祁连山首次发现冰楔假形及其意义

2007年11月, 在祁连山东段南坡大通河上游河谷右岸的取土坑内(37°51′ N, 100°08′ E;海拔3 618 m)首次发现楔形构造, 成群分布在表层草根腐殖土之下约0.5 m深度处. 楔体呈袋状或舌状, 楔口宽度和楔体高度约在2.0～3.0 m, 宽高比值接近1. 楔体周围地层为冲洪积相碎石土堆积, 充填物为土黄色、灰黑色粉质土. 楔体两壁附近的卵、碎石长轴具有平行于楔壁的定向性, 说明这些碎石曾经受到过挤压, 据此初步判断这些楔形构造为冰楔假形. 这些冰楔假形发现对于研究该地区冻土演化和古气候具有参考意义.     

黄河源区冰楔假型群的发育及其古气候意义*

在黄河源区两岸的第二级阶地砂砾层和基座中发现了两种不同形态的冰楔假型群。一种是发育在阶地砂砾石层的冰楔假型,其特点宽而浅,底部边界呈圆滑锅状,深约0.5~0.9m,宽0.8~1.4m;另一种是发育在第二级阶地基座的基岩中,以窄深倒三角状为特点,其底部尖锐,深约0.7~2.0m,宽为0.3~1.0m。前者形成于全新世中期(5.69±0.43kaB.P.,5.43±0.41kaB.P.),后者形成于末次冰期的冰消期(13.49±1.43kaB.P.)。另外,还在洪积的砂砾石层中发现了规模较大的冻融褶皱(宽3~4m),其时代晚于39.83±3.84kaB.P.,也是末次冰期的产物。根据冰楔假型的对比研究,在全新世的中期(约5.5kaB.P.前后)和冰消期,黄河源区的降温幅度达6~7℃。尤其值得注意的是全新世中期的冰楔假型形成,表明了大暖期气温的不稳定性。     

山西大同、内蒙古鄂尔多斯冰楔、砂楔群的发现及其环境意义

研究了山西大同、内蒙古东胜和乌审旗地区发现的大量冰楔假型、砂楔、寒冻裂隙和南部白城子附近的冰卷泥.根据这些冰缘现象,并参考前人工作成果,划定了晚更新世晚期末次冰期时多年冻土的南界,并根据所获得的年代资料划分了4次冰缘期:33ka BP,30～26ka BP,20～16ka BP和8ka BP左右,当时的温度比今天分别降低8.4℃,12～13℃,10℃和7～10℃.     

成都平原第四纪化石冰楔的发现及古气候意义

最近,在成都平原西缘,大邑城西氮肥厂附近,斜江河西岸,上新统-下更新统大邑砾岩剖面的北端新开挖的露头上,发现了4条化石冰楔。这里的地理坐标是30°35'N103°31'E,海拔530m.这些冰楔发育于大邑砾岩露头的顶部。其中最大的一条,顶部宽3m,向下延伸2.5m.这些冰楔垂直向下延伸,与大邑砾岩层面斜交。所以,它们是在大邑砾岩沉积之后并经过构造变动后形成的,是大邑砾岩的后生冰楔。化石冰楔的充填物的特征与大邑砾岩有明显差别:前者为棕黄色,后者为灰白-黄色;前者砾径分选较好,砾径较细,一般长5cm~15cm,而后者砾径分选较差,粗大者20cm~30cm;前者的砾石含量高,约95%,后者的砾石含量低,约85%;前者砾石ab面产状无优势方向,而后者的ab面产状显示优势方向,倾向170°~210°,倾角30°~40°.由于两者有上述差别,所以,化石冰楔在露头上可以被识别出来。采用ESR法测定冰楔充填物的时代为0.171Ma.由此看来,这些冰楔的形成时代可能相当于V28-238深海岩心氧同位素曲线第6气候期(0.195Ma~0.128Ma),也可与中国黄土L_2~5(0.195Ma~0.180Ma)和L_2~4(0.180Ma~0.167Ma)所记录的气候波动和青藏高原倒数第二次冰期对比。
一般认为,冰楔是多年冻土的指示器,所以这些化石冰楔反映了成都平原在第四纪曾一度发育多年冻土。据研究,冰楔只能形成于年均温<-6℃的地方,高海拔多年冻土下界大致与-2℃~-4℃年均等温线相符。现今,大邑附近年均温约16℃.那么,化石冰楔形成时期,成都平原年均温至少比现今下降了18℃.      

呼伦贝尔高平原全新世早晚期砂、土楔及其古气候环境意义

砂、土楔等楔状构造是多年冻土曾经存在的可靠证据,其与多年冻土及年均地、气温度的关系也是重建古冰缘环境的依据.在呼伦贝尔高平原中南部的乌尔逊河、辉河、新巴尔虎东旗和鄂温克旗发现大量砂、土楔及伴生的冻融褶皱.通过对其形态、规模及围岩(土)结构分析,并根据楔内充填物及围土的14C定年结果判断,砂楔形成于早全新世(约10.0 ～ 7.5kaB.P.),当时研究区年平均气温为-6.5 ～ -7.0℃;土楔形成十晚全新世(约2.3～2.0kaB.P.),其时年平均气温为-5.0 ～ -5.5℃.这表明,早全新世更为于寒,风沙堆积活跃,多年冻土分布广泛;进入晚全新世后,气候转暖,呼伦贝尔气温与现今大兴安岭北部(即满归以北)的年平均气温(-5.0～-5.4℃)大体相当.据此推测,当时呼伦贝尔高平原的冻土发育程度与满归以北地区现今大片多年冻土状况相似.早全新世砂楔(脉)形成时期气温比现今大兴安岭北部低1.5～2.0℃.依此可见,早全新世该区多年冻土地温低于现今大兴安岭北部的地温(-1.5～-2.0℃),冻土厚度超过80 ～100m.     

青海湖北岸原生砂楔的发现及其古气候意义

青海湖北岸刚察县城东与泉吉乡西发现原生砂楔群, 楔内充填物均为中细粒砂, 楔体底部中细粒砂ESR测年数据表明, 刚察县城东3个原生砂楔发育时代分别为(774±70) ka、(773±70) ka和(229±20) ka, 泉吉乡西1个原生砂楔形成时代为(197±18) ka, 反映该区至少发育两期原生砂楔, 其形成时代分别对应昆仑冰期和倒数第二次冰期. 基于原生砂楔的特殊形成环境, 估算青海湖盆地在昆仑冰期早期的年均温不高于-7.5~-10 ℃, 比现今至少低9.2~11.7 ℃, 中更新世早期青海湖盆地发育多年冻土, 青藏高原东北部可能已经进入冰冻圈; 倒数第二次冰期的年均温不高于-9.5~-10 ℃, 比现今低11 ℃以上.     

河西走廊末次冰期砂楔的发现及其古气候意义

河西走廊砂楔主要形成在晚更新世冲洪积砾石层中，楔体内充填的风成砂^14C年龄证明其是末次冰期的产物，在末次冰期，洒西走廊年平均气温为－5－7度左右，较现在低13－15度，这一 估算数据与根据本区芒硝沉积层所推测的气温下降值是一致的，亦与最近有关北半球高，中纬度冰期降温幅度的研究相符合，当时，河西走廊西段年降水量可能达到100－200mm，比现在平均年降水量增加约100mm左右。     

青海湖鸟岛北原生砂楔的发现及其古气候意义

青海湖鸟岛北中更新世冲洪积砂砾石层中发育7个原生砂楔。原生砂楔中的细粒砂ESR测年结果表明,该地区至少经历两次冰期:砂楔剖面南侧3个楔体发育时代分别为228±2ka、228±22ka和143±14ka,形成于倒数第二次冰期;剖面北侧3个楔体发育时代分别为17±1ka、59±10ka和60±6ka,形成于末次冰期。估算青海湖盆地在倒数第二次冰期时的年平均气温不高于-9.5~-11.0℃,降温幅度较大,比现今年均气温低11.2~12.7℃;末次冰期的年平均气温不高于-7.5~-9.0℃,较现在低9.2~10.7℃。     

黄土高原北缘中部末次冰期冰楔假型的发现及意义

冰楔假型是反映古气候环境的重要标志,其蕴涵的气候地层信息对地貌演化过程具有重要的指示意义。通过对黄土高原北缘中部环江T1阶地上新发现的冰楔假型群特征的研究和光释光(OSL)测年,结果显示这些发育在冲积砂砾石中的冰楔假型的充填砂体的年代为 (30.01±3.31) ka B.P.,形成环境推测当时的年平均地温比现今要低17.7 ℃。该冰楔假型的发现也为末次冰期阶段性冻土南界的位置和变迁提供了证据。另外,据冰楔与阶地冲积物的关系推测,在冰楔形成的冰冻期河流阶地的堆积缓慢甚至停滞,在(28.64±3.13) ka B.P.之后的气候温暖期河流快速下切、T1阶地形成。这为河流阶地成因机制的探讨提供了依据,反映了气候波动对阶地发育的控制。     

Ice-wedge casts and relict polygonal patterns in Scandinavia

Ice-wedge casts in Scandinavia frequently occur in three regions: (a) southwestern Jutland (outside the limit of the Weichselian glaciation); (b) southwestern Sweden; and (c) northernmost Norway. The latter two areas are both early deglaciated regions. Characteristics of casts in vertical sections are discussed with reference to the host and infilling material. Aerial photographs provide an effective tool for detecting relict ice-wedge polygons (crop marks, micromorphology). Experience from present-day permafrost regions with active ice-wedge formation helps to explain the palaeoclimatic significance of the relict polygons. Attempts to establish the ages of formation are discussed from a methodological point of view.     

土壤的冷生构造及其对阿拉斯加土地利用的意义

Cryogenic structure (patterns made by ice inclusions) in seasonally frozen and permafrost-af-fected soils result from ice formation during freezing. Analysis of cryogenic structures in soils is essential to our understanding of the cryogenic processes in soils and to formulating land use management interpretations. When soils freeze, the freezing front moves downward and attracts water moving upward resulting in mainly horizontal lenticular ice formation. Platy and lenticular soil structures form between ice lenses in upper active layer. The reticular soil structure usually forms above the permafrost table caused by freeze-back of the permafrost. The upward freeze-back resulted in platy soil structure and the volume changes following the annual freeze-thaw cycle resulted in vertical cracks. The combined result is an ice-net formation with mineral soils embedded in the ice net. The upper permafrost layer that used to be a part of the active layer has an ice content exceeding 50% due to repeated freeze-thaw cycles over time. The mineral soils appear in blocks embedded in an ice matrix. The permafrost layer that never experienced the freeze-thaw cycle often consists of alternate layers of thin ice lens and frozen soils with extreme hard consistence and has relatively lower ice content than the ice-rich layer of the upper permafrost. Ice contents and thaw settling potentials associated with each cryogenic structure should be considered in engineering and land use interpretations.     

Ice wedges: Growth,thaw transformation,and palaeoenvironmental significance

Frost-cracking and ice-wedge growth are fundamental processes within the permafrost environment. Extensive areas of contemporary permafrost terrain are characterised by frost-fissure polygons, formed by repeated thermal contraction-cracking of the ground. The incremental growth of ice veins and wedges along the axes of contraction-cracks contributes significantly to the volume of ground ice in near-surface permafrost. In areas beyond the present limit of permafrost, the recognition of ice-wedge pseudomorphs provides one of the few unambiguous indications of the former existence of permafrost conditions. An understanding of the processes of ice-wedge growth and thaw transformation is essential if contemporary ice wedges are to be used as analogues for Pleistocene frost-fissure structures, in palaeoenvironmental reconstructions.     

广西百色盆地古近系沉积特征及其古气候意义

通过研究广西百色盆地地表斩龙颈剖面、百东河剖面、六吜剖面、那周剖面记录的沉积特征、沉积标志、粘土矿物组合类型及CaCO3指数的古气候信息,再结合ESR测年数据,确定了古近系古新统晚期六吜组一始新统晚期百岗组(63.1～33.7MaBP)地层时间序列,反应该区自晚古新世至始新世晚期气候由半干早、干旱—潮湿(偏凉)—温暖潮湿—潮湿(偏热)—温暖潮湿向偏干转化的6个古气候演变阶段。     

冰芯中的不溶微粒及其气候和环境意义

文章对冰芯中不溶微粒的研究回顾和展望，着重讨论了不溶微粒研究在断代，揭示气候环境变化，人类活动和反映大气本底溶胶方面所取得的进展，未来不溶微粒的研究将向中低韧度扩展，并在有机质，宇宙尘，化学成分和矿物成分方面得以加强。     

青海湖东岸全新世风成沉积地球化学特征及其古气候意义

青海湖地区因独特的地理位置,其古气候演化一直为学者们所关注.由于各类环境替代指标的多解性,以往研究中对青海湖地区末次冰消期以来特别是早全新世的气候特征存在不一致的认识.对青海湖东岸种羊场风成沉积物的元素地球化学特征及其古气候意义进行分析,结合磁化率、粒度和色度指标重建了过去约11 ka青海湖地区古气候演变过程.结果表明...     

非饱和冻土的强度分析

冻土的强度是由土颗粒与冰的结合强度所决定,冰含量(或初始含水量)和干容重是非饱和冻土强度的主要影响因素.干容重越大,土骨架能够承受荷载的有效面积越大,冻土的强度也越大.同样干容重下的非饱和冻土,冰含量越多,冰与土颗粒的结合面积越大,承受的荷载能力增强,冻土的强度越大.为此,提出冰饱和度的概念,建立了非饱和冻土强度与饱和冻土强度关系,它涵盖了干容重和冰含量的影响作用,揭示了非饱和冻土强度的机理.通过试验验证,该关系式与试验结果具良好吻合.