中国东部陆架黄土成因的新探索

晚更新世末期出露了的陆架平原成为北半球沙漠带的最东端,并在那里出现了面积不等的沙漠一黄土堆积系列。许多研究者已经发现陆架沙漠－黄土堆积群中普遍含有有孔虫、放射虫、海绿石和粒度组成较粗等特点,大多数黄土沉积都属于近源沉积,真正能随高空气流进行洲际输送的黄土物质,是一些非常细粒的尘埃。中更新世期间,苏北宿迁一带的第三纪紫红一红色粘土就已经出露地表,并经常受到风暴的侵蚀。当紫红－红色粘土被搬运到丘陵一带时,就形成了下蜀土沉积;当它落在湖相环境时,就形成了岩芯中所见到的杂色粘土。因此,下蜀土也属于近源沉积。     

晚更新世末期东海北部古冬季风盛衰变更的地质记录

末次冰期最盛时期,干、冷气候盛行,渤海、黄海的大部分地区出现沙漠化,形成众多的沙丘。随着干冷气候的减弱,长江三角洲一带出现硬粘土沉积。冰消期的到来,古季风活动的进一步衰退和海面的不断升高,来自陆架区的东北风不再是干冷的气流,而是湿度逐渐增大的冷湿气流,出现了有利于沼泽发育的环境,以致全新世海侵前夕往往形成薄层泥炭沉积。晚更新世末期以来古冬季风发生、发展和衰退过程与沙漠、硬粘土和泥炭层形成过程相对应。      

全球变化与陆架沉积

晚更新世末期中国陆架的古环境与北美洲和欧洲都不相同,前者发育了劳伦泰德冰原,后者出现了斯堪狄纳维亚冰原;亚洲大陆不但未生成大陆冰源,反而出现规模更大、范围更广的沙漠和黄土分布区(也包括中国陆架的大部分地区)。最后冰期结束以后,北美和欧洲的大陆冰盖逐渐融化,给北美和欧洲的陆架提供足够的水源,当地地壳的回弹又加大了河流的冲刷能力,而一旦大陆冰原的冰完全消融以后,这些通过和流入陆架的河流,又失去了径流。全新世海侵发生以后,在那里的陆架区,自然会留下许多埋藏古河道的遗迹。中国陆架沉积环境(特别是北方陆架区)则以干旱和寒冷为特征。在冰期最盛时的中国陆架不仅得不到大陆冰盖的保护,出露了的陆架反而要遭受风暴的吹蚀作用。所以风力吹蚀作用是晚更新世末期中国陆架的基本动力。因此,最后冰期最盛时的中国陆架区发生沙漠化沉积及其衍生沉积是其最重要特征,据目前所知:陆架沙漠化的主要沉积类型有(1)漫长的风蚀基面;(2)大面积的混杂堆积;(3)“休止角型”沉积结构;和(4)典型的埋藏沙丘沉积。     

渤海古沙漠沉积特征分析

根据世界沙漠的分布特点和沙漠的发育条件,作者认为晚更新世末期渤海气候干冷,雨量稀少,西北风强盛,松散沉积物丰富,具备发育沙漠的条件.文章从以下方面证明渤海古沙漠的存在:(1)渤海约有四分之一区域为残留砂沉积;(2)在全新世盖层下的更新世砂质沉积具有高倾角的前积纹层;(3)渤海东南缘陆地和岛屿有古渤海沙漠衍生黄土分布.综合分析认为末次冰期时,渤海中部和辽东湾古沙漠发育程度好,渤海湾次之,莱州湾未发育沙漠.     

基于监督分类和DEM提取指数划分古印度黄土分布及其与古文明联系

风成黄土广泛分布于干旱半干旱地区,记录着地球古气候的变化。以粉砂为主的地表黄土分布区结合适量的年降雨量往往形成旱作农业高度发展区,并可能像中国黄河流域那样发展为古文明起源地。古印度也是四大文明古国之一,印度河和恒河平原长期被认为是河流沉积物堆积而成,实地考察发现大面积风成黄土。在大范围实地考察的基础上,以地面采样点的地表光谱特征为认识基础,对古印度地区黄土进行监督分类,并结合基于DEM数据提取的地形位指数、分布指数曲线作为限制条件对监督分类结果进行优化,划分古印度地区的黄土分布范围。结果表明：古印度地区大面积分布的黄土主要位于塔尔沙漠的外围,包括沙漠东南部和南部;马尔瓦高原北部的恒河和亚穆纳河流域地区,以及塔尔沙漠北部和西部的印度河,以及苏特莱杰河流域地区。将古文明城市定居点投影在古印度黄土分布图上,发现古代先民并非逐河而居,而是大部分散居在黄土地上,结合该区域黄土耕地与现代农业的密切联系,能够为古印度文明的发展提供一个新的思考角度。

     

中国北方沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀过程与未来趋向探析

中国北方有大面积的土地被沙漠和黄土覆盖,是现代沉积和侵蚀比较活跃的地区。强烈的地表过程不仅影响着区域的生产生活活动,还通过粉尘传输影响北半球甚至于更大范围的气候和环境。长期以来,由于综合研究不够,对沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀规律以及未来趋向的认识有限。结合对沙漠沙地-黄土沉积的高密度光释光年代测试结果,基于地统计法和遥感分析的黄土堆积量估算以及现代降尘、地表侵蚀的观察研究,认为沙漠沙地-黄土堆积区的沉积和侵蚀过程受气候变化控制,这里既是堆积区,又是侵蚀区,处于动态变化过程中;黄土比沙地沉积保存着更完整的过去气候变化信息。黄土高原水蚀和风蚀在地质历史时期就存在,人类活动加强了侵蚀过程,但可能还没有实质性地改变这一趋向。通过对地质记录和古气候模拟结果的分析,在未来全球变暖的背景下,沙地地区可能由于有效湿度减少变干而使风尘活动加强,黄土高原地区的粉尘沉积速率也将随之加快。     

黄河硫同位素组成与青藏高原隆起

黄河水的平均δ34SO2-4值为+8.4‰,是世界主要大河中硫同位素组成最重的河流;从上游至下游,河水的矿δ34SO2-4值规律性地逐渐增重,在龙门-三门峡河段达最大值。这反映了由于青藏高原隆起而引起的中国西北地区气候干燥趋势及随后出现的沙漠化、古盐湖蒸发岩的形成和黄土堆积环境对黄河水硫同位素组成的控制性影响。     

表层沉积物粒度所指示的渤海现代沉积体系

本文基于140个渤海表层沉积物样品的粒度分析,探讨渤海的现代沉积体系。结果表明,渤海现代沉积体系主要分为三类：1）渤东潮流沉积体系,以潮流动力作用为主,包括渤东涨潮流三角洲及其前缘的泥质沉积,以及该三角洲以北的变余沉积和残留沉积;2）河流水下三角洲沉积,以河流与海洋动力交互作用为主,主要包括黄河水下三角洲、滦河水下三角洲、辽河水下三角洲、海河水下三角洲和潍河-弥河水下三角洲等;3）陆架沉积,其中,渤海湾中部发育陆架泥质沉积。渤海东部涨潮流三角洲沉积体呈较为完整的扇形分布,扇形中轴大致由老铁山水道强潮流速区指向秦皇岛至滦河口近海的弱潮流速区,其三角洲前缘发育泥质沉积。渤东涨潮流三角洲以北存在一块面积较大的古河流相沉积洼地,由于周边碎屑物质供应匮乏,尚未被现代沉积物明显覆盖,估计应为渤海面积较大的一处变余沉积-残留沉积区。渤海泥质区（带）由渤海湾内的陆架泥质沉积和渤东涨潮流三角洲的前缘泥质沉积相互叠加、衔接而成。从物源上来看,该泥质区（带）由黄河（再）悬浮的细颗粒物质长期、缓慢沉降堆积而成,由此也构成了黄河物质向北扩散的边界。模式分析显示,落潮流可能是黄河物质向北黄海搬运的主要驱动力。

     

塔里木盆地轮古西地区断裂对奥陶系古岩溶的控制作用

轮古西地区发育众多断裂,可分为一、二、三级,性质主要为逆断层,走向以北东-南西向为主.断裂对古岩溶地貌的形成和发育具有明显的控制作用,其中轮西断裂和轮古9断裂两条一级断裂主要控制了古岩溶宏观地貌:轮西断裂以东地区为古岩溶高地,以西为古岩溶斜坡;轮古9断裂以东至轮西断裂地区为峰丛洼地地貌:以西主要为峰林谷地地貌.二、三级断裂主要控制了古岩溶微地貌的发育,地表古水系和暗河常沿着这些断裂发育,呈近南-北向、北东-南西向展布.各级断裂带附近古岩溶储层尤为发育.轮古41北断裂群、轮古9西南断裂群、轮古40东断裂群以及轮古15井区断裂群是古岩溶储层的有利发育区.     

天水-秦安一带中新世黄土堆积区沉积-地貌演化

前人的构造地质学研究,将天水-秦安一带的中新世黄土分布区划归两个不同的构造单元.文章基于野外调查和已有年代地层学工作,结合前人成果,对该区新生代沉积-地貌演化历史进行研究,并划分为以下主要阶段:1)古近纪初南部秦岭山地的剥蚀,使本区在原有基岩准平原地形的基础上,形成以冲洪积平原为主的地形.古近纪末-新近纪初的构造活动使冲洪积平原解体,在秦安地区形成基岩台地与沉陷盆地相间、天水-西和地区形成拉分盆地与隆起山地交错的地貌景观,这些高地为中新世黄土堆积提供了地形基础.2)中新世从22Ma到Ma,基岩台地和相对平缓的高地上堆积典型黄土-古土壤序列,盆地内则主要发育次生黄土等洼地沉积,表明研究区类似于今天的黄土高原.3)中新世晚期约Ma起发生的一次侵蚀事件,使研究区的一些小盆地内发育河流相和间歇性浅湖相沉积,秦安一带的黄土堆积也遭到侵蚀,形成的洼地内发育黄土状土或洼地静水沉积,其中包含较多哺乳动物化石,而大范围的相对平坦高地上一直继续发育黄土-古土壤序列.这次侵蚀对本区内甘肃群的沉积多样性有重要贡献,但一直没有深水湖泊发育的条件.4)发生于3.5Ma以后的另一次重大侵蚀,奠定了该区今天狭窄长墚地形的基础,是第四纪黄土堆积在本区保存较差的主要原因.     

黄海中北部和渤海东部表层沉积物轻矿物特征及其指示意义

对采自黄海中北部和渤海东部的233个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合等进行了分析,对其指示意义进行了讨论。结果表明,轻矿物组成主要是现代黄河物质与海区周边近源物质相互叠加的结果,黄、渤海潮流系统对轻矿物的分布具有重要影响。现代黄河物质主要分布于渤海南部、环山东半岛泥质区、北黄海西部泥质区和南黄海中部泥质区,以高含量的云母为典型特征。辽东半岛东南侧近海一带的高成熟度细砂质沉积则可能为全新世海侵所形成的残留沉积。钾长石是近源花岗岩等酸性岩浆岩的敏感指标。云母分异指数可用来指示云母类矿物的搬运路径,表征云母类矿物之间的水动力分异程度。以云母为示踪剂,本文揭示了两条黄河悬浮物质的运移路径：大多数云母主要沿山东半岛北侧,绕经成山角,向南黄海输送;另有少部分在北黄海西部冷涡环流的驱动下,从山东半岛北侧近海向北黄海西部泥质区搬运,然后再沿黄海暖流的路径向渤海东部输送。     

近4万年渤海西岸海侵时古海面的现代标高对比研究*

近4万年以来,相应于两次高太阳辐射暖湿期渤海西岸曾经两次海水泛陆事件,即40~28kaB.P.与10~4kaB.P.海侵事件。文章基于众多钻孔海相层中有孔虫、介形类等海相微体生物化石的组合特征恢复海水深度,重建了海侵最大时的古海面的现代标高。结果显示: 40~28kaB.P.海侵,海面的现代标高最高可达-11~-5m;10~4kaB.P.海侵则为2~3m。后者同众多研究所认为的中全新世存在高海面,海面高度为2~3m的结论大致吻合,前者则与全球气候尚处在间冰阶,冰川部分消融,世界洋面处在-50m的大背景不协调。而辽东与山东半岛沿海众多钻孔揭示,40~28kaB.P.渤海地区并没有高于-50~-20m海面存在的证据。通过区域环境的综合分析,认为40~28kaB.P.渤海西岸的海侵,是早玉木冰期持续4~5万年之久的冰期低海面环境,这种特殊的环境使现代渤海西岸的大部分区域远离沉积环境,成为冲刷侵蚀区,这种效应叠加在冰期边缘海式构造下沉与弧后盆地性质的构造下沉背景之上造成区域性异常地面低洼;渤海西岸异常地面低洼在间冰阶全球趋暖,冰川型海侵的过程中形成的区域性强烈"视"海侵(指示当时海侵时海水深度很大,而不是海水的陆泛范围大)。     

五十万年来毛乌素沙漠的变迁

对沙漠-黄土边界带的古风成砂-黄土-古土壤序列的研究表明，毛乌素沙漠至少在0.5MaB.P.就已出现，但也并非从其出现之初就持续至今。沙漠-黄土边界带的风成沉积所记录的沙丘活化和固定的多次转变是第四纪时期毛乌素沙漠对气候振荡响应的结果。五十万年来，沙漠-黄土边界带的石峁剖面记录了13层古风成砂，代表了13次沙漠大规模的南侵。沙漠的南侵不仅可以发生在冰期鼎盛之时，同样也可以发生在间冰期中的寒冷气候幕出现之时。此外，鉴于沙漠-黄土边界带具有气候敏感性的特点，石峁剖面的地层记录还表明了第四纪时期不仅有冷期与暖期的多次旋回，而且冷期和暖期发生时还有次一级的气候波动。     

末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠-黄土边界带地处东亚季风边缘,这一地区的风成沉积即古风成砂-黄土-古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（S1）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成,可与深海氧同位素阶段5的五个亚阶段（a-e）则很好对比。末次冰期的沉积（L1）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成,由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段2、阶段4及阶段3的中期是沙漠-黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（S0）和其上的流沙组成,但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成,已不具备明显的气候指示意义。     

渤海沿岸黄土中有孔虫化石对古风场的指示意义

通过对渤海沿岸末次冰期黄土中有孔虫化石的研究。发现含有主要生活在南黄海和东海水体较深的浮游有孔虫化石：Globigerina flaconensis、Globorotalia pumilio和Neogloboquadrina dutertrei，后者的含量高达6.4%，进一步对比沉积在不同地貌单元上黄土中有孔虫的丰度和浮游有孔虫化石出现的频率，发现沉积在北坡（阴坡）和南坡（阳坡）的有孔虫化石有显著的差异，北坡的有孔虫丰度和出现频次明显高于南坡，分析认为渤海沿岸的黄土不但具有西北风和东北风从渤海和北黄海搬运来的成分，还有东南风从南黄海和东海搬运带来的成分。     

安宁系的时代、成因类型和环境

本文对我国新生代地层中颇具争议的安宁系进行了综合对比分析,确认安宁系位于中新统咸水河底砾岩之上,早更新世初黄河阶地砾石层之下,为中新世中期至上新世沉积。沉积构造、粒度和石英砂表面特征等一致表明,安宁系是与干热气候相应的风砂活动的产物。安宁系及与之同时并存的中国东部风成红土说明,第三纪晚期中国大陆已存在沙漠-风成红土的分异格局。推测第三纪晚期,兰州附近地区处于副热带北侧,西风带南缘,半干旱草原至干旱荒漠草原环境。     

史前地震对渤海湾古海岸形态的影响

渤海湾除东北岸为上升海岸外, 其西、西北岸皆为沉降海岸。自第四纪以来一直处于缓慢下沉状态。在全新世高海面时, 距今约5000-6000a陆架海侵达到最高峰。依据海相地层分布可知, 当时的岸线已向陆地推进至宝低——天津——文安——沧县, 海兴一带, 较目前海岸线深人约70km, 其标高高出现代渤海海面达4-5m。