澧阳平原晚更新世晚期至全新世早中期环境演变及其对人类活动的影响

通过对澧阳平原野外调查,多剖面地层对比分析及岩板垱（YBD）剖面样品的粒度、地球化学元素分析和年代测定,揭示该区晚更新世晚期至全新世早中期环境演变,并探讨其对人类活动的影响。研究结果表明,30~6 ka B.P.间,澧阳平原由冲沟发育的黄土台地向河湖发育的平原丘岗地貌过渡;气候环境经历了弱暖湿-气候变差-凉湿-波动回暖-暖湿的变化;更新世末至全新世早期稻作农业的出现与该区的环境条件和文化基础密切相关;环境演变也推动了古人类活动范围和聚落特征的变化。     

澧阳平原晚冰期短尺度气候变化的风成沉积物稀土元素和粒度记录

对澧阳平原SL剖面的系统采样和室内稀土元素分析、粒度分析和AMS14C年代测定,揭示了澧阳平原岗地黄土剖面成因特征,探讨了澧阳平原晚冰期短尺度的气候变化过程。结果表明,澧阳平原岗地黄土在稀土元素配分模式上与黄土高原黄土-古土壤、镇江下蜀黄土具有高度的一致性,而且岗地剖面沉积物无任何水流作用痕迹,因此表明,澧阳平原岗地黄土剖面为风成成因。粒度结果表明,SL剖面较好地记录了晚冰期短尺度的气候变化过程,SL遗址剖面自然沉积物记录了晚冰期千年尺度的气候事件,如BL事件、OlderYD事件、AL事件、YD事件。SL剖面全新世早期表现为升温阶段,9.0～8.00kaBP的彭头山文化在此区兴起,表明此时气候相当适宜,适合人类生存。     

宁夏长城塬全新世黄土-土壤剖面元素地球化学特征研究

通过测定宁夏长城塬全新世黄土-土壤剖面中的元素含量,获得了一些地球化学参数指标。这些化学参数作为良好的气候代用指标,与磁化率、频率磁化率形成很好的对比,表明:古土壤形成时期气候温暖湿润,降雨丰富,淋溶作用强烈,黄土堆积时期气候相对干冷,成壤作用微弱;黄土风化成壤过程中元素的迁移变化可以间接反映出全新世以来的气候变化及成壤环境的变化。通过研究元素的活动性,发现全新世宁夏长城塬黄土只经历了早期的化学风化,应处在脱Ca、Na阶段,尚未进入去K风化阶段。     

陕西省丹凤县茶房村黄土古土壤剖面风化程度及对气候变化的响应

对陕西丹凤县茶房村黄土剖面的地层学、沉积学特征以及常量元素、磁化率、粒度等进行了研究。结果表明：茶房村剖面具有表土（MS）→全新世黄土（L₀）→古土壤（S₀）→过渡黄土（L_t）→马兰黄土（L₁）的地层序列;化学风化过程中元素Ca、Na、Mg、K和Si表现为迁移特征,Fe则相对富集,呈现Na>Si>Mg>K>Ca>Al>Fe的迁移序列;剖面总体风化程度处于初等向中等过渡的阶段,不同地层的风化强弱顺序为S₀>L_t>L₁>L₀。化学风化强度的变化表明该区自晚更新世以来气候经历了气候干冷→气候回暖→温暖湿润→气候转凉的变化过程。     

以色列Har Keren黄土粒度及地球化学特征分析

黄土广布于全球各地,而不同区域黄土沉积特征存在差异,记录环境变化的机制亦有所不同。对以色列西南部Har Keren(简称HK)地区黄土状沉积剖面进行野外考察,发现其沉积特征与风积黄土较为相似。研究结果表明,HK剖面粒度特征虽表现出风成成因,但粒径整体偏粗且缺少细粉砂组分,说明剖面沉积物主要由近源风力搬运而来,并且在堆积过程中受坡积作用影响,沉积过程较为复杂。HK剖面稀土元素结果表现为右倾型特征,且轻稀土富集、重稀土亏损,Eu中度负异常,与典型风积黄土变化趋势基本一致,但∑REE明显偏低,可能与其物质来源、搬运模式和沉积环境的不同有关。HK剖面常量元素UCC标准化结果与腾格里沙漠边缘黄土分布曲线较为类似,化学蚀变指数(CIA)指示其处于中等化学风化程度,由于研究区气候干旱少雨,主要以物理风化为主,不可能发生较强的化学风化,认为其CIA异常偏高可能与源岩区的化学风化结果有关,由于搬运来的沉积物质中碱金属及碱土金属元素含量整体偏低而导致CIA异常偏高,因此不能真实反映剖面的化学风化程度。     

红色风化壳地球化学特征及对古气候演变的响应——以辽南石槽剖面为例

以辽南地区石槽剖面红色风化壳为研究对象,通过研究剖面的常量元素和地球化学指标,揭示剖面的地球化学特征,探讨剖面化学风化过程以及对古气候环境演变过程的响应。结果表明：石槽剖面红色风化壳中Ca元素重度亏损,其他常量元素均出现了相对富集;石槽剖面风化强度总体上低于南方红色风化壳,属于中等风化阶段;多个地球化学指标的垂向变化表明石槽剖面风化强度表现为风化很强-风化减弱-风化加强-风化较弱4个阶段的变化,指示辽南地区在石槽剖面发育期内古气候环境经历了湿热-暖湿-回暖-相对暖湿的演变过程。     

晋南全新世黄土剖面常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对晋南地区中梁铁厂全新世黄土剖面常量元素含量分析和粒度、磁化率及光释光年代测定,探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及其古环境意义。剖面沉积物的Al₂O₃、TFe₂O₃、K₂O含量变化趋势基本一致,三者含量在古土壤层中较高,代表气候暖湿;剖面常量元素含量与UCC对比具有富Ca而贫Na、K的特征;剖面总体处于低等化学风化强度,介于陕西扶风和宁夏彭阳的剖面之间,其中古土壤层处于中等风化强度,Ca、Na大量淋失。常量元素地球化学特征指示该区全新世以来气候经历了"气候回暖→温暖湿润→气候转凉→持续干凉"的转化过程。1.2-2.5 ka BP期间区域地表流水作用较强,导致了Ca的相对淋失。     

天山北麓典型黄土地球化学特征研究

选择天山北麓地区典型风成黄土钟梁剖面进行常量元素地球化学特征研究。结果表明:天山北麓黄土与黄土高原黄土、伊犁黄土具有相似的常量元素组成,但风化程度明显偏低。在化学风化偏弱的内陆干旱表生环境中,黄土剖面Na元素的活动性强于Ca。进一步分析发现,由于研究区碳酸盐的淋溶淀积作用不明显,Rb/Sr等一些在黄土高原地区能较好指示古气候变化的代用指标并不能很好指示天山北麓黄土成壤强度;但不受物源和沉积环境差异影响的化学蚀变指数CIA能够较好的反映天山北麓黄土成壤强度,可作为在西北内陆干旱区古环境重建的气候代用指标。     

镇江下蜀土剖面的化学风化强度与元素迁移特征

对镇江下蜀土剖面的化学风化强度及元素迁移特征进行了研究, 结合与黄土高原第四纪黄土、古土壤、晚第三纪红粘土以及安徽宣城风成红土等典型风成堆积剖面的对比分析, 得出如下结论: (1) 镇江下蜀土剖面经历了中等强度的化学风化, 明显强于洛川黄土以及古土壤, 显著弱于宣城风成红土, 而与西峰晚第三纪红粘土非常接近。下蜀土的化学风化过程及 其与其他风成堆积剖面风化强度的差异主要受气候条件的控制, 气候条件通过年平均温度和年降水量对化学风化的地球化学环境起重要的影响, 其中降水因素在化学风化过程中可能起着更为重要的制约作用。(2) 镇江下蜀土剖面风化过程中, 绝大部分常量元素的地球化学行为 表现为迁移淋失, 仅Fe 和Ti 轻微富集, 元素的活动性由强至弱依次为: P > Na > Ca > Mg > K > Fe²⁺ > Si > Mn > Al > Ti > Fe³⁺; 常量元素的迁移特征揭示下蜀土的化学风化已经完成初级阶段的去Ca、Na 过程, 并初步进入到去K 风化的中级阶段; 微量元素除Sr、Ga 迁移淋 失外, Th、Ba、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、V 等均表现出富集特征, 这可能与下蜀土风化成壤过 程中的生物地球化学过程以及粘粒、有机质对微量元素的吸附作用有关。(3) 元素迁移在剖面 中的变化特征揭示, 在0.24 Ma 之前的中更新世早、中期, 该区气候较为暖湿, 兼有干湿交替的特征; 中更新世晚期气候偏干凉, 风化淋溶最弱; 至晚更新世早期则又出现一段明显暖湿的成壤时期, 形成下蜀土剖面中的S1 古土壤层。总之, 中更新世以来本区气候整体上向干凉的方向发展。     

安徽宣城向阳剖面第四纪红土常量元素地球化学特征及其古气候意义

安徽宣城向阳剖面是我国南方第四纪红土标准剖面,蕴含着丰富的古环境与古气候信息,对其进行常量元素地球化学特征及古气候的研究,对深刻理解该区红土风化成壤强度与古气候演化、充实中国南方第四纪红土的高分辨率研究具有一定意义。本文基于野外地质地貌、岩性调查与加密采样,运用ZSX PrimusIV型X射线荧光光谱仪(XRF),对该剖面进行常量元素测定,并采用地球化学风化参数指标CIA与BA、元素迁移率等分析方法,结合前人的年代数据,探讨了该剖面红土风化特征及古气候意义。研究表明:(1)向阳剖面常量元素以Fe_2O_3、Al_2O_3、SiO_2为主,具有显著的富硅铝铁化特征,约916 ka以来红土堆积处于相对暖湿的古气候背景下,但是气候总体有向干凉方向变化的趋势;(2)约916 ka以来研究区古气候大致存在7次相对暖湿与相对干凉期的旋回变化;其中,阶段I至阶段II暖湿程度与风化强度较大,气候向暖湿方向发展,阶段III暖湿程度与风化强度均有所降低,阶段IV暖湿程度与风化强度达到最大,是最稳定的时期,阶段V至阶段VII气候一直向干凉方向变化;(3)在6.2 m(约534 ka前)以下部分,红土成土沉积动力强度较大,干湿变化比较强烈,沉积环境不稳定,而此后红土成土沉积动力减弱,沉积环境相对稳定。     

汉江上游谷地与渭河谷地黄土化学风化程度比较

比较汉江上游谷地及渭河谷地典型黄土剖面的元素组成、化学风化强度及常量元素迁移特征,揭示秦岭南北两侧黄土-古土壤剖面的成壤强度及其所指示的环境演变特征,两者差异及共性如下：① 两剖面化学组成均以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,元素组成均一且高度混合,与上部陆地壳（UCC） 的化学成分十分接近,该些证据均指示两区域黄土是来源广泛并经过充分混合的风尘堆积产物。② 据CIA 值可判定MTS 及YHC 剖面均经历了中等风化作用,比较两剖面CIW值、A-CN-K三角图投点特征及元素迁移率知,汉江上游谷地的黄土-古土壤序列经历的化学风化作用更强,Ca 及Na 元素的丢失率更高,Al、Na、Mg、Si 等常量元素的迁出率更大。③ 依据Fe、Na迁移率的全剖面变化曲线知,汉江上游谷地与渭河谷地自全新世以来经历了相同的气候演变阶段,均记录了6000-5000a BP的干冷气候事件。     

南方红土的剖面风化特征

对地处九江的南方红土所作的观察和元素地球化学分析表明 ,南方红土在剖面上存在风化强度的系统变化特征。剖面下部对应网纹红土的层位风化强度大大高于剖面上部对应褐黄色土的层位 ,其中氧化铁游离度从下部 90 %降至上部 4 5 %左右 ,相当于从砖红壤环境转变为红壤环境。这种风化强度的系统变化在北方黄土地层中没有相似表现 ,但可能与黄土记录的中更新世晚期以来粉尘通量逐步加大、干旱化程度逐步加深有着某种关联 ,暗示中更新世晚期以来可能存在较为普遍的气候恶化趋势。     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

中晚全新世以来玛曲高原的化学风化过程演变

在对玛曲高原东南部具有代表性的黄土-古土壤-风成砂沉积剖面进行常量、微量元素及地球化学风化参数分析的基础上,结合¹⁴C测年结果,探讨了中晚全新世以来玛曲高原的化学风化过程。结果表明:(1)不同地化学元素在剖面中的化学活性表现出明显的差异性,常量元素Ca、Si、Na以强烈迁移淋失为主,Fe、Mg则表现为明显富集;元素活动性及迁移顺序为Ca >Si >Na >Al >K >Fe >Mg;常量元素的迁移特征表明玛曲高原处于脱Ca、Na的初期化学风化阶段;微量元素除Sr迁移淋失显著外,Cu、Mn、Zn均呈现出强富集特征。(2)根据典型地化学元素记录的冷干-凉润-凉干-温湿的气候变化过程,结合化学风化指标将玛曲高原中晚全新世以来的化学风化过程划分为3.8 ka BP以前的风化较弱期、3.8~3.5 ka BP风化较强期、3.5~1.6 ka BP风化减弱期和1.6 ka BP以来的风化增强期4个阶段。     

汉江上游弥陀寺黄土-古土壤序列的化学风化特征及其环境意义

对汉江上游谷地弥陀寺黄土剖面的地层序列和常量元素进行了研究,用光释光测年法(OSL)对地层进行了断代。结果显示:剖面中Na2O、Mg O、Ca O表现淋失,Fe2O3、K2O和Al2O3则相对富集,其中在古土壤中这些元素表现淋失或富集程度更为强烈;剖面具有斜长石风化为主的初级化学风化程度,以Ca、Na流失严重为特征;从马兰黄土L1→古土壤S0→全新世黄土L0,风化由弱变强再变弱。这些信息揭示了汉江上游地区晚更新世以来的环境尤其是气候的变化规律:18 000~11 500 a BP气候以干冷为主,进入全新世后逐渐转暖,8 500~3 100 a BP为全新世大暖期,气候温湿,3 100 a BP后气候又转凉,呈现出由"冷干→转暖→暖湿→干凉"的演变过程,同时弥陀寺黄土对6 000~5 000 a BP期间发生的气候波动冷事件也有记录响应。     

甜水沟全新世黄土-古土壤序列风化程度及意义

对大荔人遗址的甜水沟剖面(TSG)全新世黄土-古土壤序列中常量元素含量、磁化率和Rb/Sr比值进行了研究和比对。结果表明:在TSG剖面发育过程中,Ca、Mg、Na表现为迁移淋失,Si、K呈现弱富集特征,Fe的迁移不明显;磁化率、钾钠比、硅铝铁率、SiO2/(MgO+CaO)(、CaO+K2O+Na2O)/Al2O3的分布随地层的变化而同步变化。上述变化指示古土壤S0形成时期,化学风化程度强烈和气候温暖湿润,黄土L0和Lt堆积时期,风化成壤作用较弱和气候相对干旱,而全新世晚期可能曾出现过一次较为暖湿的次级气候变化。     

南方红土的剖面风化特性

对地处九江的南方红土所作的观察和元素地球化学分析表明,南方红土在剖面上存在风化强度的系统变化特性。剖现下部对应网纹红土的层位风化强度大大高于剖面上部对就褐黄色土的层位,其中氧化铁游离度从下部９０％降至上部４５％左右,相当于从砖红壤环境转变为红教育部帝种风化强度的系统变化在北方黄土地层中没有相似表现,但可能与黄土记录的中更瘭世晚期以来粉尘通量逐步加大、干旱化程度逐步加深有着某种关联,暗未中更新世晚工     

关中东部全新世黄土古土壤序列常量元素地球化学特性研究

 对关中盆地东部全新世黄土-古土壤序列(YHC剖面)常量元素分析,发现:YHC剖面化学组成以SiO2、Al2O3和CaO为主,三者平均含量的总和达774.1 g·kg-1,元素含量SiO2 >Al2O3>CaO>Fe2O3>MgO>Na2O>K2OTiO2; 相对黄土L1,Ca、Na、Mg在S0中相对迁移,且Ca、Na淋溶强烈,K、Fe、Al在S0中相对轻微富集; 关中平原东部风化程度弱,处于较弱的脱Ca、Na初级风化阶段(并且可能在沉积源区就已经发生),伴有碳酸盐的淋溶。CIA等揭示的YHC剖面各层的风化顺序S0>Lt>L0>TS>L1UCC,与关中西部扶风和黄土高原中部庄浪相比,关中平原东部的风化程度居中。CIA对气候的响应灵敏,揭示出早全新世风化渐强气候变暖,中全新世风化最强气候暖湿,晚全新世以来风化程度骤然减弱气候恶化,对次一级的气候事件也有反映。     

青海湖南岸全新世黄土地球化学特征及气候环境意义

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的内陆湖泊，通过湖相沉积进行湖区全新世环境演变研究已取得诸多成果。作者选择青海湖南岸黑马河有绝对年代控制的全新世黄土剖面，利用CaCO2、CaO、MgO和Sr元素组分以及氧、碳同位素等较为可靠的地球化学指标，尝试进行了湖区全新世黄土的分层，探讨了黄土堆积过程中的气候环境演变。结果表明，青海湖南岸的黄土按成土作用强度的不同可分为两层：上部为成土化较弱的黄土层；下部为成土化较高的古土壤层，其仍可进一步分为两个亚层。全新世湖区气候环境的波动在地球化学分布特征中有较强表现。     

庐山JL剖面红土磁化率特征及古环境记录

江西九江庐山地区JL剖面红土磁化率测试结果表明:1.典型网纹红土的磁化率远小于弱网纹红土和棕黄色黄土-古土壤,数值上,棕黄色黄土-古土壤是网纹红土的2.33倍.剖面各层段频率磁化率均值变化于10.09％～ 13.71％,且与磁化率显著正相关,表明风化成土作用中形成的超顺磁性颗粒对红土磁性增强具有重要贡献.2.湿润气候和土壤渍水的假潜育环境下铁磁性矿物易于分解、转化、淋失,这可能是导致网纹红土磁化率异常偏小的主因.从而在剖面上磁化率与CIA变化趋势相反,两者峰谷波动又基本一致.3.结合ESR年代,JL红土磁化率沿剖面自下而上分为4个波动式增大的阶段,可与早更新世以来季风环流演变过程中的几个重要转折期对应,记录了大尺度内的古环境变化信息.早更新世以来该区环境湿润程度波动式减弱,气候自中更新世以来由湿热向干冷转变.