THE RELATIONSHIP BETWEEN ENVIRONMENTAL CHANGES AND HUMAN ACTIVITIES DURING THE MEDIEVAL WARM PERIOD AND THE LITTLE ICE AGE IN OTINDAG SANDLAND BY OSL DATING

为了深入了解中世纪暖期和小冰期浑善达克沙地环境变迁与人类活动的关系,对沙地5个具有代表性的风成砂——砂质土剖面序列进行了光释光测年研究.结合粒度、磁化率、烧失量等气候替代性指标及地层中的文化遗存分析,得到了浑善达克沙地近2ka来的环境变迁记录:距今1.45～1.10ka和0.83 ～0.58ka,浑善达克沙地发育砂质土层,气候温暖湿润,与中国唐朝暖期和元朝暖期相对应,欧洲此时经历了中世纪暖期,该地自然环境条件比较优越,旱作农业文化发展.距今1.10～0.83ka和0.58 ～0.20ka,浑善达克沙地发育浅黄色砂层,气候干旱寒冷,沙丘活化,分别与我国宋辽和清朝冷期相对应,其中宋辽冷期是中世纪暖期的气候波动,清朝冷期则对应千欧洲小冰期,游牧文化发展.浑善达克沙地地层序列、气候替代性指标及其所保存的人类文化遗存揭示了自然环境与人类活动的相互关系.2ka以来,气候经历了暖湿与冷干的交替变化,自然环境变化影响了人类生产生活方式.沙地气候事件可能对我国相应时期朝代的兴亡产生过重大影响.     

石英光释光测年揭示的晚第四纪毛乌素沙地演化

本研究利用石英光释光测年的单片再生法(Single­aliquot Regenerative­dose Protocol,简称SAR)对毛乌素沙地内部西北－东南方向5个风成砂－砂质古土壤剖面进行了年代测定,结合年代框架和剖面沉积相、磁化率及粒度特征探讨了晚第四纪以来毛乌素沙地演化和气候变化。研究表明毛乌素沙地在晚第四纪以来经历了多次沙地固定与活化的交替演化： 距今91.0ka,71.0ka,48.0ka,22.0ka,11.6ka,5.0ka,1.1ka,1.0ka和0.4ka前后风成砂沉积,沙地活化,指示气候干旱,植被覆盖度低; 在距今65ka和全新世适宜期(8.5～5.0ka),沙地固定成壤,砂质古土壤发育,指示气候湿润。另外,剖面中风成砂层数变多、厚度增加、粒径变粗指示了晚第四纪以来毛乌素沙地干旱化趋势加强。     

末次盛冰期和全新世大暖期毛乌素沙地的空间变化

沙漠/沙地边缘和内部的古风成沙层、砂质古土壤是重建晚第四纪以来地表变化的直接地质证据.位于我国北方半干旱区的毛乌素沙地,其地表过程对气候变化响应敏感.在对毛乌素沙地进行野外拉网式调查以及前人研究的基础上,我们在沙地南部和东部的沙漠-黄土过渡带发现了大量的埋藏古风成沙丘沉积,指示了干冷期沙漠扩张的最南、东界限;沙地内部广泛发育的砂质古土壤则表明在气候相对暖湿期地表植被生长,土壤发育,沙丘基本被固定.对14个典型风成沙/黄土/古土壤沉积剖面进行了光释光年代学样品的采集和测试,结合空间分析和他人研究结果,发现在末次盛冰期(约26 ～ 16ka),毛乌素沙地的流动沙丘向南、东扩张,扩张距离现代边界约30～ 50km,面积扩大至少约10000km2,占现代沙地面积的25％;在全新世大暖期(约9～5ka),毛乌素沙地大部分被固定,发育了较厚的砂质古土壤.研究结果揭示了毛乌素沙地的地表过程对末次盛冰期和全新世大暖期气候变化的直接响应.     

中国北方东部沙质荒漠化的地学观

中国北方东部的土地荒漠化主要受新构造运动以来的权造－沉积特征、青藏高原隆升所引起的全球气候变化、尤其是亚洲季风等地质背景控制。北方东部沙质荒漠化区域地质分类，按其成因可分为就地起沙型、风沙型和土地粗粒化型等3种类型。其中，就地起沙型沙质荒漠化主要分布在东部毛乌素、科尔沁、浑善达克、呼伦贝尔等沙地内，流经这些沙地的古河道，广泛发育河湖相砂质沉积物以及以砂质沉积物为母质的土壤分布区。风沙型沙质荒漠化主要分布在上述沙地的边缘地带，如毛乌素沙地以南的覆沙黄土区等。土地粗化主要分布在内蒙古锡林郭勒草原－河北坝上草原－河北坝上草原，其土壤类型多为含砾沙土，其土壤母质为基岩风化壳、残坡积或冲洪积物。荒漠化发展趋势上，尽管就地起沙型沙质荒漠化在毛乌素、科尔沁和浑善达达沙地的局部地区均有所逆转，但总体上，在北方广大地区，主要以地表土壤粗化为主的荒漠化和风沙型荒漠化等均有不同程度的扩大。上述不同类型的沙质荒漠化，总体上受地背景控制。其中，第四纪以来的构造－沉积特征控制着不同类型荒漠化的区域分布，气候变化控制着荒漠化的进程，人类活动则是在上述背景的基础上进行。     

中国北方沙漠/沙地锆石形态特征及其对物源的指示

单颗粒锆石的形态、颜色等特征记录了其母岩结晶过程的温度、压力、结晶介质的化学性质等信息,鉴定不同沙漠/沙地碎屑锆石的晶体形态特征可以指示沉积物的原岩类型,进而可以帮助追溯物源.本文分析了中国北方塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等6个沙漠/沙地36个地表样品的碎屑锆石形态特征.结果显示,同一沙漠/沙地样品锆石形态特征较为一致,而不同沙漠/沙地样品锆石形态有差异.塔克拉玛干沙漠锆石多为无色或淡紫色,包裹体较少,锆石颗粒锥面较发育,短柱状锆石含量较多,指示该沙漠物质主要来自其北缘天山山脉早中生代碱性花岗岩.巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠锆石形态特征较类似,相比较而言巴丹吉林沙漠锆石多为淡粉色,形态上锥面较发育,较少见到包裹体;而腾格里沙漠锆石颗粒细长柱较多和含包裹体颗粒较多,这两个沙漠物质可能来自其南部中央造山带的变质岩和其北缘中亚造山带早中生代碱性花岗岩.毛乌素沙地多为深色、锥面发育和短柱状颗粒锆石较常见,含包裹体颗粒较多,该沙地物质主要来自其西北孔兹岩带以及北部阴山山脉碱性花岗岩.浑善达克沙地锆石形态似毛乌素沙地,指示其物源与毛乌素沙地类似.科尔沁沙地锆石磨蚀严重,扁柱状锆石颗粒较常见,指示该沙地物质大部分来自其南缘燕山山脉的显生宙浅海沉积岩.本研究表明碎屑锆石形态特征可以指示沙漠或沙地沉积物的源区.     

末次盛冰期以来科尔沁沙地古气候变化及其边界重建

利用光释光测年技术,获得了覆盖科尔沁沙地内部及外围的20个风成沙-砂质古土壤沉积序列的年代.在分析前人研究的基础上,结合地层和气候代用指标重建了末次盛冰期以来科尔沁沙地的演化过程.结果表明:科尔沁沙地的气候变化和沙丘的固定与活化主要经历了4个阶段,即:26 ～ 12ka,气候极端干冷,沙地大面积活化;12.0 ～9.5ka,气候趋于暖湿,但仍比较干冷,沙地由大规模沙化向固定成壤过渡;9.5～2.5ka,气候暖湿,沙地基本固定;2.5ka以来,气候呈干冷与暖湿交替状态,沙地亦存在多次固定与活化,其中,从1.5ka开始,沙丘活化明显.基于风沙沉积序列的空间分布和光释光测年结果,末次盛冰期科尔沁沙地同时向南和北扩展:南至翁牛特-库伦旗一线,至少扩张了26km;北至霍林河一带,至少扩张了30km;东界受东辽河限制,与现代边界几乎一致.沙地面积较现代扩张了至少2.05×104km2,扩大了37.7％.全新世大暖期,沙丘大面积固定.研究表明,科尔沁沙地气候与环境演变受东亚季风影响,也是全球气候变化的区域响应.     

中国三北地区荒漠化区域分类与发展趋势综合研究

中国北方土地荒漠化主要受青藏高原隆升以来形成的构造－沉积特征、水文地质条件、全球气候变化、尤其是亚洲季风等地质背景控制。本文仅对北方沙质荒漠化、水蚀荒漠化两种主要的荒漠化类型的区域地质分布、成因及其发展趋势进行探讨。三北地区沙质荒漠化依成因可分为：就地起沙型、风沙侵入型和土地粗粒化型等。就地起沙型沙质荒漠化主要分布在西部内陆盆地周缘冲洪积扇上，中东部高原、冲积平原上的沙漠边缘地带、沙地内部和流经这些沙漠和沙地的古河道，以及河湖相砂质沉积物和以砂质沉积物为母质的土壤分布区；风沙侵入型沙质荒漠化主要分布在上述沙漠、沙地边缘的下风地带，如巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的东南缘、毛乌素沙地以南的覆沙黄土区、科尔沁沙地以东的辽河平原等；土地粗化主要分布在西部盆地沙漠与戈壁的过渡地带、中东部高原砾质沙草原。沙质荒漠化在毛乌素、科尔沁和浑善达克等沙地、河西走廊的局部地区有所逆转，但三北地区总体上仍呈恶化趋势，尤其是以地表土壤粗化为主的沙质荒漠化的发展更应引起人们的关注。水蚀荒漠化依地质背景之不同可分为土漠化和岩漠化两类，前者主要分布在北方中部黄土高原地区、内蒙古科尔沁沙地南侧的黄土分布区等；后者主要分布于太行山北部、辽宁西北部的基岩山区。晋陕蒙交界地带、甘肃平凉北部、定西地区和科尔沁沙地东南的蒙辽交界处等地水蚀荒漠化形势严峻；以小流域水土流失为主的治理工程使陕西的吴旗、延安、洛川等地和朝阳河中上游地区水蚀荒漠化有所好转。总之，第四纪以来的构造－沉积特征控制着不同类型荒漠化的区域分布，气候变化和水文地质条件控制着漠化的进程，人类不合理的经济活动则更是荒漠化过程的催化剂，尽管在局部、在一定的时间段内可使这一过程得以缓解甚至逆转。     

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

中国北方晚第四纪气候变化的沙漠与黄土记录* ——以光释光年代为基础的直接对比

中国北方有约200×10⁴km²的面积被黄土、沙漠和荒漠戈壁沉积物覆盖,这些地区堆积物的形成变化与第四纪气候变化密切相关。关于中国北方沙漠与黄土记录晚第四纪古气候变化的研究不少,但是,由于受到方法和条件等限制,系统的(高密度的)和独立的年代学工作比较薄弱,从而使诸多已经发表的关于沙漠-黄土记录的亚轨道时间尺度气候变化的结论受到质疑。文章通过对黄土高原代表性的4个末次冰期以来的黄土剖面以及毛乌素、浑善达克和科尔沁沙地的20多个末次冰期-全新世的沙-砂质古土壤剖面的研究,获得了150多个独立的光释光年龄数据。在此基础上,结合200多个样品的粒度、有机质含量和磁化率数据,重建末次冰期以来中国北方气候变化过程,对比分析沙地与黄土古气候记录的联系。结果表明,中国北方古气候在57.5~52.5kaB.P.相对干旱,41.5~37.3kaB.P.相对湿润,26~22kaB.P.逐渐干旱,22~18kaB.P.极端干旱,15~10kaB.P.干旱,10~8kaB.P.为干旱减弱的时期,8.0~2.4kaB.P.相对湿润,而2.4kaB.P.以来气候为相对干旱。其间,在8.0~2.4kaB.P.的湿润时期有几次干旱事件,而2.4kaB.P.以来气候变化频繁。具有独立年代控制的黄土和沙漠记录表明,中国北方的气候变化对轨道时间尺度的太阳辐射变化有大约3~4ka的滞后。     

末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨过程:沉积证据

毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,对于气候变化响应敏感.基于沙地的侵蚀-堆积关系,在侵蚀作用为主的沙地西北部和中部很难找到沉积相对连续且分辨率较高的地层剖面,因此已有的末次冰期古气候环境研究多集中于堆积作用为主的沙地东南缘的萨拉乌苏河河谷地区.本文选取位于沙地腹地,厚度为3.5 m的风成砂-河湖相沉积序列——神水台(SSTG)剖面为研究对象,基于AMS 14C和OSL年代数据,推测得出剖面中湖相层的上界和下界分别为约24.2 ka B.P .和42.7ka B.P.,依据沉积地层和环境代用指标分析结果,针对末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨的一般过程进行了探讨.结果表明,自约5万年以来,由神水台(SSTG)剖面指示了两次明显的湖泊主要发育期,时间分别约为42.7~34.3 ka B.P.和31.1~24.2 ka B.P.,期间粘土含量、有机质、红度均表现为低值,为含淡水螺壳化石的典型湖泊相沉积,且与毛乌素沙地已有湖泊发育的年代结果基本一致.在两期湖相层之间的砂层,平均粒径、砂含量表现为峰值,指示了一次明显的湖泊消退的过程,其时间约为34.3~31.1 ka B.P.;在湖相层上下可能均为风力作用为主导的风沙沉积.通过区域对比并初步探讨其可能的驱动机制,结果表明SSTG剖面记录的湖泊消涨过程主要受控于东亚季风强度的变化.     

中国地热学研究之进展

简要回顾我国地热研究的历程，详细评述和归纳我国大地热流测试和其地抽、地球物理的函义，以及地热资料分布特点和其形成机制研究的进展，最后指出我国地热学的发展方向。     

中国宝石学研究十年新进展

９０年代以来,我国宝石学进入了一个新的发展阶段。在宝石资源与宝石矿物、宝石鉴定、人工合成宝石和宝石优化处理技术等各方面,都有了很大的进展。本文从宝石资源与宝石矿物研究、现代宝石学研究重点和未来宝石学研究发展趋势三个方面,论述了我国宝石学１０年发展的概况。     

云南寻甸地区最近八千年气候环境变迁

通过对云南寻甸白石岩仙人洞1号石笋进行高精度TIM S-U系测年和氧碳稳定同位素分析,重建了寻甸地区中全新世8. 0ka 以来高分辨率古气候演化序列。石笋剖面的碳氧同位素记录揭示,云南寻甸地区自8. 0kaB. P.以来的气候演化可以分为三个气候期: (1) 8000～6000aB. P.为温暖湿润期,夏季风强盛,气温较高,降水丰沛,石笋的氧碳同位素偏负; ( 2) 6000～5200 a B. P.为季风气候衰退期,在这期间气温和降水都发生了较大变化,气候由温湿变为冷干,石笋氧碳同位素持续偏正; ( 3) 5200～2100aB. P.凉干气候期,这一时期气候基本稳定,东亚季风对气候影响较大,但气温和降水都低于第一个气候稳定期。      

表生环境条件形成的石盐流体包裹体研究进展

系统介绍了近些年来国外在表生环境条件形成的石盐流体包裹体均一温度、水体组分、δD和δ18O同位素、气体成分及微生物等信息提取和应用方面的研究进展。这些研究进展充分表明表生环境条件形成的石盐流体包裹体是目前利用蒸发盐定量获取古气候环境（温度、湿度）参数、揭示海洋和盐湖水体地质历史时期的长期演化以及丰富和深化成盐成矿理论的良好地质载体。分析了我国目前在这一研究领域同国外相比的差距、潜在优势和发展前景。     

论南方岩溶山区生态环境的元素有效态

岩溶环境的元素有效态应当考虑土壤固体、岩溶水、土壤水三种载体。岩溶区富钙偏碱的地球化学背景使土壤中的元素有效态含量较低,但相对来说,岩石背景含量高的元素,其土壤中的有效态含量也明显较高。南方岩溶区强烈的岩溶作用,不但使岩石和土壤中可溶性的Ca、Mg、Na、K大量溶解于水中,而且,某些难溶元素,如Si、Al、Fe、Mn等在岩溶水和土壤水中也有一定的离子含量,使之成为植物中元素的一部分来源。      

我国勘查地球物理的若干进展-1995年

1995年是我国第八个五年计划最后一年。在过去五年中,我国油气地球物理工作稳步增长。三维地震、储层描述和横向预测地球物理技术有长足进展,三维地震叠前深度偏移处理等前沿技术已获应用,直接找油气地球物理技术受到进一步重视,非线性反演及粘弹性、双相、各向异性介质中波传播有关问题成为研究热点。非能源矿产地球物理工作始终处于低谷,但有关技术发展并未停顿。瞬变电磁等方法已基本形成我国自己软硬件配套系统,分布式多道同步电磁采集系统及综合电法工作站等已有可喜成果。对工程和环境地球物理工作日益增长的市场需求带动了有关地球物理技术的发展,但需要系统性重点研究项目的导向和支持。     

我国勘查地球物理的若干进展-1989年

我国有一支约18万人的勘查地球物理队伍,其工作规模居世界前列,每年取得大量应用成果和研究成果。中国地质学会勘探地球物理专业委员会将每年编写一篇综述,报导前一年我国勘查地球物理的若干主要进展。本文是第一篇。它按航空和海洋地球物理、地震、地球物理测井和地下地球物理、地面电法、地面重力和磁法、地面γ能谱等分别加以叙述。它提供了我国航空地球物理和地震去年的工作队数和完成的工作量,以后也将每年报导这些数字和其它一些统计数字。它报导了去年我国一些主要地球物理方法的技术和应用的进展,但不覆盖所有的地球物理方法和应用领域。资料说明地震始终是我国最主要的地球物理方法,在油气勘查以外的领域中它的重要性也在继续增大,并取得迅速的技术进展。电磁法正受到我国物探工作者更大的重视。本文第一部分还报导了我国勘查地球物理队伍的某些基本情况和统计数字。     

湿地生态过程研究进展

湿地生态过程的研究是湿地研究的核心内容,是研究其物理过程、化学过程和生物过程及其相互关系以及这些过程与湿地功能的关系。介绍湿地生态过程的概念,并对湿地生态过程的三个方面即有机物的生产过程(生物过程)、营养物质循环(化学过程)和能量流动及其水文过程(物理过程)的研究进展进行了述评,并对生物过程、化学过程和物理过程的研究方法进行了剖析,同时对生态过程的研究前景进行了简要分析。     

海洋中溶存甲烷研究进展

CH₄是大气中的重要微量气体，对全球变暖和大气化学有重要作用。海洋是大气甲烷的重要源和汇。开展海洋中溶存甲烷的研究，有助于了解海洋对大气甲烷和全球变化的贡献。综述了海洋中溶存甲烷的研究现状，着重介绍了海洋中溶存甲烷的分布特征、海气交换通量的估算及其生物地球化学循环，并探讨了该领域研究中存在的问题。