关中平原全新世土壤与环境研究

根据蓝田田家村、长安四府村、西安吴家坟和岐山雍川村剖面样品的粒度分析、CaCO3含量测定和微结构的鉴定资料得知,关中平原全新世中期形成的土壤S0具有明显的淀积粘化特征和现代沉积间断条件下发育的土壤剖面特点,该层土壤的构成物质至少有一部分是由先前形成的黄土经成壤作用改造而成的。关中平原S0的粘化类型不仅可以指示当地温湿的气候环境和很少有沙尘暴活动,而且它与西北荒漠区全新世千年尺度上的环境变化存在遥相关关系。全新世晚期发育的黄土L0是在相对冷干条件下形成的狭义土壤,它具有明显的残积粘化和残积—淀积粘化特征,它发育在沙尘暴连续堆积的条件下,形成了厚度大发育弱的粘化层和厚度大而均匀分布的CaCO3淀积层。全新世黄土剖面特征显示,在风尘连续堆积条件下发育的土壤可以不具有明显的剖面分层,厚度可以大于2 m。关中平原全新世L0发育时的气候与西北荒漠区的气候也存在遥相关关系。     

黄土的显微结构与古气候的关系

黄土的显微结构特征是黄土粉尘物质堆积之后在特定气候条件和特定自然地理环境中形成的。我国黄土高原晚更新世黄土的显微结构特征反映出晚更新世黄土形成时西北部干旱而东南比较湿润的气候状况,与现今高原区的气候环境区域性变化相一致。根据黄土的显微结构特征,并考虑到黄土的主要化学成分以及磁化强度,黄土高原区晚更新世黄土自西北而东南可以划分为呈逐渐过渡关系的弱风化成土黄土、中等风化成土黄土、较显著风化成土黄土和显著风化成土黄土,它们分别是在干旱、半干旱、半干旱—半显润和半湿润的气候环境中形成的。     

张夏黄土组成特征及其成因分析

大沙河沿岸阶地、山麓地带广泛发育厚度不一的黄土层堆积，笔者对张夏黄土剖面研究后认为，张夏黄土物质来源复杂，既有西风漂流、西北气流、莱州湾气流搬运来的物质，又有近地生成的颗粒，堆积期间又经过明显的水流作用。张夏黄土、古土壤的堆积、发育与晚更新世气候变化相吻合，同时又受到当地微地貌的影响，缺失黑垆土和全新世堆积。张夏、淄博均在山东省中部，其黄土成分较细，使山东黄土在宏观上没有规律可循，更加显示出黄土的复杂多样。     

黄土高原地区黄土洞穴的分类及发育规律

黄土高原地区广泛发育的黄土洞穴既是一种典型的水土流失现象,又是一种新的地质灾害。黄土洞穴具有多种类别,其分布的地域规律具有由黄土高原的西北向东南发育密度呈递减趋势;陇西地区黄土洞穴最发育,陇东地区较发育,陕北局部地区较发育。黄土洞穴在深度上具有表、浅、中、深、超深5个层次;其空间发育明显受地层厚度、土性、地质构造、微地形地貌、水文地质及气候条件等因素所控制。     

中国西北地区晚第四纪黄土中镁铝地球化学与古气候意义

研究我国干旱半干旱区第四纪黄土剖面中镁铝含量比（ｍ值）的变化特征及所反映的古气候古环境意义。表明黄土－古土壤的ｍ值大小变化反映出黄土堆积－古土壤发育时期的气候干湿变化。     

中国黄土中的风化壳研究

据野外调查和室内鉴定,在布容期 0.78～ 0MaBP形成的黄土剖面中确定了三个时期的风化壳,它们主要发育在黄土高原东南部。黄土中的风化壳是红褐色古土壤在特定的气候条件下转变而成的,厚度在 3～ 6m之间,风化壳剖面常由 3个层次构成,发育时间为 5～ 10万年不等。风化壳上部是发育好的红色古土壤,中部是褐黄色强风化破碎黄土,下部是棕黄色弱风化黄土。粘土矿物分析表明,黄土中的风化壳为伊利石-蒙脱石型。黄土中风化壳发育时的年均降水量在 90 0～ 10 0 0mm之间,是黄土高原降水丰富的气候事件的显示。黄土高原东南部和中部风化壳的发育证明黄土中有些古土壤确属淋溶型森林土壤,当时亚热带气候至少迁移到了黄土高原中部.     

风尘堆积常见的同沉积和沉积后改造特征及其环境意义

黄土堆积作为气下沉积,任何一个深度都曾经暴露于地表,因而必然受到相关地表过程的作用.由于这些过程均发生于特定的环境条件下,形成的特征多数具有明确的环境意义;而黄土在沉积后也可能受到各种地质过程的改造,从而对研究中常用的气候代用指标有一定影响.文章基于野外、微形态等分析,结合前人成果,对我国北方新近纪风尘堆积中常见的同沉积和沉积后改造特征、形成过程及环境意义进行研究.由于一些特征在黄土堆积中具有普遍性,可作为识别风成堆积的标志和环境事件研究的指标,并有助于全面理解常用的替代指标的环境意义.     

黄土的本质与形成模式

根据显微结构鉴定,有机质分析,颗粒分析,CaCO₃测定和野外观察、统计等资料,研究了黄土的本质和形成模式。资料表明,黄土具有土壤的各种结构,具有指示草原和森林草原土壤发生特征的CaCO₃和CaSO₄淀积成分,含有土壤的有机质;黄土的本质是土壤,是在相对冷干气候条件下发育的多种灰黄色狭义土壤,而且是在当时当地气候条件下处于稳定状态的发育成熟的古土壤;黄土形成模式是风尘经草原、森林草原和荒漠草原区的成壤作用形成土壤的模式。黄土高原是世界上土壤资源最深厚、最富集的地区,黄土的工程地质性质和水文地质性质在很大程度上取决于成壤作用的强弱。     

末次间冰期以来西宁市河谷沉积与环境

在西宁市区开展的钻探工作,获得了河谷平原区第四系的分布及沉积特征。通过对沉积厚度最大部位的2个钻孔岩芯的地层岩性、年代测试、孢粉组合及粒度分析等,探讨了西宁河谷平原区晚第四纪沉积与环境的关系。认为现今西宁市河谷平原内的主体沉积——低阶地沉积及上覆黄土堆积主要是末次间冰期旋回形成,在暖湿气候条件下沉积河流相砂砾石层,在干冷气候期接受风成黄土堆积,推测T3阶地形成于距今7.4万年前后气候由暖湿向干冷的过渡时期。     

长江中下游地区下蜀黄土磁化率曲线与环境变迁

通过对镇江大港剖面地层结构和磁化率曲线特征的分析研究,以及与相邻地区风尘堆积研究成果的比较,认为长江中下游地区磁化率曲线的波动旋回很好的对应了黄土 -古土壤风尘堆积序列,记录着该区中更新世以来七次大的古气候冷暖旋回。古气候的旋回变化幅度较北方黄土区要小得多,冷期和暖期都存在着频繁的小尺度的气候冷暖波动,可与深海氧同位素曲线相比较 但各地下蜀黄土沉积速率和沉积环境有一定的差异。     

“巫山黄土”氧化物地球化学特征与古气候记录

根据73个"巫山黄土"样品的氧化物测试结果,对"巫山黄土"氧化物地球化学特征和记录的古气候特征进行了分析和讨论,结果表明:(1)"巫山黄土"主要的化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3,(SiO2+A12O3+Fe2O3)的平均含量大于洛川黄土和甘孜黄土,与洛川古土壤接近,小于安徽宣城风积红土和镇江下蜀土;(2)"巫山黄土"SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2含量具有随深度逐渐减少,而FeO、CaO、Na2O、P2O5含量则呈现逐渐增多的特点;(3)巫山剖面Fe3+/Fe2+比值变化曲线与全铁含量曲线显示明显的正相关,而与SiO2/(Al2O3+Fe2O3)曲线呈反相关;(4)"巫山黄土"的残积系数和风化指数由老到新其量值逐渐变小,而退碱系数的量值却是逐渐变大的;(5)"巫山黄土"堆积时该区古气候总体上较北方黄土堆积时要偏暖湿,沉积物遭受的淋溶及氧化作用强度与洛川古土壤相当,明显强于北方洛川黄土和川西的甘孜黄土,但较安徽的宣称风尘红土和镇江下蜀土要弱。剖面中沉积介质的酸度由下向上逐渐减弱,碱度加强,表生带所遭受的风化作用强度愈来愈弱,风尘堆积的沉积环境则由开始的较为偏湿润逐渐向偏干凉方向发展。(6)"巫山黄土"堆积时期古气候演变还具有阶段性特点,以剖面6～6.5 m为界可分为上下两段,下段古气候总体较上段偏温湿,气候冷(干)暖(湿)波动频繁、波动幅度较大,而上段古气候相对较为干冷,气候比较稳定,波动幅度也较小。     

陇西黄土高原马兰黄土划分与末次冰期气候快速变化研究

陇西黄土高原马兰黄土内存在９个弱成壤组（层），记录末次冰期内多达２２个间冰段气候的环境状况。马兰黄土中部古土壤是末次冰期大间冰段的记录，共有上、中、下３层古土壤，含１１个亚层，尤以下层古土壤发育最好，表明当时气候较温暖湿润。     

内蒙古中部中更新统离石黄土特征及第四纪气候变化

内蒙古中部包头市—呼和浩特市一带由两种不同地貌单位组成,北部大青山山脉、南部为河套平原。区内第四系发育齐全,沉积厚度巨大。离石黄土的岩性主要为一套黄褐色、深黄褐色和棕褐色的粘黄土为主,夹有砂黄土、钙结黄土、钙质结核黄土层和古土壤层。热释光年龄在(37.19±2.83)×104aB.P.～(15.72±1.21)×104aB.P.。第四纪沉积物特征反应了环境和气候变化特征,在中更新统主要以干冷气候为主,期间出现了3个潮时。晚更新世早期为末次间冰期(12.8～7.00万年)气候,气候温暖湿润。本测区自6.8万年至0.95万年为湖相和风沙堆积,表明气候进入干冷气候期,为末次冰期(7.4～1万年)气候。     

陕西岐山黄土剖面Rb、Sr组成与高分辨率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb,Sr含量和磁化率系统测定表明，黄土中Rb,Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤，它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏，分辨率更高。Rb,Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期，相对低的Rb,Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约6000－5000aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期，使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的土壤期。黄土高原南部自全新世以来，经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

郧县前坊村剖面黄土-古土壤序列风化成壤及古气候研究

秦岭作为我国南方和北方地理、气候、自然环境的天然分界线,并当作是黄土高原的南屏障。汉江上游谷地地区位于秦岭南侧,属于北亚热带气候区域,受季风气候活动影响强烈。为了探讨该地区在亚热带气候背景下,风成黄土成壤改造对气候变化的响应机制,通过对汉江上游谷地前坊村（QFC）剖面磁化率、烧失量、粒度、Rb/Sr等理化性质进行研究。结果表明:①末次冰期以来沙尘暴很有可能越过秦岭在其南侧堆积,黄土-古土壤剖面地层序列从上到下依次为:MS-L₀-S₀-Lt-L₁-AD;这些沉积物完整记录了一级阶地上晚更新世气候变化信息,地层单元受到各个时期不同程度成壤强度的改造。②前坊村剖面中,理化性质在不同地层单元有显著差异。例如磁化率、烧失量、Rb/Sr指标平均含量的高值出现在古土壤层中,低值出现在黄土层;而Zr/Rb含量变化正好相反;这些理化性质表明,在古土壤发育期,水热条件进入最适宜期,沉积物的风化成壤作用显著;在黄土堆积期,气候寒冷干燥,主要以粉尘堆积为主,沉积物的风化成壤作用较弱。③秦岭南侧北亚热带汉江上游前坊村一级阶地剖面化学风化强度变化揭示了黄土-古土壤环境气候变化的规律:末次冰期以来（大约18.0～11.5 ka B.P.）,气候干冷,沙尘暴频繁出现,沉积物以黄土堆积为主,成壤作用微弱,形成马兰黄土（L₁）;全新世早期（约11.5～8.5 ka B.P.）,气候由干冷向暖湿方向转变,但主要以干冷为主,形成过渡层（Lt）;在全新世大暖期（8.5～3.1 ka B.P.）,气候条件达到最优阶段,水热配合较好,生物活动活跃,成壤作用十分显著,发育了古土壤S₀;到了全新世晚期以来（3.1 ka B.P.）气候又由暖湿向干冷方向转变,成壤作用明显减弱,沙尘暴出现较为频繁,形成了以黄土堆积为主的全新世黄土（L₀）。现代表土层（MS）是在（1.5 ka B.P.）以来气候转暖,加之人类长期农业耕作扰动,在全新世黄土L₀顶部叠加而形成的。     

中新世风尘堆积的地球化学特征及其与上新世和第四纪风尘堆积的比较

文章对秦安中新世黄土-古土壤序列中黄土层样品的常量、微量和稀土元素地球化学特征进行研究,并与西峰第四纪黄土和晚中新世-上新世的风成三趾马红土样品进行对比。结果表明,不同时代的风尘堆积具有大致相似的元素配分模式,并与上地壳平均成分高度接近,表明它们的物质均来自很广阔的物源区,经过多次循环和远距离搬运,并在搬运过程中实现了多种矿物成分高度混合,是远源风尘物质的典型特征。秦安中新世黄土与西峰第四纪黄土相比,常量元素组配特征也有一些区别,主要表现为K,Fe,Mg的轻微富集、Na元素的轻微亏损及相对较高的烧失量,与中新世黄土较细的粒度和相对温湿的气候条件有关。与世界上一些物源较近较小的黄土相比,我国北方不同时代的风尘堆积均具有Cs相对富集、Zr和Hf相对亏损的特征,与粉尘远距离传输过程中的物质分异有关,是沙漠黄土的特点。     

甘肃陇西盆地黄土的孢粉研究

黄土是温带干旱气候条件下的风成沉积物, 它反映了一定的古气侯和古地理环境。我国黄土高原是世界最发育的典型黄土, 通过抱粉分析手段来研究黄土地层形成过程的气候演变, 已是当代地质学者重视的问题之一。1980年笔者对陇西盆地黄土部面进行了孢粉分析, 现就古植物、古气候和地层划分等问题进行如下讨论。     

泥河湾盆地剖面顶部黄土沉积及其古地理意义

选取泥河湾盆地郝家台、小长梁和东谷坨三个典型剖面顶部的黄土沉积进行磁化率和粒度特征的研究，以期揭示盆地晚更新世以来的古地理状况。结果表明，黄土沉积可以划分为S1、L1和S0三层，与我国西北地区典型剖面的黄土堆积和深海氧同位素阶段MIS1-MIS5可以很好的对比。它记录了这一地区130Ka.B.P.以来至少千年尺度的气候和环境变化历史，也说明这一地区对东亚季风气候的变化是十分敏感的。剖面黄土沉积说明盆地在更新世晚期的发育具有差异性，由于断块抬升作用使盆地西部继续接受湖相沉积，而东部则湖盆消失，接受黄土堆积。这些初步成果对研究盆地晚更新世时期的演化具有重要意义。     

阜平大沙河沿岸黄土组成特征及成因研究

阜平大沙河段位于太行山中北部地区,黄土类型与西部黄土高原一致,是黄土高原向东延伸的一部分。构成黄土高原的东部边缘,该区黄土复杂多样,厚度变化较大,成点状或片状分布。阜平沙河沿岸阶地之上、山麓背风地带、断裂带出露区发育有厚度不一的黄土层堆积。阜平沙河黄土物质来源复杂、既有西北风搬运来的物质,又有近地表生成的颗粒,堆积期间又经过明显的流水作用的干扰。大沙河黄土、古土壤的堆积、发育与更新世气候变化关系密切,同时又受到本区地貌和构造的影响。     

我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析

在兰州黄土和下蜀黄土中粘土矿物的X衍射分析基础上,对我国不同纬度和气候带的五个黄土剖面(点)中的粘土矿物组合和空间分布进行了对比分析,并探讨了与古气候的关系。结果表明,黄土中粘土矿物组合具有明显的地带性特征。从西北到东南,随着纬度的逐渐降低,黄土中的粘土矿物组合也发生有规律的变化。主要表现为绿泥石含量的逐渐减少和蛭石含量的逐渐增多。位于温带半干旱区的兰州黄土以伊利石和绿泥石为主要粘土矿物,而位于亚热带湿润区的大港下蜀黄土则以伊利石和蛭石为主要粘土矿物。黄土中含有较多量的绿泥石可作为黄土母质堆积后干冷气候和微弱风化的标志,而蛭石和蛭石/绿泥石混层矿物含量的增加指示了风化强度的增强。因此,黄土粘土矿物组合特征不仅反映物源区古环境信息,而且指示了黄土堆积期后的生物气候环境。