陕西北部三趾马红粘土成土碳酸盐碳、氧稳定同位素特征及所记录的古气候演变

陕西府谷王大夫梁三趾马红粘土剖面中成土碳酸盐碳、氧稳定同位素分析及其变化曲线表明，三趾马红粘土形成于半干旱到半湿润气候条件下，且已出现类似于黄土中古季风特征的干热－温湿的旋回性变化，并在晚期有周期缩短、幅度加强的趋势．结合地层中的物质组成及古哺乳动物群性质的变化，陕西北部新第三纪晚期古气候经历了干热－温湿－干热的演化历史，植被以草原疏林为主，气候适宜期曾出现半湿润森林景观     

吕梁山西麓红粘土和水成堆积物之间的关系

通过对吕梁山前（西）山西保德剖面和柳林剖面的野外考察,结合前人研究成果,研究了新近纪地层的组成及空间分布。新近纪地层自下而上可以分为三段:下段为水成砂砾石层,上段为风尘堆积的红粘土,中部则为二者的过渡带。柳林剖面的详细研究揭示了水成堆积物与红粘土的细部特征:粗粒的砾岩和砂岩常切穿红粘土层,而粒度与红粘土相近的泥岩则常与红粘土平行产出。野外调查结合区域资料分析表明新近系各组成成分空间分布具有明显的规律性:靠近吕梁山（保德剖面）下部水成堆积物粒度较粗且厚度较大,红粘土厚度相对较薄;背离吕梁山下部水成堆积物逐渐变细且厚度减薄（柳林剖面、府谷剖面）直至尖灭（佳县剖面）,与之伴生的是红粘土厚度逐渐增大;中间过渡带中水成堆积物与红粘土的比例与此相似,即区域上吕梁山前的水成堆积物呈楔状“侵入”于红粘土的中下部。红粘土与水成堆积物的关系的确立为更好的理解红粘土的成因、吕梁山的新生代隆升历史及恢复新近纪晚期的古气候演变具有重要意义。     

2.6Ma前后大气环流重构的黄土—红粘土沉积证据

为重建第三纪红粘土堆积晚期搬运粉尘的主导性风向,我们在黄土高原采集４年南北向分布的红粘土剖面,分析了它们的沉积学特征;此外,还对黄土高原一条南北向断面上的过去０．１３Ｍａ以来的黄土地层进行了沉积特征分析。结果表明,红粘土的颗粒粗细并没有南北向分异现象,从而与粒度从北到南快速变细的黄土沉积形成鲜明对比。     

内蒙古准格尔旗红粘土序列的成因、年代及其古气候意义

文章对内蒙古准格尔旗红粘土沉积进行了粒度和磁性地层研究.粒度分析表明,该红粘土序列的粒度分布特征与灵台、泾川剖面的第四纪古土壤、新近纪红粘土十分类似,结合野外观察基本可以确认其风成成因.磁性地层和碳同位素地层研究表明,准格尔旗剖面古地磁极性序列可与标准极性柱C3n.1r～C3An.2n极性段相对应,根据沉积速率外推,其沉积时代为4.13～6.61Ma.该剖面是迄今为止有年龄报道的纬度最高的红粘土沉积,表明黄土高原主体地区红粘土的北界至少在现代毛乌素沙漠以北,其分布北界比黄土更靠北.空间粒度对比表明,红粘土的空间粒度分异远远小于第四纪黄土-古土壤序列,表明新近纪粉尘沉积区至源区的距离远大于第四纪时期.     

吕梁山西麓吴家峁剖面红粘土的古地磁年代及构造意义

新近纪中晚期以来吕梁山西麓堆积了一套厚层红粘土。由于红粘土堆积早期有水流作用的参与,导致红粘土中夹杂有数层砾石层,这些砾石层记录了吕梁山山体隆升的信息。文章对山西省吕梁市中阳县吴家峁剖面红粘土进行了沉积学和磁性地层学研究,探讨吕梁山西麓红粘土的堆积过程以及吕梁山新近纪的抬升事件。磁性地层结果显示吴家峁剖面的古地磁年龄大约为7.1~2.6 Ma。所含砾石层的古地磁年龄分别为6.2 Ma、5.9 Ma、5.8 Ma、5.5 Ma、4.9 Ma、4.0 Ma和3.7 Ma,其中6.2 Ma和4.9 Ma两层砾石层较厚,延伸较远,较稳定。结合吕梁山西麓中段卫家洼和复兴剖面的研究,得出红粘土中砾石层是吕梁山隆升剥蚀的产物,推断在大致8.1~3.7 Ma之间吕梁山有较为明显的隆升。目前在吕梁山西麓中段的研究不支持这些砾石层是古黄河或者古湖泊沉积物。     

黄土高原风成沉积物磁化率各向异性研究

中国黄土高原粉尘堆积以往注重从物源区携带粉尘的古风向,对粉尘沉积→固结期的古风向缺乏研究.本文评述了近年来应用黄土高原黄土、红粘土磁化率各向异性研究古季风风向变迁所取得的一些重要进展并指出磁化率各向异性最大轴和最小轴的方位和倾伏均与沉积→固结期风向变化密切相关.黄土磁组构结果与利用各种统计方法计算出的古风向在多个剖面与现代夏季风方向相似,由此推论黄土是冬季风带来的沙尘在经历夏季风携带的降雨洗礼后才固结而成.而在黄土之下的红粘土地层中的初步研究发现磁组构显示明显的西风带沉积特征,指出这一现象将在今后研究中继续深入探讨.     

碳酸盐岩残积红粘土微观结构的扫描电镜研究

根据大量的扫描电镜照片和辅助的X射线能谱分析资料,对残积红粘土微观结构进行了分类研究,指出前人研究不足之处是没有充分考虑土的形成条件、形成环境、土的成因以及组成矿物成分和形态。经研究认为,残积红粘土具有叠片状、絮凝状、粒斑状、斑状、斑块状、球粒状等结构,这些结构与组成红粘土的矿物形态及其成因密切相关。      

新近纪以来中国黄土高原的风尘记录

通过对黄土高原中部两个典型的风尘堆积序列的岩性和磁性地层研究 ,认为中国黄土高原风尘堆积的开始发育年龄至少约为 7.2 Ma B.P.。以红粘土和黄土—古土壤交互出现的风尘沉积 ,不仅真实地记录了东亚季风气候的形成演化 ,而且可能包含了青藏高原的阶段性隆升、北半球冰盖形成演化及大冰期发生等构造气候事件的印记。反映粉尘源区的干燥度及携带粉尘的大气环流强度的风尘沉积速率自 7.2 Ma B.P.开始、尤其是 4.5 Ma B.P.以来逐渐增大 ,似乎暗示了自新近纪以来亚洲内陆粉尘源区干旱化的逐级发展和东亚冬季风环流强度的逐渐增加     

三趾马红粘土的粒度组成特征及其地质意义

黄河中游三趾马红粘土的粒度组成特征是以粉土（０．０５－０．００５ｍｍ）粒级为主，且粗粉土（０．０５—０．０１ｍｍ）粒级含量为所有粒级含量之冠，缺乏大于０．２５ｍｍ颗粒．主要粒级百分含量、粒度分布概率曲线显示出与黄土及现代风尘极为相似的面貌，表明三趾马红粘土为风力搬运的粉尘堆积．     

白云岩之上红色粘土的磁组构特征及其成因指示意义探讨

通过与粉尘堆积,以及玄武岩和片麻杂岩风化剖面磁组构的对比,探讨了以贵州平坝白云岩之上红色粘土剖面磁组构特征及其成因指示意义。红色粘土的各向异性较弱,并且不具有明显的沉积磁组构;母岩的组构特征对红色粘土磁化率各向异性没有明显的控制“痕迹” ;红色粘土与粉尘堆积物之间磁组构特征的明显差异,表明它们在物源和形成机制方面是不同的;红色粘土磁化率及磁组构特征反映出红色粘土中磁性矿物的物质来源和成因具有一定的特殊性。      

黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比--红粘土风成成因的新证据

对黄土高原具有代表意义四个剖面的晚第三纪红粘土样品进行了粒度分析,并将结果与典型风成黄土古土壤样品的粒度特征进行详细对比,得到红粘土是风成成因的沉积学证据。结果表明,黄土高原红粘土与其上覆第四纪古土壤形成环境相似,红粘土是在相对于黄土堆积搬运风动力变幅小的条件下沉积的,在沉积之后受到较强的风化成壤改造作用。     

长江三角洲第一硬质黏土层粒度多元统计分析及沉积环境判别

长江三角洲第一硬质黏土层成因是长期争论的问题。对上海市青浦区第一硬质黏土层全样粒度多元统计分析,并与南京周家山下蜀黄土、长江悬浮颗粒物对比,探索长江三角洲第一硬质黏土层成因。第一硬质黏土层机械颗粒组成均一,频率曲线呈正偏态、中等或尖锐峰形的双峰分布,频率累积曲线呈"S"型分布,具有风成沉积特性。粒度特征分析为沉积环境判别提供沉积学证据时,综合运用多元统计分析可以使分析结果更准确。聚类分析将硬黏土与典型风成沉积物下蜀黄土粒度分布归为一类,长江悬浮颗粒物单独为一类,表明硬黏土与下蜀黄土成因一致。下蜀黄土与长江悬浮颗粒物粒度参数判别函数,将绝大部分硬黏土样品判定为风成沉积。粒级—标准偏差曲线结合现代风场,显示硬黏土粒度特征存在高空西风和低空西北季风两个主控因子。表明长江三角洲第一硬质黏土层是由西风和西北季风控制的风成成因堆积物。     

甘肃灵台新近纪红粘土磁组构特征的沉积学意义

对第四纪典型风成马兰黄土、受成壤作用影响较大的第五层古土壤、新近纪红粘土、埋藏化石的红粘土围岩层的磁组构分析表明:新近纪红粘土的磁组构参数P、F值界于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩之间,L均值与风成黄土相当, Q均值接近于水成红粘土化石围岩,而在事件性沉积方面又类似于风成马兰黄土、第五层古土壤;磁组构参数F-L、P-Q组合图位于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩过渡带。反映红粘土沉积物既具有风成原地堆积物的磁组构参数特征,又有经历了后期流水改造的化石围岩的特点,是风成原地堆积与风动力搬运而来的母质颗粒经后期流水改造共同作用的产物。     

黄土高原黄土、红色粘土与古湖盆沉积物关系

本文通过磁性地层学、古生物地层学、沉积学的对比研究，讨论了中国黄土高原地区黄土，红色粘土与该区重要古湖盆之一，古三门湖堆积物之间关系，并分析气候环境对它们的影响。主要结论如下：１）红色粘土与上覆黄土可以是连续沉积，并呈相渐变关系。２）中国黄土与三门组记录了布容正极性带与松山负极性带。Ｂ／Ｍ界限位于Ｌ８，Ｊ亚带位于标志层Ｌ９与Ｌ１５之间，大约Ｓ１０－Ｓ１３之间，Ｏ亚带位于Ｓ２２－Ｓ３３，或三门组之中。Ｍ／Ｇａ界限对应于黄土与红土界限。并基本对应于三门组与游河组界限。３）红色粘土（三趾马红粘土）并非仅仅是中新世保德期沉积物。它包括上新统与中新统，上新世静乐组记录了高斯正极性带，吉尔伯特负极性带，中新世蓝田组记录了Ｅｐｏｃｈ５。４）古三门湖堆积包括早更新世早期三门组（１．２０—２．５０Ｍａ，松山负极性带），上新世晚期游河组（２．５０—３．５０Ｍａ，高斯正极性带），更早期的三门湖沉积未出露。三门组与午域黄土为同期异相沉积，记录了松山负极性带，游河组则与该区上部红色粘土（静乐组上段）为同期异相沉积，记录了高斯正极性带     

黄河中游三趾马红粘土的岩石学研究及古气候意义--以陕西府谷老高川三趾马红粘土剖面为例

将岩石学研究方法引入三趾马红粘土研究中,利用薄片系统观察、电镜扫描、Ｘ－射线衍射、粒度分析及化学分析手段,对红粘土的岩石学、微结构及形态学进行较为细致的研究。结果表明,各粘土层下部的沉淀层系成壤过程中钙质从上部土壤中淋滤并向下迁移再沉淀的结果。土壤中粘化层的光性定向粘粒及淀积铁质粘胶膜的发育程度受古气候及淋滤作用强度的控制。红粘土形成过程中主要为干旱、半干旱－半湿润气候的草原疏林环境,也有湿润气候的森林环境出现。府谷老高川三趾马红粘土剖面记录了四个大的气候旋回     

Comparison of particle size characteristics of the Tertiary 'red clay' and Pleistocene loess in the Chinese Loess Plateau: implications for origin and sources of the 'red clay'

The origin of the Tertiary ‘red clay’ underlying the Pleistocene loess in the Chinese Loess Plateau remains controversial, although several lines of evidence have suggested a wind‐blown origin. This study examines the particle‐size parameters of the late Miocene and Pliocene ‘red clay’ by comparing it with those of the late Pleistocene loess. The particle‐size distribution of a total of 15 339 loess and 6394 ‘red clay’ samples taken from 12 loess sections along a north–south transect and two ‘red clay’ sequences at Lingtai and Jingchuan was systematically analysed. The median grain size, skewness and kurtosis of the late Pleistocene loess all show a systematic southward change and are principally influenced by distance from source region. The spatial and temporal differentiation of dust deposits is expressed in a skewness–kurtosis–median grain size ternary diagram, from which the distance to the source region can be inferred. The particle‐size characteristics of the Tertiary ‘red clay’ sediments are very similar to those of the palaeosols within the late Pleistocene loess deposits, suggesting an aeolian origin for the ‘red clay’. Based on the comparison of ‘red clay’ and loess in the ternary diagrams, it is inferred that the source–sink distance was greater in the Neogene than in the last and penultimate interglacials, and that the dust source region in north‐western China underwent a progressive expansion during the period from at least 7·0 Ma to the present.     

江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究

红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多，而对于风成红层的研究较少。因 此，对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成 红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究，并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果，探究风成红层剩磁记录 的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征 剩磁，而且其强度衰减曲线为凸形，表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n= 25, κ=13.0, α95=8.3 °；对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层 的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致，表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品 未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明，载磁矿物为赤 铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明，颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩 磁记录的稳定性有一定影响。     

江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究

红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多,而对于风成红层的研究较少。因 此,对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成 红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究,并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果,探究风成红层剩磁记录 的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征 剩磁,而且其强度衰减曲线为凸形,表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n= 25, κ=13.0, α95=8.3 °;对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层 的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致,表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品 未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明,载磁矿物为赤 铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明,颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩 磁记录的稳定性有一定影响。     

Aeolian origin of the red earth in southeast China

A clay‐like deposit known as ‘red earth’ is widely distributed over the terraces and high lands of the Yangtze River valley in southeast China. Its typical pedo‐stratigraphical features have attracted the interest of pedologists and geologists for many years, although its origin is still debated. Here we report an analyses of the grain‐size distributions, rare‐earth element (REE) patterns and upper continental crust (UCC)‐normalised major elemental composition of the red earth and compare them with those of the loess and other aeolian deposits in northern China. The results show that the red earth in southeast China has two or three end‐member grain‐size distributions, similar to the sedimentary characteristics and geochemical composition of aeolian deposits found in northern China. Together with other evidence from field observations, these results suggest that the red earth is probably of aeolian origin. On the basis of these data, we suggest that thick aeolian dusts were also deposited in the wet subtropics and that the effect of the winter monsoonal winds upon the dust transport in eastern China was more important than previously believed. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

甘肃新近系疏松砂岩成因

近年来重大地下工程中揭露一套结构疏松,自稳能力差,涌水、塌方等工程事故频发的岩层,即疏松砂岩。分析其成因及赋存环境对认识其特殊性质及应对相关工程问题都具有重要意义。本文结合甘肃新近系沉积环境,采用室内粒度分析试验、SEM及XRD试验,并与现代沙漠风成沙与河床水成沙对比,从其分布及产出特征、粒度特征、石英颗粒表面特征及胶结特征等方面对其成因进行分析。研究表明,这套疏松砂岩与相邻岩层产出相近,归属于甘肃新近系红层;其粒径相对集中,胶结物含量少、胶结差,孔隙度大;石英颗粒表面发育蝶形坑、麻面及硅质沉淀等典型特征。综合其各种特征,甘肃新近系疏松砂岩为新近纪干热气候环境下风沙活动的产物,且受后期赋存水环境作用的影响。