中国海岸带晚更新世风成沉积分区、序列特征及其气候-环境意义

本文提出海岸风沙沉积和海岸风尘沉积是晚更新世期间，由东北季风风系控制的风沙流活动所成。每一期风沙流活动的时限不恒定，其盛行风向前缘随着风力衰减而产生风尘沉积，形成海岸风沙—海岸风尘沉积匹配带。中国海岸带自北而南可划分出四个海岸风沙—海岸风尘沉积匹配区。海岸风沙－海岸风尘沉积均具有多发、高频变化特征，与其中交互更叠的土壤层、冲－洪积层、侵蚀间断面等一起，可成为晚更新世期间气候－环境判别的标志。     

固化风沙土强度特性及固化机制试验研究

通过PX固化剂对库布其沙漠风沙土进行加固。对不同含水状态、不同固化剂掺量、不同养护龄期下固化风沙土的强度特性进行试验研究。试验结果表明,不同含水状态下风沙土的强度特性是不同的,相同固化剂掺量、相同养护龄期时,固化风沙土在最优含水率下的无侧限抗压强度远远大于饱和含水率下的强度。相同含水状态下固化风沙土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加、养护龄期延长而增大,且在养护初期强度增长较快,当固化剂掺量为8 %、养护龄期为28 d时,固化风沙土强度满足国际上对固沙强度的要求。最优含水率下固化风沙土抗剪强度较风沙土有较大提高;当固化剂掺量为8 %时,固化风沙土凝聚力和内摩擦角均达到最大,此时固化风沙土抗剪强度约为风沙土的1.8倍。进而,通过扫描电镜对风沙土固化前后微观结构变化进行试验研究。研究结果表明,风沙土中掺入PX固化剂后,颗粒间由原来的弱连接变为胶结连接,解释了固化风沙土较风沙土强度得以提高、稳定性得以改善的内在原因。     

膜下滴灌条件下不同质地土壤盐分年际变化浅析

为研究膜下滴灌条件下不同质地土壤盐分年际变化,在新疆农八师选取粘土、壤土、沙土地块长期进行土壤盐分测定,结果表明：膜下滴灌条件下不同质地播种前盐分低于收后盐分;粘土的上层盐分降低明显,中层盐分较稳定,下层盐分略有增加;壤土的上层盐分略有降低,中层盐分较稳定,下层盐分略有增加;沙土的上层和下层土壤盐分明显下降,中层盐分变化不大,这可能由于粘土、壤土颗粒小,比表面积大,吸附能力较强,沙土颗粒较大,比表面积小,吸附能力较弱引起的。     

若尔盖盆地黄河第一湾河岸沉积地层序列及其成因研究

经过在若尔盖盆地进行全面野外考察,在黄河第一弯岸边发现了沉积序列清晰的、具有代表性的完整沉积地层剖面。通过沉积学和地层学特征和沉积相的观测分析,结合实验室粒度分析、数据处理和测年断代,其结果表明：该剖面底部蓝灰色古湖相沉积层反映出盆地内部在OSL年龄35 ka之前为较深的湖泊。其上覆盖的风沙与泥炭互层,反映出在该区域湖水消失之后,在30 ka之前古湖底出现泥炭沼泽,同时风沙作用盛行。而浊黄橙色古洪水沉积层（OFD1）则反映出在30~27 ka之间,曾经有来自于黄河源区流域的规模巨大的洪水进入若尔盖盆地,在古湖底泛滥并且将其携带的分选良好的细沙与粉沙质泥沙堆积下来。该剖面中部厚度达5~7 m的河漫滩-风沙层,沿着河岸追索,则可见其表现为高低起伏的古沙丘。这表明在末次冰期盛期和冰消期,气候干旱寒冷,黄河已经下切形成其河槽,其河漫滩沉积物被强劲的风力吹扬,形成连绵起伏的沙丘。该层之上所覆盖的浊黄橙色古洪水沉积层（OFD2）,则反映出在全新世初期9.86~8.28 ka之间,来自于黄河源区流域的大洪水再次进入盆地,在黄河第一湾两岸的古湖底沉积了分选良好的细沙质与粉沙质的泥沙。到了全新世中期后,若尔盖盆地风沙作用依然盛行,黄河河槽深切,第一湾两岸接受沙尘暴沉积。在全新世中期的相对温暖湿润气候条件之下,沙尘暴沉积物被改造为亚高山草甸黑土类土壤,成熟度极高。到了全新世晚期以来,风沙作用与沙尘暴沉积过程持续,沙尘暴沉积物也被改造为亚高山草甸黑土层。本文研究对于深入理解黄河源区末次冰期以来环境变化与地表过程演变,以及晚更新世以来的气候水文变化规律具有重要的科学意义。     

皖南二叠纪海相暗色岩系成因及有机质富集模式

皖南二叠系已成为页岩气勘探的重要目标层位,暗色岩系的硅质来源长期存在争议,有机质富集堆积机理尚不清楚。本文通过皖南地区二叠纪海相栖霞组、孤峰组和大隆组暗色岩系的岩石学特征、古生物群落、沉积特征、有机质丰度和元素地球化学特征分析,探讨其沉积背景、硅质来源和有机质富集模式。研究表明：栖霞组硅质主要来源于热液;孤峰组硅质主要来源于生物和热液;大隆组硅质主要来源于生物和热液,少量来源于生物。二叠纪属热带—亚热带温暖潮湿气候,暗色岩系沉积于具缓慢沉积速率的厌氧—贫氧的100～300 m水体环境中,有机质含量高。栖霞组和孤峰组富有机质暗色岩系的形成除受控于局限滞留的缺氧环境外,还和海底热液活动提供生物繁盛的营养元素与矿物质和上升流的作用有较为密切的关系。大隆组富有机质暗色岩系的形成与长兴期多期火山喷发带入大量营养元素和微量元素,导致初级生产力提高,生物消亡—繁盛—再消亡—再繁盛—消亡,生烃母质快速堆积,且与缺氧环境密不可分。     

泥河湾盆地东坡遗址ESR年代学初步研究

中国泥河湾盆地以发育我国北方晚新生代湖相地层和数目众多的古人类文化遗址而闻名于世,是研究中国北方第四纪地质与环境、新旧石器和早期人类演化的一个关键地区。东坡遗址是泥河湾遗址之一,形成时代一直没有确定。根据古地磁和区域地质等分析,初步认为东坡遗址形成时代不早于距今780ka。本文利用石英Ti心ESR法对泥河湾东谷坨剖面B/M界限样品进行了测量,年龄为 750±88ka,这表明利用该方法对泥河湾层水相沉积物进行测年是可行的。我们利用同样方法和参数对东坡遗址进行ESR年代学研究,结果表明东坡遗址文化层的形成时代为距今 304±12ka到333±23ka,平均年龄为321±15ka。     

全新世时期北京-张家口地区与黄土高原地区风成系统的差异

近年来,中国北方的沙尘暴对北京地区的影响越来越受到人们的重视,从地质记录上分析研究北京—张家口地区沙尘暴的粉尘来源对确定重点治理区、改善北京地区的大气环境质量具有积极意义。黄土是地质时期沙尘暴形成的风成沉积物,其粒径分布蕴含了粉尘搬运过程中的大气环境信息,本文利用黄土-古土壤沉积的粒径分布特征,分析了北京—张家口地区和黄土高原地区风成系统的差异,并根据粉尘动力学原理,结合遥感信息揭示的地面风蚀痕迹,探讨了北京—张家口地区黄土粉尘的主要来源,指出北京—张家口地区和黄土高原地区分属不同的风成系统,有不同的粉尘源区和不同的大气动力条件。北京—张家口地区大气动力强度大,粉尘源区近,粉尘主要来自阴山以北的内蒙古苏尼特右旗—二连浩特方向,与浑善达克沙地关系不大,也与黄土高原地区主要粉尘物源区不同     

塔克拉玛干沙漠腹地风沙土的物理力学性质

风沙是形成于干旱、半干旱区的一种特殊性质的土 ,其力学性质不同于一般土体 ,结构松散性为其最主要的特点。本文通过对塔克拉玛干沙漠腹地风沙土样进行的试验 ,获得了风沙土基本力学参数 :压缩模量为 5 0 0～ 14 2 86MPa ,是一种低压缩性土 ;为 31°5 5′～ 36°19′ ;风沙土存在结构力 ,其力学效应相当于粘聚力 ,数值在 0 6～ 9 3MPa之间。     

三万年前后太湖平原环境变化中的若干问题

根据近400个浅钻（30m）的岩性、岩相及其空间分布规律和¹⁴C年龄、矿物、粒度、微体、孢粉、软体动物化石分析,揭示了组成太湖基底及太湖平原的浅层第四系主要是23000—18000 aB.P.的褐黄色粘土、28000—23000 aB.P.前后的灰色粉砂和亚粘土以及大于33000 aB.P.的暗绿色粘土。上层和下层均属陆相,系海退过程中的泛滥沉积,示干冷环境;中层为海相,反映温湿的季风海洋性气候。区内全新统仅沉积于上层黄土侵蚀沟谷和洼地中,全新世海侵是局部的。     

贵阳地区碳酸盐岩风化红粘土剖面稀土、微量元素分布特征

碳酸盐岩风化形成的红粘土保存着喀斯特发展演化历史证据,同时也是喀斯特地区土壤研究重要对象。通过对西南喀斯特发育中心部位的贵阳市碳酸盐岩风化形成的红粘土剖面的结构、稀土、微量元素分布特征研究,提出红粘土层可划分为：下层为暗褐色—褐色粘土层,上层为黄色、黄褐色、紫红色粘土层。下层暗褐色—褐色粘土层具有较高的稀土、微量元素含量;上层黄色、黄褐色、紫红色粘土层稀土、微量元素含量较低。下部暗褐色—褐色粘土层中,特别是红粘土层最底部,Be、 Sr、 Nd、 Sm 等元素超常富集,表明上部元素大量向底部迁移富集,元素发生广泛的混合。因此,利用Be、 Sr、 Nd、 Sm、Pb等同位素研究红粘土年代学是非常困难的。同时,提出下部暗褐色—褐色粘土层超富集重金属、放射性元素U、 Th、Rn等,其对环境有一定的污染,在城市建设时应该加强处理。     

鄂尔多斯东部4000余年来的环境与人地关系的初步探讨

本文依据地处39°28′08″N,110°09′92″E,海拔1219m的伊金霍洛旗杨家湾古土壤剖面取得的高时间分辨率孢粉分析和炭屑含量统计资料揭示:4500aB.P.之前,鄂尔多斯东部的毛乌素沙地地区曾出现明显的流沙扩展,此后,气候变得比较湿润,流动沙丘逐渐被固定下来;4200～3500aB.P.是本区的气候适宜期,这里曾有针阔叶混交林生长;3500aB.P.以后,气候变得干燥起来,森林从本区消失;2700～2400aB.P.,草原植被中藜科植物增加,气候进一步向干的方面发展,但降水量仍比现在高;2400aB.P.以后,在全新世晚期气候变干和人类活动的共同作用下,全新世中期本区发育的黑垆土遭到严重破坏,流动沙丘再次活跃起来。鄂尔多斯杨家湾古土壤剖面的炭屑浓度变化、考古遗址的发现较好地反映了人类活动强度的变化。     

青藏高原中、东部全新世以来多年冻土 演化及寒区环境变化*

古冻土存在的依据和判别标志主要是古冻土遗迹(深埋藏多年冻土层、古冻土上限、融化夹层、厚层地下冰)和古冰缘现象(古冻胀丘、古融冻褶皱、砂楔、土楔、冰楔假型、风成沙丘、黄土层、厚层泥炭和腐殖质层等)。文章结合大量的测年数据,利用古代和现代冻土以及冰缘现象的时空分布差异综合分析对比,将全新世以来青藏高原多年冻土演化过程和环境变化划分为6个较明显的时段:早全新世的气候剧变期(10800aB.P.至8500~7000aB.P.)、中全新世大暖期(8500~7000aB.P.至4000~3000aB.P.)、晚全新世寒冷期(4000~3000aB.P.至1000aB.P.)、晚全新世温暖期(1000aB.P.至500aB.P.)、全新世末小冰期(500aB.P.至100aB.P.)及近代升温期(100aB.P.至今);同时,概述了各时段高原冻土的发育条件、分布范围及总面积,和当时高原上的古气候、古地理环境。     

新疆地区13000年来的气候序列初探

本文根据新疆地区全新世地层的年代标尺,黄土、湖泊和河流沉积物记录的环境变迁信息,以及古土壤和炭化层等所反映的古气候变化做了综合分析,对新疆地区13000年来的气候序列初步概括为:13000—10000aB.P.冷湿转凉干;10000—8000aB.P.,温干;8000—7000aB.P.,温湿;7000—6000aB.P.,暖干;6000—4000aB.P.,温湿;4000—3000aB.P.,温干;3000—2000a.B P.,凉湿;2000aB.P.至今,温干(1500aB.P.左右有凉湿的波动),与现代气候类似。     

洪积扇上全新世古土壤的特点及环境意义--以临汾盆地东坡沟剖面为例

通过对山西襄汾东坡沟全新世黄土剖面地层学和土壤学的研究,以及碳酸钙、铁和粒度的测定,发现全新世古土壤中碳酸钙经历了明显的淋溶与淀积,古土壤上部CaCO₃平均含量10.58%,下部为18.47%,CaCO₃结核的淀积深度约为1.1m,铁在古土壤顶部有微弱的淋移和富集,粘化作用不明显。成壤作用始于全新世大暖期之初,较为强烈的成壤作用发生于大暖期的晚期(4100aB.P～3100aB.P),这一阶段土壤湿度大,气候波动小,CaCO₃淋溶较强。大暖期结束后,冬季风在黄土高原占主导地位,土壤的淋溶作用和粘土作用均有一定程度减弱,显示气候干旱的趋势。该剖面位于古山前洪积扇前端,地形较高,降水易分散,淋溶作用总的说来不强烈,土壤上部CaCO₃残留较多,CaCO₃淀积深度较浅,土壤类型接近黑垆土。     

全新世黄土剖面Li/Ba值变化及其古气候意义

对陕西华县老官台全新世黄土和古土壤剖面的化学分析表明:Li和Ba两种化学元素含量受后期风化成壤作用的控制而发生分离,Li在风化剖面中残留而相对富集,表现为残留富集的特点;而Ba在整个剖面中的变化相当显著,随成壤强度的增强而大量淋失,导致其含量急剧减少,表现为极强的活动性。所以Li/Ba值能较好地反映风尘沉积物在后期经历的风化成壤强度。由于控制风尘沉积物成壤过程的主导因素是降水量的多少,而影响黄土高原及周边地区降水量的主导因素是东亚季风环流,因此Li/Ba值变化实际上反映了东亚季风系统的变化。Li/Ba值是再现古气候环境变化的良好替代指标,这在其与磁化率和Rb/Sr值良好的对应关系中得到有力的证实。     

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.     

殷墟文化发生的环境背景及人类活动的影响

不同农业单元122个表土样品花粉分析结果表明,安阳地区表土花粉组合中草本植物花粉含量最高,以禾本科、蒿属、藜科和十字花科为主,乔木植物花粉百分含量较低,以松属、桦属、胡桃属、黄栌属、栎属为主,应为西部太行山区传播而来。汪家店和茶店陂两个全新世地层自然剖面孢粉分析表明,约 10000cal.aB.P.以前,安阳地区分布着以松属、栎属、桦属等为主的落叶阔叶林;  约 10000～8200cal.aB.P.,气候变暖,降水量增加,森林植被中夹杂着常绿栎等亚热带树种;  约 8200～3400cal.aB.P.,安阳地区进入全新世大暖期,森林植被演变为亚热带落叶阔叶和常绿阔叶混交林;  商王朝在安阳地区建都后（3400cal.aB.P.后）,乔木植物花粉急剧减少,草本植物花粉和中华卷柏百分含量升高,表明森林被大量砍伐,砍伐后的林地开垦为农田,主要种植禾本科等农作物;  两条剖面上部的冲积层中出现大量中华卷柏孢子,表明森林植被破坏后水土流失加剧。古地貌面孢粉分析也证明殷商时期安阳地区生长有亚热带落叶阔叶和常绿阔叶混交林,气候和植被条件适于野象生存;  殷墟附近为禾本科农作物花粉高含量区,表明殷商时期农业已具一定规模。     

更新世末期西辽河上游地区古代环境研究

西辽河地区史前和历史时期文化发达,分别发育了小河西文化－兴隆洼文化－赵宝沟文化－红山文化－小河沿文化－夏家店下层文化－夏家店上层文化,这些文化的兴衰同环境的演变密不可分,旱作农业的起源有可能在西辽河地区。西辽河地区古代环境、与人类文明发生以及演变关系一直是研究的热点,本研究将采自赤峰地区红山水库厚度为155cm的自然剖面进行了测年、孢粉和粒度分析,得到晚更新世末期西辽河地区古植被以及古环境资料。粒度分析说明沉积环境可能为河漫滩。孢粉分析结果显示： 晚更新世末期进入全新世前,西辽河地区较现代温暖湿润,植被是草原植被,主要的植物是蒿属以及菊科的其他植物,河漫滩中生长有香蒲属植物,不远的山地分布有疏林,针叶树主要是松、云杉和铁杉,而阔叶树主要是桦木科、胡桃属、栎属和榆属。自下而上,将剖面分为4个孢粉组合带(Zone 1～4)。Zone 1(15280～14680cal. aB.P.)和 Zone 2(14680～14090cal.aB.P.),针叶树主要是云杉和铁杉,而阔叶树主要是桦木科和胡桃属植物; Zone 2,盘星藻大量增加; Zone 3(14090～13890cal.aB.P.),除了云杉和铁杉,松属也是主要的针叶树种类,此时香蒲的数量急剧增加; Zone 4分为2个亚带,即 Zone 4­1(13890～13670cal. aB.P.)和 Zone 4­2(13670～13110cal. aB.P.),Zone 4主要的针叶树为松－云杉,此时的阔叶树也变为落叶栎－榆属。在Zone 4­2,伴随着C/A值的增大,铁杉花粉消失。铁杉花粉消失在约13610cal. aB.P.,可能是由气候的干旱引起。相对温暖湿润的气候环境为农业的发生提供了丰富的野生资源,而后期环境趋于干旱,这可能是促使农业发生的一个因素。     

陕西榆林风沙滩区全新世气候和环境变迁

榆林长城沿线处于环境变化敏感带,其风沙滩区沉积剖面的磁化率和粒度分析结果显示,该区全新世早期11500～10000aBP随着全球气候的逐渐转暖,磁化率、黏粒和粉沙含量逐渐增高;全新世中期的10000～45003BP气候相对比较湿润,植被覆盖度增大,风沙活动减弱,地表沉积物当-中粉沙和黏土成分含量显著增大,风化成壤作用增强,地表发育沙质弱古土壤;全新世中期后段的4500～3000aBP期间,气候以比较温和湿润为主,但在4200～4000aBP出现一个气候干旱事件,风沙活动强烈;近3000a以来,气候显著干旱化,波动频繁,地表风沙沉积物显著变粗,表现出有5次沙漠扩张。该区生态环境演化、人文历史变迁基本上是自然因素与人为活动综合作用的结果,以自然演化为主,近代人为因素对环境变化起着加强和放大作用。     

陕西洛川地区全新世中期土壤与气候变化*

在洛川城东全新世中期古土壤剖面中采集了66块样品,利用气量法、磁化率测定、颗粒分析和显微镜观察方法,对土壤层中的CaCO₃含量、磁化率、颗粒成分、微结构进行了分析和鉴定。粒度成分显示洛川中全新世土壤可分为两层,中间为薄层黄土层。实验资料表明,洛川中全新世早期土壤CaCO₃含量低,平均为0.34 ％ ,具有显著淋溶土壤的特征; 小于0.005mm的粘粒含量比马兰黄土高约12 ％ 。粘化层(Bt层)中光性粘土胶膜有一定的发育,而且可见少量块状粘土胶膜存在,表明该层古土壤具有粘粒迁移和粘粒淀积的特征,指示中全新世早期发生的成壤作用比洛川现今成壤作用显著强。由此可以确定,中全新世早期土壤类型应为淋溶褐土, 当时夏季风活动增强,气候比现今明显温湿,年平均降水量至少比现今多100mm余。中全新世晚期古土壤CaCO₃平均含量为2.5 ％ ,淀积型粘土胶膜发育差,以残积粘土为主。中全新世晚期古土壤比早期土壤发育弱,但比该区现代土壤发育强,土壤类型应为典型褐土,当时气候也比现代温湿。中全新世中期6000~5000年间为气候冷干和沙尘暴活动加强的环境恶化期。研究结果对揭示黄土高原中部全新世中期土壤性质和气候变化具有重要意义。