具有0．4Ma准周期的事件群发性与气候－构造旋回刍论──以黄土区为对比区

实地考察研究了中国黄土分布区及其它地区上新世末期以来的各种地质事件，用多种测年法和古土壤断代法确定了黄土、水系、沉积、侵蚀、火山、断裂等气候和构造事件的发生年代，指出第四纪事件具有一种准周期为０．４Ｍａ的同步群发性，提出了一种描述地球内外地质动力全球性变化的“气候－构造旋回”模式。     

论中国黄土的基本地质问题

中国黄土的地质问题,包含的内容十分广泛。本文仅就中国的黄土成因、中国黄土高原形成的地质背景与古环境演化、中国黄土区域地层等基本地质问题加以论述,并着重论述和研究了中国黄土区域地层问题。我们从岩石地层、生物地层、磁性地层、气候地层和年代地层等方面进行了分析对比。对中国黄土地层形成发育有了新的认识。     

始新世—渐新世气候转变研究进展

始新世—渐新世（E—O）气候转变（34 Ma前后）是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,标志着地球气候由“温室”进入“冰室”。这一转变伴随着地球环境的一系列重大变化,对于研究新生代气候变冷的驱动机制、区域气候对全球重大气候事件的响应方式、重大气候事件对生态环境及生物演替的影响等具有重要意义。近年来地质记录和气候模拟在E—O转变研究上取得了一系列重要进展：①不同纬度区的地质记录揭示出这一转变伴随着全球性的显著降温,指示其触发因素是全球性的;②气候模拟研究揭示出大气CO2浓度降低及与之联系的全球碳循环变化是导致这一转变的主因,否定了传统认为的环南极流形成导致E—O气候变冷的假说;③深海沉积记录揭示出这一转变过程持续400～500 ka,表现为全球降温和南极冰盖形成先后两阶段变化;④海—陆气候记录的对比初步揭示出陆地区域的干旱化可能主要与全球降温（对应于E—O转变的第一阶段）相关。当前对E—O气候转变的研究还存在地质记录分辨率不够高、模拟结果与地质记录不完全吻合、陆地记录相对较少等方面的不足。更精确的大气CO2浓度和温度的重建、更多高分辨率海—陆气候记录的研究以及古气候数值模拟的改进有望进一步揭示出E—O转变过程中气候系统各要素的变化特征和相互关系,为更深入认识这一转变的驱动机制提供依据。     

地球构造变动对土壤分带格局和古气候事件的影响

本文初步综编了新生代地质事件序列表(以中国为主),其中有一些对应较好的事件群,启发了我们对一些事件时间链的机理思考,并展示了探索气候事件应予涉及的研究范畴。本文通过对全球土壤带分布和全球构造板条分布的对比研究,认为土壤带的分布有两点突出表现：一是与全球构造板条分带格局基本相似,二是喜马拉雅一阿尔卑斯高原山带和美洲科迪勒拉高山高原带决定了两条平行于它们的土壤带,说明构造活动所造成的地形起伏对气候局域变化的重要影响。通过对青藏高原第四纪抬升史及中国黄土－古气候的研究,可以认为,第四纪时期的几次重要的气候转型事件都是由当时的地球构造活动所引发的。     

青海省西宁市大墩岭黄土剖面元素组分变化与四纪古气候演化

根据黄土剖面中古土壤系列与砂质黄土中常量元素氧化物含量基本特征，主要地质特征、黄土堆积与古土壤形成古气候环境、演化过程与主要元素组分特征、关系进行了讨论，结合孢粉测年等资料，1.19MaB.P.黄土形成以来的气候演变过程与元素组分变化关系。     

新构造活化与气候恶化

中国南、北方大陆河流阶地形成初期强烈的侵蚀活动与构造活化、火山喷发、巨厚层黄土发育、冰川扩展等构造、气候事件近于同时，其他大陆上也有类似现象。据此提出了新构造活化在在伴有气候恶化(一般为变冷)以及地球星体运动存在一种具有０．４Ｍａ准周期的气候－构造旋回的概念，并指出自上新世末期以来存在八个主旋回。     

后记之一

有关黄土是由大量的降尘物质堆积演化而成的看法，即通常所说的“风成学说”，已被愈来愈多的第四纪科学家所接受。近年来，有的学者提出了我国北方黄土层以下的红粘土的原始物质源自降尘的看法。黄土区以及大部分由黄土物质重新堆积形成的华北平原是中华文明的摇篮，如果地质时期没有大量的粉尘堆积并继而形成有利于农业耕作的广袤的黄土区，那么中华文明的发展大概又该是另外一种模式了。从这个角度看，沙尘及由它导致的粉尘堆积并不是毫无积极意义的地质事件。不过，到了人类文明高度发展的今天，沙尘事件却愈来愈成为困扰人们的日常生产…     

最后两个冰期黄土中记录的Heinrich型气候节拍

洛川、宜川及渭南黄土剖面古风化强度的研究揭示出，在Ｌ１和Ｌ２中记录了一系列干冷气候事件。它们多数发生于黄土与古土壤的交界处，以５０００—１００００ａ的间隔叠置于明显的准２００００ａ岁差周期上。前六个事件的时代与北大西洋的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件大致相当。上述结果表明，Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件在东亚季风区有明显印迹，且类似事件在相当于深海氧同位素阶段６的黄土中也存在。最后两个事件时我国的古环境状况可能比末次盛冰期还要干冷些。这些事件出现的地层层位似乎表明，它们易发生于由地球轨道变化引起的气候转变时期。     

多重地方法在第四系1：5万区调中的应用

结合河北矾山幅（Ｋ－５０－１３５－Ｂ）１：５万区调成果，在全面分析了第四纪地深层以常用划分方法（岩性法，地貌法，古生物法，气候法，古地磁法，年龄法）的利弊和应用效果的基础上，提出对第四系进行多重地层综合划分应分三步：①根据岩石地层学和地貌地层方法，建立研究区地层相对新老顺；②根据生的地层学，气候地层学等方法，确定地的相对地质年代；③根据古地磁和年代学方法，确定重要地质界限和地质事件的年龄；并对多重     

新疆伊犁盆地黄土古气候记录与Heinrich事件对比分析

伊犁盆地作为中国黄土高原与欧洲黄土区的过渡区域,其第四纪古气候研究对于揭示全球气候驱动及耦合机制具有重要的意义.通过对伊犁盆地塔勒德晚更新世黄土-古土壤剖面粒度、低频磁化率及地球化学元素分析,探讨了西风区黄土-古土壤序列中古气候指标变化特征及记录的全球气候突变事件.结果表明:古土壤层中粒径10μm颗粒物含量明显高于黄土层,与之相反的是古土壤层中的低频磁化率、Zr/Rb值和元素Ti含量均小于黄土层,且元素Ti含量与Zr/Rb间具有较高的相关性.黄土-古土壤剖面中古气候代用指标清晰的记录了6次Heinrich(H)事件及Younger Drays(YD)事件,但YD事件、H1、H2、H5和H6事件变幅较H3和H4事件显著,古气候指标与格陵兰冰芯δ18O、季风区李家塬粒度和洛川、西峰及环县Zr/Rb值均具有较好的一致性,所记录的气候事件较李家塬、洛川、西峰更为显著.结合已有研究说明,Heinrich和D-O旋回等气候事件是由西风区向季风区传递的,MIS3阶段温度的升高和常年受西风的影响是造成塔勒德气候环境变化特征的主要控制因素.     

多重地层方法在第四系1∶5万区调中的应用

结合河北矾山幅(Ｋ－５０－１３５－Ｂ）１∶５万区调成果，在全面分析了第四纪地层常用划分方法（岩性法、地貌法、古生物法、气候法、古地磁法、年龄法）的利弊和应用效果的基础上，提出对第四系进行多重地层综合划分应分三步：①根据岩石地层学和地貌地层方法，建立研究区地层相对新老顺序；②根据生物地层学、气候地层学等方法，确定地层的相对地质年代；③根据古地磁和年代学方法，确定重要地质界限和地质事件的年龄；并对多重地层方法野外填图的基本程序进行了讨论。     

中亚黄土沉积与西风区末次冰期快速气候变化

气候快速变化过程与机制一直是古气候研究的热点科学问题,随着不同地区高分辨率地质记录的增多,年代学方法的改进,此类快速气候变化事件的区域差异性日益突出,对比和认识这些区域之间的变化细节,有助于认识快速气候变化的规律和驱动机制。文章以中亚黄土为主要研究对象,根据黄土沉积特征与现代气候特征,将中亚黄土分为西部、北部和东部3个亚区,在总结中亚西风区黄土古气候研究进展的基础上,回顾了近年来中亚地区末次冰期西风区气候突变事件研究现状与问题,初步探讨了在亚轨道尺度上末次冰期快速气候变化发生过程和机制。结果表明,粒度、矿物学、地球化学等指标均指示中亚这3个黄土亚区末次冰期确实存在千年尺度的快速气候波动信号,但在年代和变率上存在区域差异,这种差异除了缺乏精确的年代学控制外,还与区域水热组合和区域地形结构有关。这些冷暖的快速气候变化与北大西洋高纬地区冰盖收缩扩张、西伯利亚高压强度和范围的变化导致风动力变化和西风带南北迁移有关。今后需进一步加强高分辨率年代序列的建立,进一步遴选中亚黄土中有效的、能够独立反映风力强度、源区信息、古温度、古降水等代用指标,并结合古气候模拟试验研究其驱动机制。     

关于中国第四纪冰川地质的研究

当今世界科学技术的发展,促进和加强了第四纪冰川地质的研究,本文从十个方面扼要地综述了我国第四纪冰川地质研究取得的主要进展:发现和确定了中国第四纪早冰期和中国东部的晚冰期;探讨了冰川和冰缘关系、冰川发育条件;认识了黄土的发育规律是与气候旋回,更确切地说与冰期有成因上的联系。以构造-气候旋回为主线结合气候地层法、古地磁法并考虑古土壤、地貌、年龄数据资料等多种因素,补充修订了经典的冰期系列;讨论了第四纪海水进退、海面变化、第四纪下限及第四纪自然环境的形成和变化规律性。     

中国黄土10Be记录中的古地磁场变化

因受气候因素的强烈影响,中国黄土10Be记录无法直接用于示踪地磁场变化,需开展信号分离研究.针对黄土10Be示踪古地磁场的复杂性和存在的关键问题,结合分离黄土10Be浓度所包含的气候因素和地磁场因素的数理分析方法发展历史,分析了各种方法的优缺点.在原有方法的基础上,引入主成分分析法对洛川和西峰2个黄土剖面的10Be记录进行主成分提取,进一步剔除了残差中可能存在的少量气候因素、噪声等随机信号,定量重建了130ka以来的大气10Be产率,与以往方法相比较取得了更优的结果.将主成分分析应用于复杂地质信号的分离,将有助于解决地质或其他信号分离的难题.     

构造形成时限测定方法的探索

地质作用过程持续时间的确定具有重要意义。前人已建立的地质定年方法(同位素法、古生物法和古地磁法)给出的是地质事件的“绝对年龄”或相对年代。但至今国内外尚缺乏有关地质作用持续时间的直接的测定方法。讨论了从构造地质学角度直接测定地质事件时限的一种新方法。     

地质热事件—有机质—金属成矿作用的联系

地质热事件引起有机质发生种种变化，也导致金属矿床的形成。地质热事件的性质不同，有机质变化的特点及成矿作用的类型也不尽相同。地质热事件与有机质的变化、金属成矿作用在发生时间、共生空间和形成原因诸方面均存在着密切的联系。     

末次冰期东亚季风快速波动的模式与成因

通过对位于东亚季风区中东部与西部边缘的两个高分辨率黄土剖面记录的对比研究，发现它们不仅捕捉到了20个Dansgaard Oeschger事件与6个Heinrich事件，而且黄土记录与GRIP冰芯记录的这些快速气候波动基本上是同步的。暗示在整个末次冰期，东亚季风气候同样存在千年—百年尺度上的快速波动。所不同的是，西面的沙沟剖面对这些快速气候波动的反应比东面的王官剖面敏感。结合末次冰期中国黄土记录的先前研究结果，我们发现，自西向东Dansgaard Oeschger旋回的幅度逐渐变小，推测这主要是由西风与东亚夏季风共同作用所造成的。     

黄土沉积与地球圈层相互作用

黄土是地球上分布最为广泛的沉积物之一,黄土的分布区也是旱作农业起源地和古文明的发祥地,养育了地球上数以亿计的人口。作为一种风力搬运的沉积物,黄土也是古气候变化的重要信息载体。长期以来,中外科学家已经对黄土的物理学、地球化学、沉积学、古气候学等开展了多学科的综合研究,取得了瞩目的成就。本文旨在从地球系统科学角度出发,将黄土物质的产生、搬运、堆积及沉积后的成土过程与地球岩石圈、水圈(包括冰冻圈)、大气圈、生物圈的演化联系起来,将黄土作为一个窗口,揭示出看似单一的地质事件(黄土沉积)与地球圈层相互作用之间的内在关联。     

萨拉乌苏组沉积时代的重新厘定

重新认识我国北方地区晚更新世河湖相标准地层--萨拉乌苏组的形成时代，对于萨拉乌苏组与马兰黄土的关系，与冰期气候对比等具有重要意义。笔者近年来根据野外层位对比和地层沉积相的划分，采用绝对年代控制，并结合黄土－古土壤序列研究的最新成果，初步建立了可以与黄土、深海沉积记录和冰期气候波动对比的萨拉乌苏组地层序列。认为河湖相沉积的萨拉乌苏组形成于约１４００００～７００００ａ.Ｂ.Ｐ.的末次间冰期，大致与深海氧同位素第５阶段对应，与黄土高原古土壤Ｓ１发育同期。城川组风成细砂形成于约７００００～１００００ａ.Ｂ.Ｐ的末次冰期，与黄土高原的马兰黄土是同期异相地质体.     

黄土的孔隙大小与湿陷性

我国黄土高原黄土孔隙组分在区域上及地质时代上都有着明显的分布规律。研究表明黄土孔隙成分变化及其颗粒成分、地理环境、气候条件以及风化成土作用有着密切关系。