松嫩平原中更新世以来气候干旱化

哈尔滨黄土位于欧亚黄土带最东端,是研究气候干旱化的理想载体,对于重建松嫩平原气候干旱化历史及完善亚洲内陆干旱化东进进程具有重要意义。然而,松嫩平原干旱化的相关研究相当薄弱,黄土与区域构造—气候—水系演化之间的耦合关系尚未明确。对哈尔滨黄土—古土壤序列进行了沉积学特征分析以及粒度、磁化率、总有机碳和Sr-Nd同位素组成测试,结合粒度端元和小波分析,对松嫩平原气候干旱化历史及驱动机制进行研究。结果表明:受高纬度寒冷气候影响,哈尔滨黄土—古土壤序列的沉积特征与其他地区存在显著差异,潜育化的沉积环境是古土壤层磁化率呈现低值的主控因素;哈尔滨黄土堆积的出现指示了松嫩平原干旱化和松嫩沙地的发育始于~460 ka;黄土大于63 μm以及EM3端元组分共同指示了380 ka和300 ka两次明显的干旱化加剧和沙地扩张事件;TOC和Sr同位素指标揭示了这种干旱化加剧的现象一直持续到180 ka。此后,松嫩平原的气候逐渐趋于暖湿。研究显示,全球气候变冷（冰量的扩增）—区域构造（松辽分水岭隆起）—水系演化（松辽水系的变迁）共同驱动了松嫩平原气候干旱化。上述认识对松嫩平原的生态与社会经济的可持续发展具有重要意义。     

哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示

哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(＜5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σ、Mz-SK、Mz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y＜0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.      

哈尔滨荒山黄土的成因——粒度、地球化学、磁化率、沉积和地貌特征的整合记录

哈尔滨荒山黄土位于欧亚黄土带的最东端,毗邻亚洲大陆干旱带的东部边缘,对它的成因机制研究有助于我们深层次理解松嫩平原地貌-气候-粉尘堆积的耦合关系。然而,目前荒山黄土成因还存在认识上的不统一。我们通过野外观察及对哈尔滨荒山钻井岩芯进行粒度、元素地球化学组成和磁化率分析,进而探讨荒山黄土的成因机制。结果表明:荒山黄土的粒度组成以粗粉砂级(16～63μm)为主,粒度参数特征(平均粒径、中值粒径、标准偏差、偏度和峰态)、粒度像特征(C-M、A-M和L-M)、判别式函数及Kd值对荒山黄土风成成因的指示不明显; L1-L5黄土的元素地球化学组成也没有与受流水改造的L5次生黄土和黄土-古土壤序列下伏的河湖相沉积(荒山组)区分开;荒山黄土-古土壤序列的磁化率呈现出周期性高低变化的特征,与黄土高原典型风成黄土剖面具有较好的一致性;结合野外观察,荒山黄土具有均一沉积和垂直节理发育等风成黄土典型特征。本文运用整合的方法确定哈尔滨荒山黄土为风积成因。黄土的粒度和地球化学指标作为黄土成因机制的替代性指标存在一定的局限性,在实际应用中应当结合野外观察和磁化率等其他替代性指标共同使用,才能够从中提取正确的成因机制信息。     

引水灌区黄土地质灾害成因机制与防控技术 ——以黄河三峡库区甘肃黑方台移民灌区为例

黄土是具有水敏性的特殊类土,遇水后性质发生明显变化,甚至引发地质灾害.甘肃黑方台地区由于引水灌溉引发的滑坡和黄土湿陷等灾害十分严重,也很典型,已成为地质灾害研究和工程实践的热点地区之一.针对引水灌区黄土地质灾害成因机制研究与防控技术中存在的问题,以黑方台地区为例,从灌溉水入渗引起的地下水动力场与黄土工程地质性质响应及其诱发的黄土滑坡和黄土湿陷灾害等方面开展了国际合作研究.研究表明,40余年引水灌溉导致台塬中心部位地下水位上升了20m,升幅为0.476m/a,导致滑坡灾害频发,平均每年发生3～4次,引起黄土湿陷总量达5.9m,非饱和黄土和湿陷系数小于0.015的黄土所引起的湿陷量达到2.16m,对黄土湿陷性研究提出新的挑战.灌区地质灾害风险防控的关键是改变灌溉模式,减少地下水补给,实施排水工程,有效地降低斜坡地带的地下水位.     

土耳其Nallihan黄土-古土壤岩石磁学特征及其环境意义

黄土广泛分布在东欧和西亚地区,但位于欧亚大陆连接地带的土耳其未见风积黄土的报道,本文对位于土耳其首都安卡拉西北的Nallihan新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的环境磁学研究,结合粒度参数和稀土元素指标,讨论土耳其黄土的成因和磁化率变化机制.研究结果显示:土耳其Nallihan S0～L3黄土剖面与典型风积的西伯利亚和中国西峰黄土的粒度特征图形态相似4暗示它们的成因相似性;稀土分配模式与黄土高原黄土基本一致,为上地壳平均值,指示了风积黄土在搬运过程中经过充分混合,整个剖面上下稀土模式分配高度吻合,说明研究区黄土堆积期间物源区相对稳定.热磁和磁滞分析表明样品的主要载磁矿物是亚铁磁性矿物磁铁矿/磁赤铁矿.该剖面磁化率在古土壤获得高值,在黄土层获得低值,磁化率与成土作用和指示细颗粒磁性矿物贡献的xfd％、xARM正相关,说明成土作用生成的细颗粒亚铁磁性矿物是磁化率增强的主导因素,土耳其黄土剖面磁化率总体上低于中国黄土高原地区黄土.该黄土剖面中有一层古土壤层S2,其顶部覆盖一层砾石层,说明在该间冰期发生过洪水作用,将高坡风化的砾石层冲到土层中堆积下来,在该砾石层之下的古土壤层,磁化率降低,可能与该时期土壤层湿度大,形成湿润氧化环境,导致部分强磁性的超顺畅/稳定单畴(SP/SSD)颗粒磁性矿物转化为弱磁性矿物,使得磁化率降低.     

东北平原东部天恒山钻孔的粒度特征及其对地层划分的指示

东北平原东部荒山剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,但针对该剖面的地层划分和成因的研究尚存在不同看法,对其开展详细的粒度特征研究有望对该剖面的地层划分和地层成因提供进一步的认识。通过天恒山（THS）钻孔对该区地层进行高分辨率的粒度特征研究,并与黄土高原典型黄土进行对比。研究结果显示哈尔滨组地层平均粒径、中值粒径以及粒级百分含量等大幅度波动,呈现黄土-古土壤地层旋回变化特征,黄土层粒度粗,古土壤层粒度细,与黄土高原典型第四纪黄土的粒度特征一致。荒山组地层则呈现小幅度波动,沉积动力较稳定。哈尔滨组和荒山组的粒度频率分布、C-M图及粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、峰度）等特征均存在显著差别,指示二者的沉积动力过程明显不同。基于以上粒度特征,结合沉积相特征和已有划分方法,THS钻孔中-晚更新世地层自上而下可划分为哈尔滨组和荒山组,并将哈尔滨组地层判定为风成堆积,将荒山组地层判定为河湖相沉积。      

松嫩平原土地沙化现状与动态变化

松嫩平原沙地主要分布于松嫩平原的中西部地区,包括松嫩沙地和科尔沁沙地的一部分.沙地分布区处于半干旱地区,年降水量在350~450 mm,是松嫩平原生态环境变化的敏感地区.采用RS和GIS集成技术,对松嫩平原1986年和2001年的沙地进行遥感解译,结合野外调查,研究松嫩平原沙地分布的现状及其动态变化.结果表明,松嫩平原土地沙化有进一步发展的趋势,2001年沙地面积比1986年增加了861.1 km²,沙地平均每年以0.44%的速度扩展.其中,重度沙地变化率最大,中度沙地面积数量增加最多,轻度沙地略有减少.     

山东青州地区黄土的粒度组成及成因分析

在鲁中山地北侧的山间谷地及山麓地带广泛发育厚度不一的黄土堆积。对该区青州傅家庄黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与黄土高原的第四纪黄土-古土壤、北京现代降尘、剖面附近的河流相样品进行了对比。结果表明, 青州黄土的粒度分布特征与北京现代降尘、黄土高原黄土非常相似, 与河流相样品则有很大的不同; 在整个序列中, 青州黄土粒度变化与黄土高原典型的风成黄土、古土壤一致, 黄土层颗粒粗, 古土壤层颗粒细。上述结果从沉积学的角度为青州黄土风成成因提供了证据。青州黄土的粒度组成特征及前人的研究表明, 青州黄土主要来源于沉积区以北的黄泛平原和莱州弯等地出露的海相地层, 其次是高空气流携带的西北内陆的远缘粉尘。      

黑龙江省松嫩平原地下水资源开发利用中主要问题及对策

松嫩平原是黑龙江省社会经济最发达地带,在社会经济发展中占有举足轻重的地位,随着经济迅速发展,地下水开采量不断增加,在地下水开发利用中还存在许多问题,如：地下水水位区域性持续下降、地面沉降、地下水污染不断加重、用水结构不合理、地下水资源浪费和农村饮水安全等问题.地下水资源量不断减少,供需矛盾不断加重,已经严重制约本区社会经济的发展.因此,必须采取相应对策,合理开发利用地下水资源,为经济社会可持续发展奠定坚实的物质基础.     

中亚干旱区第四系黄土和干旱环境研究进展

中亚黄土位于连接欧洲黄土和中国黄土的咽喉地带,黄土地层的古气候记录研究对完整认识地质时期欧亚大陆古气候的演化历史、空间差异和不同时间尺度上的主控因素,深入理解欧亚大陆西风—季风系统的相互作用机制有重要意义。然而,中亚黄土的研究程度与欧洲和中国黄土相比明显偏弱,尤其与中国黄土的对比研究亟待加强。综述了近些年中亚第四系黄土研究的主要进展,基于代表性剖面和中国黄土古气候记录粗框架的对比,讨论了中亚干旱区第四纪以来构造尺度上的干旱化过程,轨道尺度上的干湿变化历史和亚轨道尺度上的干湿变化及其与东亚季风区古气候变化的相位关系。     

松嫩沙地Sr?Nd同位素组成特征

作为亚洲风尘源区的中国北方干旱—半干旱地区的Sr?Nd同位素组成已得到很好的研究,但位于欧亚黄土带最东端的松嫩沙地尚是空白,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为此,系统采集了松嫩沙地19个区域90个河流沙和风成沙样品,并对这些样品进行了分粒级处理（<63 μm、63~30 μm、30~10 μm、<10 μm和<30 μm）。对116个分粒级子样的酸不溶物（硅酸盐组分）进行了Sr?Nd同位素组成的测定。研究结果表明,松嫩沙地可划分出两个大区（嫩江水系和松花江水系）和七个小区,嫩江水系沉积物的Nd同位素组成显著高于松花江水系,而Sr同位素组成明显偏低。松嫩沙地8个剖面纵向上的同位素特征显示,Sr?Nd同位素组成存在“时间效应”,即随时间发生了明显变化,表明了源区地球化学组成的不稳定性。分粒级组成表明,粒度对87Sr/86Sr比值的影响很小,但对Nd同位素组成有明显影响,且存在Nd同位素比值富集在粗颗粒组分中的趋势,这与以往的研究结果不同。无论是地质历史时期还是现在,嫩江水系沉积物（大庆、杜蒙、齐齐哈尔、泰来、白城）对哈尔滨粉尘的贡献都很小。哈尔滨黄土与现代尘暴粉尘有不同的物源,哈尔滨黄土是春季尘暴天气作用的产物,有一个混合源,松花江水系沉积物（扶余、德惠、榆树等地）是哈尔滨黄土的主要粉尘源区,内蒙古中东部的沙地也为哈尔滨黄土贡献了部分的细颗粒粉尘。     

塔吉克斯坦南部黄土沉积

帕米尔高原以西的中亚黄土主要分布在帕米尔和天山的山前地带,其中以塔吉克斯坦南部的黄土分布最广。该地黄土的厚度最大可达１８０～２００ｍ,其底界年龄在２．０Ｍａ左右。野外地层观察表明,塔吉克斯坦黄土与中国黄土具有较好的一致性。塔吉克斯坦黄土来自卡拉库姆等沙漠,该地具地中海型气候条件,且搬运黄土的风力系统与中国黄土不同,而两地黄土地层则有较高的可对比性,这似乎意味着第四纪时期亚洲中纬度干旱区气候变化受某个共同的因子所制约。     

风积砂-黄土过渡型砂性黄土动力特性试验研究

随着沙漠-黄土高原过渡地带各类资源的不断勘探和开发,对风积砂-黄土过渡型砂性黄土的动力特性缺乏了解这一问题愈来愈成为此类地区地震与人工动力相关工程建设发展的制约因素。本文在等压固结条件下,通过进行室内固结不排水动三轴试验,获得了风积砂-黄土过渡型砂性黄土的动力学参数,并以此为基础绘制了风积砂-黄土过渡型砂性黄土的动应力-应变关系曲线,探讨了风积砂-黄土过渡型砂性黄土动模量的变化特征、阻尼比随动剪应变变化的曲线关系及适合的拟合模型,进一步建立了适用于风积砂-黄土过渡型砂性黄土的等效动黏弹性本构模型。结果表明:Hardin双曲线模型对风积砂-黄土过渡型砂性黄土动剪切模量与动剪应变关系曲线的拟合较好,而幂函数经验公式对阻尼比与动剪应变关系曲线的拟合较好。本文研究结果为风积砂-黄土过渡型砂性黄土动力特性的研究提供了基础。     

中更新世以来哈尔滨黄土有机碳同位素组成及其古气候意义

研究黄土-古土壤序列有机碳同位素组成与古植被和古气候的关系,对于重建第四纪环境变化过程有重要意义。然而,东北地区黄土有机碳同位素组成的研究尚未展开。本文对哈尔滨荒山岩芯开展了黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成和磁化率分析。结果表明,中更新世以来有机碳同位素组成在古土壤层和黄土层的均值分别为–24.8‰和–25.1‰,整体上古土壤层有机碳同位素组成较黄土层偏正,而S0和S2古土壤层相对偏负。利用端元法恢复过去C_3/C_4植物的相对丰度,揭示出中更新世以来研究区C_3植物占绝对优势地位。通过与海面温度和深海氧同位素以及东北地区赤峰黄土的有机碳同位素进行耦合对比,发现荒山岩芯的有机碳同位素组成变化与温度呈正相关,表明温度是植物碳同位素组成变化的主控因素。然而在某些间冰期时期,比如S0、S2层以及S3古土壤层中部,降水可能成为主要因素。上述研究表明东北地区植物生长对气候响应具有复杂性。这些认识对于理解哈尔滨地区C_3植物的生长因子具有重要的借鉴意义。     

晋东南黄土

本文论述了晋东南榆社一带的各期黄土。这里是黄土自西而东分布的过渡地带,黄土的性状有共性也有各自的特性。晋东南的黄土分为早更新世老Ｒ红土、早至中更新世新Ｒ红土、中更新世上离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。古地磁年代学测试和剖面观察获得的各期黄土年龄为：老Ｒ红土形成于２．５－１．５ＭａＢ．Ｐ,新Ｒ红士形成于０．９—０．６ＭａＢ．Ｐ,离石黄土形成于０．６—０．１ＭａＢ．Ｐ。它们彼此之间都有不整合面相隔。自Ｒ红土开始出现,就意味着榆社古湖开始消失,气候环境向半干旱－半湿润方向发展。但比黄土高原略为湿润,夏季风的影响更强些。     

多目标地球化学调查数据在松嫩平原油气藏远景预测的应用

利用全国多目标土地调查获得的海量地球化学数据,以松嫩平原深层样品为研究对象,利用卤族元素和全碳、氧化钙等异常特征,结合地质特征对松嫩平原油气藏进行预测.在松嫩平原圈定了3个油气藏远景区,其中YQ-1位于大庆油田东部,具有较好发现油气藏的潜力.YQ-2、YQ-3具有进一步发现油气藏潜力.     

张夏黄土组成特征及其成因分析

大沙河沿岸阶地、山麓地带广泛发育厚度不一的黄土层堆积，笔者对张夏黄土剖面研究后认为，张夏黄土物质来源复杂，既有西风漂流、西北气流、莱州湾气流搬运来的物质，又有近地生成的颗粒，堆积期间又经过明显的水流作用。张夏黄土、古土壤的堆积、发育与晚更新世气候变化相吻合，同时又受到当地微地貌的影响，缺失黑垆土和全新世堆积。张夏、淄博均在山东省中部，其黄土成分较细，使山东黄土在宏观上没有规律可循，更加显示出黄土的复杂多样。     

山西运城盆地北部峨嵋台地晚更新世—全新世地质环境变化及其对人类聚落分布的影响

新构造运动及自然环境的变化深刻影响着人类聚落的形成与分布.山西运城盆地北部的峨嵋台地中段自北向南发育孤山隆起、埝底洼地、三管高地,现今人类聚落在相对平坦的埝底洼地中较少,而是围绕低洼地带周缘斜坡带分布.野外地质调查发现,研究区广泛分布的马兰黄土之上覆盖着一套冲洪积物、湖相沉积及河流相沉积.文章对不同地貌部位典型剖面开展...     

灌溉诱发黄土滑坡的发育机制研究

黄土滑坡机理是黄土地质灾害领域研究的热点,而黄土介质干湿演替水-力特性变化、地下水动力场响应以及由此造成的斜坡稳定性变化是其形成的关键。本文在黑方台非饱和黄土水-力特性测试的基础上,结合斜坡地带灌溉引起的非饱和渗流演化过程与发展趋势,探讨了这种滑坡的发育机制。结果表明:随着灌溉持续,长期的正水均衡场引起地下水位上升,包气带增湿后非饱和黄土的吸力下降,强度显著降低,同时饱和区孔压上升,斜坡地带水力梯度增大,提高了水流的渗透力,致使斜坡稳定性下降,斜坡稳定系数随地下水位上升呈线性降低,当地下水位升至55m时达到坡体极限平衡状态,遇有利触发条件即可能失稳滑动,但地下水位变化对最危险滑面位置影响较小。     

青藏高原东北缘若尔盖盆地黄土的成因

通过对盆地黄土的粒度组分、石英砂的表面结构以及其它地质现象的综合研究,对若尔盖盆地黄土成因进行了探讨.在黄土的概率累计曲线上,跃进组分和悬移组分反映明显,以悬移组分为主,并采用矩阵法计算了黄土的粒度参数.对黄土扫描电镜观察和石英颗粒表面特征的统计分析,反映出气流搬运的特点,以发育碟形坑为其主要标志,具有风成环境的表面特征组合.黄土中孢粉稀少,并在邻区黄土层中发现有冰楔构造.根据上述特征分析出,若尔盖盆地黄土应为冰缘风成黄土.以测年资料为依据,黄土形成年代主要为马兰期茶镇梁子黄土和离石期索克藏寺黄土.