其中在11600~6400cal.a B.P.期间波动较为明显, 而在6400~3100cal.a B.P.粉尘通量波动更为稳定。早中全新世气候总体暖湿, 受东亚冬季风和北半球西风急流影响较小且植被覆盖度较高, 粉尘通量总体较低; 3100cal.a B.P.以来东亚冬季风增强, 红原地区粉尘通量再次升高。3)红原泥炭粉尘沉积通量记录了新仙女木事件, 还清晰地记录了此后发生的7次粉尘增强事件, 这在中国西北和北部的其他记录中也多有体现。粉尘增强事件发生时, 东亚冬季风增强, 粉尘源区干旱化, 植被覆盖面积减小, 粉尘释放增多, 红原泥炭中粉尘含量升高。

     

6000~2000a B.P.丝绸之路国内段人类活动的时空格局与影响因素研究

丝绸之路国内段主要包括丝路东段(西安至敦煌)和丝路中段(新疆地区),是丝路文明演化的主体地段,也是古丝绸之路开通之前跨大陆交流的关键地段。丝路东段和中段降水的时空格局存在显著差异,人类活动历史也有明显区别。然而,6000 a B.P.("B.P."为"距今(1950 A.D.)年")左右丝路东段农业强化之后,至古丝绸之路开通(约2000 a B.P.)该地区人地关系演化的时空过程和动力尚不清晰。文章通过总结丝绸之路国内段沿线地区已发表的碳十四测年与植物考古资料,结合丝路东段和中段古气候记录的对比分析,探讨了该地区6000~2000 a B.P.人类活动的时空格局和影响因素。结果显示,丝路东段6000~4000 a B.P.的粟黍农业发展促进了农业人群的广泛扩张,人类活动强度还受到降水变化的影响;4000~2000 a B.P.该地区人类活动强度的主要影响因素是跨大陆交流带来的生业模式多样化、生产工具的革新和地缘政治形势变化,而不是气候变化。丝路中段6000~4000 a B.P.人类活动强度很低,4000~2000 a B.P.人类活动强度显著提升,与降水变化呈现较为一致的特征,青铜时代的降温则可能导致人类定居空间的南向移动。本研究显示丝绸之路国内段不同时间与空间人地关系演变过程和主导因素存在显著差异,有助于理解丝绸之路开通之前其核心区的人与环境相互作用变化过程和机制。     

攀西地区铂族元素地球化学异常分布及其筛选

攀西地区不同时代地层的水系沉积物中铂族元素地球化学背景值具有明显的规律性分布.笔者通过对该地区铂族元素含量在各地层中的分布以及地球化学异常的圈定、归并和分类,结合有关铂族矿床地球化学特征的认识,通过对水系沉积物中Pt、Pd综合异常的筛选,在铂族元素综合衬值异常图的基础上共划分出Ⅰ类异常4个、Ⅱ类异常19个、Ⅲ类异常23个以及Ⅳ类异常14个.初步筛选出的19个Ⅱ类异常子区可为进一步开展铂族矿床找矿工作提供依据.     

隐伏区土壤化探样品中元素活动态异常值的统计识别

建立了隐伏区土壤地球化学测量中元素活动态值异常下限（T）的统计计算方法,定义了点对比值（Ci=xi/T）,制定了Ci〉1为异常值的统计识别模式。应用新建立的方法,在森林及土壤覆盖景观的金厂矿区进行了实验和应用。由已知区的实验结果表明,土壤中活动态金异常值分布与已知金矿带完全对应,并且在远景区所圈定的金异常区与地质认识相符,部份异常已经钻探工程验证。     

基于SAMCF法的攀西地区水系沉积物铂族元素异常提取

攀西地区是我国重要的铂族元素地球化学省,具良好的铂族元素(PGE)成矿地质条件;攀枝花-西昌一带有一个与峨眉山玄武岩分布范围基本吻合的Pt、Pd区域地球化学异常。本文根据不同地层单元水系沉积物中Pt、Pd元素地球化学特征,用子区中位数衬值滤波(SAMCF)法提取铂族元素异常,圈出多处Pt、Pd衬值异常区。结合有关铂族元素矿床地球化学特征,通过水系沉积物中Pt、Pd综合异常的筛选,初步优选出8个铂族元素异常找矿远景区和19个Ⅱ类异常区,为进一步开展铂族矿床找矿提供依据。     

基于XRF岩芯扫描的贵州喀斯特地区晚全新世泥炭古环境研究

文章选取发育于贵州喀斯特地区的兴义泥炭为研究对象,对钻孔上部300 cm岩芯进行高分辨率XRF连续扫描,并测定了样品含水量、色度（亮度L^*、红度a^*、黄度b^*）和碳酸盐含量。通过对Rb、Ti、Zr、Al、Si、Ca、Sr、Mg等元素含量及其比值、色度和其他代用指标的综合分析,结合主成分分析方法,探讨XRF岩芯扫描在兴义泥炭研究中使用的可行性,并进一步分析兴义泥炭化学元素的来源、指示意义及所记录的古环境演化过程。基于AMS¹⁴C测年构建的年代框架,发现：1）XRF岩芯扫描的Ca元素含量与气量法测定的碳酸盐含量具有较好的一致性。XRF岩芯扫描和分光测色计获得的L^*、b^*相关性高,尽管这两种方法获得的a^*存在差异,但其数值表现上相似性仍较高;2）晚全新世以来兴义泥炭的地球化学元素主要来源于周边碳酸盐岩风化、淋溶、随流水搬运而最终沉积到湿地的物质;3）兴义泥炭Sr/Ca比值处于高值,Si/Al、Rb/Sr比值处于低值时,气候偏干,反之则指示气候偏湿润。此外,兴义泥炭Al、Si、Ca、Sr、Mg、Rb/Sr、Si/Al、Sr/Ca的变化趋势与烧失量、腐殖化度等具有较好的一致性;4）晚全新世以来兴义地区总体上呈现出由湿润向干转变的趋势,3270~2700 cal.a B.P.由湿润持续转干,2300~1670 cal.a B.P.降水持续减少,与西南季风主控区众多古环境记录能较好地对应,并揭示了2700~2300 cal.a B.P.降水稳步增加的过程。对兴义泥炭进行XRF岩芯扫描能挖掘其蕴含的物质来源、物质变化特征等多方面信息,有助于拓展XRF岩芯扫描分析方法在泥炭沉积中的应用,并能深化对西南地区古环境演化历史的认识及丰富泥炭研究档案。

     

“三江”地区北段某多元素异常带的特征及找矿前景分析

１∶２０万区域化探扫面圈定出“三江”地区北段某多元素异常带,呈北西南东向条带状展布。由Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｂａ、Ｈｇ、Ａｕ等高中低温热液成矿与伴生元素组成于一体,具典型的浓度分带与组分分带特征。它位于玉龙斑岩铜矿带北侧,对该异常带的解剖,具重要的理论与实际意义。     

罗圈里撞击坑铂族元素异常及粗铂矿的发现及其意义

对 1998年 7月发现的辽宁岫岩县苏子沟镇罗圈里直径 1.8km的撞击坑构造作了一系列地质、地球化学测试工作。从坑内出露的基岩 (下元古界辽河群里尔峪组变质砂岩 )与充填碎屑物质界面上取样 ,经XRD定性分析显示有自然铂、锇铱矿、自然铑、自然铱的存在。进一步对这一类样品作等离子质谱分析 (ICP MS) ,则发现有PGE异常。特别是Pt,Pd ,Ru甚至高于原始地幔的丰度值。进一步淘选坑里重砂样品则发现数颗粗铂矿物。已作电子探针分析表明PGE质量分数 :Pt为 85 .30 % 98.6 8% ,Pd为 0 .45 % 0 .87% ,Rh为 0 .5 6 % 0 .74% ,Os为 0 .6 6 % 1.31% ,Ir为 1.72 % 2 .43% ,Ru为 0 .16 % 0 .31% ,此外Ni为 0 .0 0 % 0 .5 0 % ,Fe为 4.98% 5 .42 %。笔者认为这种PGE元素异常和粗铂矿的发现是陨石及其撞击作用的重要依据之一。     

关联规则算法在粤西庞西垌地区元素异常组合研究中的应用

以粤西庞西垌矿床远景区1∶5万水系沉积物地球化学测量及异常查证数据为基础,应用Python编程语言开展关联规则算法的应用案例研究。结果显示,Apriori算法可以有效挖掘元素组合之间的关联规则数据集。当Au、Cu、Sb在异常值范围内时,出现As为异常的可能性是95.5%。Apriori算法挖掘的关联规则符合实际,组合异常的强规则与研究区已知矿化地段的异常组合重合性较高。可以推论,面对海量的地球化学数据,逐个进行元素分析较为耗时而且无法观测到元素之间的关系,通过关联规则算法找出元素异常组合规律的办法,使之最大限度地保留元素之间的相关信息,可以用来寻找隐藏的元素组合以及其中的潜在相关性。未来构建指示找矿的成矿关联规则数据库并进行矿床预测,将比运用传统的方法更加便捷。     

南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。     

鄂尔多斯东部4000余年来的环境与人地关系的初步探讨

本文依据地处39°28′08″N,110°09′92″E,海拔1219m的伊金霍洛旗杨家湾古土壤剖面取得的高时间分辨率孢粉分析和炭屑含量统计资料揭示:4500aB.P.之前,鄂尔多斯东部的毛乌素沙地地区曾出现明显的流沙扩展,此后,气候变得比较湿润,流动沙丘逐渐被固定下来;4200～3500aB.P.是本区的气候适宜期,这里曾有针阔叶混交林生长;3500aB.P.以后,气候变得干燥起来,森林从本区消失;2700～2400aB.P.,草原植被中藜科植物增加,气候进一步向干的方面发展,但降水量仍比现在高;2400aB.P.以后,在全新世晚期气候变干和人类活动的共同作用下,全新世中期本区发育的黑垆土遭到严重破坏,流动沙丘再次活跃起来。鄂尔多斯杨家湾古土壤剖面的炭屑浓度变化、考古遗址的发现较好地反映了人类活动强度的变化。     

近3000cal.aB.P.以来东海东北部环境异常及其与全新世ElNiño活动的可能联系

利用取自东海东北部、冲绳海槽西侧陆坡的重力柱状岩芯DOC082（29°13.93′N,128°08.53′E;水深1128m）,通过对碳酸钙、有机碳和蛋白石等生源组分含量的分析,结合浮游有孔虫、底栖有孔虫、放射虫和硅鞭藻等微体古生物化石丰度的变化以及底栖有孔虫属种组成特征,揭示了全新世东海东北部生物生产力的演变。研究结果显示,近10500cal.aB.P.以来生源组分含量和微体古生物化石丰度的演变趋势十分相似,明显分为3个阶段:约4000cal.aB.P.之前的早、中全新世明显偏低,大约在4000cal.aB.P.左右开始突然大幅度上升,而约3000cal.aB.P.以来的晚全新世以持续的高值为显著特征。生源组分含量、微体古生物化石丰度以及底栖有孔虫内生属种Uvigerina和Bulimina百分含量等指标的变化一致指示,东海东北部近10500cal.aB.P.以来古生产力演变的显著特征是早、中全新世明显偏低,约4000cal.aB.P.左右突然且大幅度上升,大约3000cal.aB.P.之后的晚全新世为生物生产力异常的高值期;同时有研究表明该区域的表层海水年平均温度（SST）也呈现了明显的三段式演变:早全新世10500～8400cal.aB.P.期间为持续的高值期、中全新世SST相对稳定、3100～500cal.aB.P.期间的晚全新世为显著的低SST时期[1]。近3000cal.aB.P.以来古生产力的异常高值和表层海水古温度的大幅度下降说明晚全新世区域海洋环境发生了明显的改变。据东海东北部现代生物生产力和表层海水温度的分布特征和控制机制、结合现代ElNio发生期间中国大陆气候和降水异常以及黑潮暖流变异的分析表明,近3000cal.aB.P.来东海东北部的环境异常可能是对晚全新世ElNio活动显著增强的反应。     

青藏高原东北缘循化-官亭地区2.6万年以来气候变化研究

根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了青藏高原东北缘循化-官亭地区黄土的粒度、磁化率特征及其反映2.6万年以来的气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,划分了主要气候演化阶段,取得了以下重要认识：1）山脉阻挡是造成循化-官亭盆地黄土剖面记录气候波动差异的主要影响因素,拉脊山东南段是亚洲冬季风和高原冬季风系统的重要分割线;2）循化盆地和官亭盆地约26 ka B.P.气候变化主要分为2个阶段,每个阶段又可分为若干个亚阶段;3）青藏高原东北缘官亭-循化地区全新世适宜期时间可能为6.0~3.7 ka B.P.,官亭盆地和循化盆地黄土粒度磁化率明显差异的原因可能主要受风场的控制。

     

长江下游巢湖9870cal.aB.P.以来孢粉记录的环境演变

根据对巢湖490cm湖泊沉积物柱样7个AMS14C年龄的测定以及98个孢粉样品的分析,植物种类分属于86个（科）属,可以划分为6个孢粉组合带:孢粉带Ⅰ（9870～6040cal.aB.P.）代表了末次冰期之后全新世温暖气候到来之前气候转暖的早全新世过渡时期,气候呈现温和略干的特点,其中亚带Ⅰ-1（9870～7700cal.aB.P.）,Ⅰ-2（7700～6250cal.aB.P.）和Ⅰ-3（6250～6040cal.aB.P.）分别对应温暖湿润→温暖较湿→温和干燥的气候波动;孢粉带Ⅱ（6040～4860cal.aB.P.）代表中全新世温暖湿润期,水热配置条件最佳;孢粉带Ⅲ（4860～2170cal.aB.P.）体现中全新世后期温和干燥的气候,约2170cal.aB.P.干旱程度达到最高;孢粉带Ⅳ（2170～1040cal.aB.P.）反映巢湖流域由干燥向湿润气候的转型,气候总体上温和湿润;孢粉带Ⅴ（1040～200cal.aB.P.）反映了晚全新世巢湖流域温凉稍湿的气候;孢粉带Ⅵ（200cal.aB.P.至今）则体现巢湖流域处在相对温暖湿润的时期。植被类型演替大体为:以壳斗科的落叶、常绿属种为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林→以落叶栎类、栗属、青冈属和栲/石栎属为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林→以落叶栎类占绝对优势的落叶阔叶、常绿阔叶混交林→以禾本科为主的草地→以禾本科、蒿属和蓼属等为主的草丛。     

全新世中国北方沙地人类活动 与气候变化关系的初步研究

中国北方沙地的生态环境较为脆弱,是研究人类活动与气候变化关系的关键地区,但该区域的相关研究欠缺。本文通过对考古资料和古气候资料的全面分析,尝试探讨全新世中国北方沙地人类活动与气候变化的关系。结果表明, 9~4ka 相对适宜的气候条件促使了中国北方沙地新石器时代人类活动的开始和发展。4~2ka较为严酷的气候条件,严重影响了呼伦贝尔沙地和浑善达克沙地的人类活动; 科尔沁沙地和毛乌素沙地的史前人类,通过生业模式的调整以及活动范围的改变,适应了气候变化,文化得以延续,人类活动总体没有减弱。2ka以来,人类适应能力增强,各沙地人类活动的强度和范围均大幅扩张。通过区域对比发现,沙漠化程度较高的浑善达克沙地和地处高纬度寒冷环境的呼伦贝尔沙地,人类活动强度总体较弱; 科尔沁沙地和毛乌素沙地生态环境条件相对优越,且受到中原文化的影响,人类活动强度较大,文化谱系相对完整。研究区各时期人类遗址沿水系分布特征明显,反映了水源作为沙地地区的限制性因素,对人类活动的分布具有重要影响。     

三江地区中南部三叠系地层地球化学特征初析

根据三江地区中南部三叠系地层 30 0余件岩石样品分析结果 ,我们对该地区三叠系地层地球化学特征进行了研究。研究表明三江地区中南部三叠系地层明显富集As,Sb和 Ca元素 ,亏损碱金属元素 K,Na,L IL元素 Ba,Th以及相容元素 Co,Cr,Mn,Ni,V ,且轻重稀土元素分异程度较高。在成矿元素方面 ,研究区三叠系地层富集 Pb,Sb,且Cu,Au,Zn的丰度值明显高于华北地台表壳 (出露地壳 )。根据微量元素比值推断 ,三江地区中南部三叠系地层的物源区在地球化学成分方面较典型岛弧造山带上地壳更为成熟     

洛川黄土堆积粗颗粒变化记录与华北第四纪哺乳动物迁徙关系的初步探讨

黄土高原的黄土是典型的风尘堆积, 气候干冷时期, 西北冬季风加强, 黄土堆积颗粒较粗, 反之较细。据此对洛川黄土-古土壤序列的非碳酸盐粗颗粒(0.10~0.0625mm)进行测试并绘制其变化曲线。结果显示第四纪时期出现过10次冬季风超级强盛事件, 判定这些事件的地质年龄后, 发现它们与欧洲阿尔卑斯山冰期有较好的对应关系, 表明黄土堆积非碳酸盐粗颗粒值可能是极端气候变化事件的替代性指标。第四纪时期, 华北哺乳动物群曾出现4次迁徙事件, 它们与10次冬季风超强事件有一定的联系, 事件对古人类活动也显示了某些影响, 说明极端气候事件与哺乳动物进化有明显的关系, 是值得今后进一步深入研究的领域。     

4000aB.P.前后东亚季风变迁与中原周围地区新石器文化的衰落

4000aB.P.前后中原周围地区新石器文化发生了衰落,其原因一直存在较大的争议。文章依据前人的研究成果,从东亚夏季风锋面降水的穿时性特点初步探讨了这一问题。认为4000aB.P.前后的降温和由地球轨道因素变化引起的全新世东亚季风的长期变化,使东亚夏季风降雨带北撤南迁,形成中国东亚季风区的一种南涝北旱的环境格局,可能是4000aB.P.前后中原周围地区新石器文化的衰落的主要原因。