青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

青海共和盆地达连海晚第四纪高湖面与末次冰消期以来的环境变化

干旱区晚第四纪已有较多高湖面与湖泊演化的报道和研究,对于认识区域环境变化有重要意义,但高湖面出现的时间尚存争议,高分辨率的气候环境记录仍相对缺乏。本文通过青海共和盆地达连海湖岸地貌考察和AMS 14C 年代学研究,讨论达连海古湖晚第四纪高湖面出现的可能时间; 并通过达连海DLH99孔岩芯年代和高分辨率代用指标,讨论高原东北缘末次冰消期以来的气候环境变化。达连海周围存在6级高湖面岸线或台地,14C 测年结果显示,最低的两级湖岸堤形成于全新世,其余湖岸台地年代均老于44cal.kaB.P.,当时在达连海地区形成一个较大的古湖泊。DLH99孔显示达连海近15cal.kaB.P.沉积了40.92m的湖相沉积物,平均沉积速率高达2.7mm/a。孢粉资料揭示出,现代干旱的共和盆地在末次冰消期以来存在两个山地针叶林发育阶段,分别位于末次冰消期和全新世早中期。全新世早中期是适合山地针叶林植被发育的气候最宜期,而晚全新世山地森林植被整体衰退。粒度分析结果显示,达连海全新世低水位时期对应于岩芯中部山地森林植被发育的晚期,出现较强烈干旱事件(岩芯深13～15m段),这种湖泊水位与植被所指示的气候变化不一致现象(即低水位时期盆地内耐旱植物和山地乔木花粉同时增加),可能揭示出干旱区山地与盆地环境对区域气候不同响应。达连海存在的系列高湖面和冰消期以来的完整气候记录,为理解晚第四纪季风边缘区气候变化过程及其机制提供了条件。     

末次冰消期以来民勤盆地沉积地层记录及年代学研究

石羊河流域位于西北干旱区河西走廊东段,是西北干旱区与东部季风区的交汇过渡地带。流域下游的民勤盆地分布有大量保存完整的湖相沉积地层和湖岸地貌,这些沉积地层和地貌景观在整个西北干旱、半干旱地区极具代表性,是进行古气候环境研究的理想场所。鉴于此,选取民勤盆地的青土湖剖面、西渠剖面、沙坑井剖面、九坨墚剖面作为研究对象,通过剖面地层对比及可靠14C测年,探讨了区域末次冰消期以来的气候变化的几个大的阶段。主要结论和认识如下:13000aBP前和9500—6700aBP两个阶段,区域沉积地层以风成砂、河流砂沉积为主,气候环境表现为干旱;13000—9500aBP和6700—1100aBP两个阶段,区域沉积地层表现为湖相沉积的粉砂沉积为主,气候环境表现为湿润;1100—0aBP风成砂等的沉积阶段,气候环境表现为干旱。     

中国含油气盆地粘土矿物的某些矿物学特征

本文总结归纳了２０多个含油气盆地粘土矿物的类型，讨论了８种较常见的、６种较少见的和３种极少见的粘土矿物的Ｘ射线衍射特征及其成分、形态和分布等方面的矿物学特征．     

末次冰消期以来东海内陆架沉积速率及其气候环境响应

对位于东海内陆架浙-闽沿岸泥质带的EC2005孔岩性、粒度以及AMS14C年代进行了分析,着重探讨了研究区自末次冰消期以来的沉积速率变化,划分出4个大的沉积阶段和4次快速沉积事件.千年时间尺度上大的沉积阶段主要受控于物源供应、海平面变化以及可容空间的大小.百年时间尺度上揭示的4次快速沉积事件主要受控于东亚冬季风的增强或...     

循化盆地中新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

为揭示循化盆地沉积物对古气候及青藏高原隆升过程的指示作用, 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)方法对循化盆地中新世沉积物中粘土矿物组成、微观形貌进行了深入研究.结果表明, 沉积物中粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主, 绿泥石、高岭石和坡缕石含量较低; 粘土矿物相对含量及伊利石结晶度变化特征指示, 在23.1~21.2 Ma期间, 古气候以温暖潮湿为主; 21.2~14.3 Ma期间古气候以冷干为主, 出现短暂的相对暖湿时段; 14.3~10.6 Ma期间, 古气候以相对暖湿为主; 10.6~9.3 Ma时期, 气候以冷干为主; 9.3~5.2 Ma期间, 气候虽有冷干与暖湿波动, 但总体上以暖湿为主.在21.2 Ma和5.8 Ma时期发生的明显强降温事件, 可能与青藏高原的阶段性隆升有关.      

吐哈盆地粘土矿物特征及其与铀成矿关系

吐哈盆地是我国主要砂岩铀矿区之一,对盆地内粘土矿物特征进行的X射线衍射能谱仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)分析证实:区内粘土矿物中蒙皂石基本为二八面体的蒙脱石,蒙脱石呈丝状、片状,分布于颗粒表面,在扫描电镜下,蒙脱石的集合体常呈花朵状、蜂巢状等形态,或充填于颗粒之间,高岭石集合体形态多样,主要有蠕虫状和风琴状集合体.伊利石集合体在电镜下常呈不规则片状,常平行于颗粒表面呈鳞片状排列或贴附于颗粒表面.从粘土矿物吸附铀的能力来看,氧化带岩石要远大于过渡带矿石.粘土矿物的吸附作用在过渡带铀的沉淀过程中并不起明显作用.     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化研究进展

青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化文献分析认为:末次盛冰期(14 C年龄14ka BP或16cal ka BP之前)地层沉积主要为风成砂和黄土,冰缘地貌发育,气候寒冷干燥,植被可能为干旱荒漠或荒漠草原;末次冰消期(14 C年龄14ka BP或16 cal ka BP-Younger Dryas,缩写YD事件)地层发育古土壤,湖泊水位明显上升,并显著的捕捉到冷暖事件(Blling-Allerd,缩写B/A、YD)的信息,气候趋于温暖湿润,对应植被为荒漠草原;全新世8.5ka BP(14 C年龄)之前区域温度和湿度不同程度增加,湖泊水位较高,地层发育古土壤,植被为荒漠草原或干草原;8.5～7.0ka BP(14 C年龄)风成砂出现,古土壤发育中断,气候寒冷干燥,为全新世新冰期第一期;7.0～3.0ka BP(14 C年龄)古土壤显著发育,高水位湖面出现,水热组合达到全新世最佳,植被向干草原方向演化,但期间也存在千–百年尺度的冷事件(全新世新冰期第二期);3.0ka BP(14 C年龄)以来气候向温凉(寒冷)干燥方向发展.太阳辐射等外部因素变化并触发地球系统内部各个圈层之间相互作用是区域气候、环境变化的主要驱动力.同时,对研究现状进一步剖析,阐明其存在的问题,并提出气候、环境变化研究的发展方向.     

粘土矿物在气候环境变化研究中的应用进展

在古环境和古气候的重建中,粘土矿物和碳-氧同位素、孢粉、树轮、冰芯等代用指标一样具有同等重要的地位。在没有地质构造运动影响时,气候是影响粘土矿物形成的主要因素,沉积物中的粘土矿物可用来分析古气候和古环境。粘土矿物及其组合可以独立或作为主要指标反映气候和环境变化,并已应用于高分辨率的晚第四纪地层的气候环境研究中。粘土矿物在很短的时间内也会发生明显地变化,不仅可以反映千年-百年尺度的气候环境变化,而且也可以反映几十年尺度的古气候环境变化过程。粘土矿物与其它指标对同一气候环境响应的相位差有待深入研究。不同的半定量分析方法测量出的同一剖面中粘土矿物的含量变化趋势和特征具有一致性。     

鸡西盆地张新地区浅成侵入体对砂岩储层粘土矿物的影响

射线衍射分析测试方法对鸡西盆地张新地区浅成岩侵入后上下盘砂岩储层中的粘土矿物进行分析,粘土矿物具有3种组合形式：①伊蒙混层＋伊利石＋绿泥石±高岭石±绿蒙混层组合;②伊利石＋绿泥石±伊蒙混层组合;③伊蒙混层＋高岭石＋伊利石＋绿泥石组合。上盘围岩伊利石平均相对含量随远离辉绿玢岩体的距离增大而减少,伊蒙混层、高岭石、绿泥石平均相对含量增大;下盘围岩伊利石、高岭石、绿泥石平均相对含量随远离辉绿玢岩体的距离增大而增加,伊蒙混层平均相对含量减少。伊利石和高岭石相对含量的增加与其对孔隙度的影响效果相反;伊利石和绿泥石相对含量的增加对渗透率的影响效果相反。     

松嫩平原北部典型黑土剖面黏土矿物组成及其环境指示意义

通过野外调查、土壤化学成分分析、土壤黏土矿物X-射线衍射(XRD)图谱分析和土壤风化程度分析,对松嫩平原北部黑土区大豆/玉米轮作农田、林地、草地、退耕还林等多种土地利用方式土壤剖面黏土矿物组成进行研究,探究不同土地利用方式下土壤剖面化学成分、黏土矿物组成以及风化程度变化规律及其对环境的指示意义。结果表明:不同土地利用方式土壤剖面中钾、钠、钙元素含量依次为草地>耕地>林地>荒地;在剖面60 cm以上有机碳含量为耕地>林地>草地>荒地,60~80 cm以下,有机碳含量为荒地>草地>林地>耕地。研究区不同土地利用方式土壤风化程度依次为退耕、荒地>林地>耕地>草地;土壤淋溶程度为荒地>草地、林地>耕地。研究区不同土地利用类型土壤总体上黏土矿物以蒙脱石、高岭石、蛭石、水云母和绿泥石为主,其中耕地、林地以2:1型非膨胀性黏土矿物为主,草地以2:1型膨胀性黏土矿物为主,荒地以1:1型黏土矿物为主。通过研究区不同土地利用类型的黏土矿物组合及其含量对比,结合剖面的风化程度计算,得出随着风化程度和成土作用的加深,土壤中绿泥石等矿物向高岭石、蒙脱石转化,水云母向蛭石转化,而其环境条件也由干冷转为湿热气候。     

Paleoclimate and Paleoenvironment of Gonghe Basin, Qinghai-Tibet Plateau, During the Lastdeglacial: Weathering, Erosion and Vegetation Cover Affect Clay Mineral Formation

With the analysis of the sources and formation mechanism of the clay minerals in the sediment core from the Dalianhai lake in the Gonghe Basin,northeastern Tibet-Qinghai Plateau,clay mineral composition proxies,grain-size and carbonate contents have been employed for high-resolution study in order to reconstruct East Asian Summer Monsoon （EASM） over the northeastern Tibet-Qinghai Plateau during the lastdeglacial.The study also extended to establish a relationship between vegetation cover changes and erosion during the last 14.5 ka with pollen record and clay mineral proxies.Smectite/kaolinite and smectite/（illite＋chlorite） ratios allow us to assess hydrolysis conditions in lowlands and/or physical erosion process in highlands of the Gonghe Basin.Before 12.9 Cal ka BP,both mineralogical ratios show low values indicative of strong physical erosion in the basin with a dominant cold and dry phase.After 12.9 Cal ka BP,an increase in both mineralogical ratios indicates enhanced chemical weathering in the basin associated with a warm and humid climate.The beginning of Holocene is characterized by high smectite/（illite＋chlorite） and smectite/kaolinite ratios that is synchronous as with deposition of many peat laminae,implying the best warm and humid conditions specifically between 8.0 to 5.5 Cal ka BP.The time interval after 5.0 Cai ka BP is characterized by a return to high physical erosion and low chemical weathering with dry climate conditions in the basin.Comparing variations of clay mineral assemblages with previous pollen results,we observe a rapid response in terms of chemical weathering and physical erosion intensity to a modification of the vegetation cover in the basin.     

末次冰消期（1.9万年）以来冲绳海槽中部黏土矿物来源及其环境响应

基于采自冲绳海槽中部的CS2站柱状沉积物黏土矿物和AMS¹⁴C年代分析,探讨了末次冰消期以来冲绳海槽中部黏土矿物的物质来源及其环境指示意义。结果显示,CS2站黏土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石,高岭石和蒙脱石含量较少。根据黏土矿物分布趋势变化,CS2站柱状沉积物可划分为3个阶段：阶段（I 19~12 ka BP）和阶段Ⅱ （12~8 ka BP）期间沉积物主要来源于长江,台湾和黄河物质也有一定影响,其物质来源主要受海平面升降的控制;阶段Ⅲ（8~0 ka BP）主要来源于长江和台湾,黄河贡献有限,主要受黑潮演化的影响。CS2站（蒙脱石+高岭石） （/伊利石+绿泥石）比值可以作为东亚季风演化的矿物学指标,指标变化显示出东亚冬季风强度相对夏季风的强度在16.4~14.8 ka BP和12.8~11.6 ka BP期间有两次显著的加强,指示当时气候相对寒冷干燥,结果可以与格陵兰冰心δ¹⁸O和三宝洞δ¹⁸O记录等很好对比。     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

青藏高原暖湿化对柴达木水资源与环境的影响

通过分析研究格尔木和德令哈两个典型流域气象要素、径流及全盆地土地覆盖类型面积的变化,发现青藏高原暖湿化对柴达木盆地水资源与环境影响显著。研究区气温明显上升、干旱指数显著下降,暖湿化明显。2000—2016年与1960—1999年相比,格尔木和德令哈年均气温分别上升了1.7℃和1.3℃、年均降水量分别增加了2 mm和63 mm、年均径流量分别增加了240×10~6和90×10~6m~3。2000—2012年全盆地裸地减少,草地、永久冰雪、水体面积、开放灌丛面积增加,植被生态向好发展。暖湿化促使降水量增加是河川径流量和水资源增加及生态环境改善的主要原因。现阶段暖湿化环境对盆地水资源开发利用和生态环境保护有利,但其对改善环境的可持续性需要进一步监测和研究。     

Holocene Moisture Variation Recorded by Aeolian Sand‐Palaeosol Sequences of the Gonghe Basin,Northeastern Qinghai‐Tibetan Plateau,China

The northeastern Qinghai-Tibetan Plateau(QTP) of China is located at the triple junction of the Asian winter and summer monsoons and the westerlies, where paleoclimatic evolution has an important scientific significance for recognizing the spatial-temporal pattern of Asian monsoons in the past and predicting environmental change in the future. Nevertheless, the framework of the Holocene moisture variation and related mechanisms remain controversial, owing to complex hydroclimatic conditions trig...     

青藏高原东北缘活动构造与共和盆地高温热异常形成机制

构造作用是影响地球深部内热向地表传输和热能再分配过程的关键因素之一。青藏高原东北缘共和盆地发现高温地热资源,其热源成因机制一直是研究焦点。为理解构造作用对地热资源分布的控制过程,本文选取共和盆地高温地热异常区,分析边界断裂构造性质、活动期次、演化历程,结合钻井、大地电磁和背景噪声成像地球物理异常特征,提出新生代构造演化和地热异常形成的耦合关系。认为:1)青藏高原东北缘共和盆地及周缘变形区形成于昆仑断裂和海源断裂大型活动左旋走滑作用的滑动消减带;2)共和盆地新生代以来经历中新世(12–6 Ma)旋转泛湖盆凹陷、上新世—第四纪(6–3 Ma)盆内张扭变形两期主要演化阶段;3)共和盆地上地壳发育的与高温相关的地球物理低速-高导异常层(Vs<3.2km/s,R<10Ω·m)是主导热源;4)上新世持续左旋走滑变形导致的岩石圈隆起变形是深部热能向浅层传输的主要动力学机制,浅部热能聚集成热过程至少延续到了3Ma;5)预测青藏高原东北缘与共和盆地具有类似构造演化性质的次生盆地具有高温地热资源发育的条件。     

青海共和盆地地热资源热源机制与聚热模式

青海共和盆地东侧贵德扎仓热田是探讨共和盆地地热资源成因的关键地区。本文综合区域地质、岩石热物性、同位素年代学、水文地球化学和地球物理测量等方法,重点分析了共和盆地的构造背景和热源机制,深入研究了共和盆地地热能系统的关键环节。研究发现:①识别出盆地地壳15 km以下深度发育高导体,并可与新生代青藏高原东部中-下地壳发育的层状低速高导层对比;②近NW-NS向的瓦里贡左旋走滑逆冲断裂是扎仓热田重要的控热和导热断裂;③晚中生代花岗岩与上覆围岩具有显著的热导率;④温泉氢氧同位素指示水源以地表水补给为主;⑤存在浅层新生界碎屑岩中-低温热储和深层花岗岩中-高温热储,发育四层两类地热资源。综合分析提出了共和盆地干热岩三元聚热模式:即新生代中-下地壳发育的高温低速高导层是主要热源,中晚三叠世花岗岩是良好的导热和储热体,既是干热岩母岩,也是热储,新生代低热导率沉积岩是良好的盖层。研究对于青藏高原地热成因、资源预测、开发规划等具有参考意义。