中国风尘堆积与全球干旱化

通过极地冰盖增长、中国风尘堆积(包括西风带下太平洋的风尘沉积)、青藏高原隆起以及现代表面洋流形成过程等资料的分析,初步认为,影响全球干旱化的重要因素之一是极地冷源的作用,山地隆起幅度和洋流变异是干旱化不可忽视的重要因素。据此本文对建立全球干旱化环境序列做一初步尝试。     

南极冰盖与中国风尘堆积

通过南极冰盖消长和风尘堆积物的气候事件对比,说明在4.3—2.5 Ma B.P,间南极冰盖增长和北极冰盖发展,中国第三纪风尘红壤土沉积可能是中国东部季风气候雏形形成的反映。2.6Ma以来,随着北极冰盖的迅速扩展,中国内陆进一步干旱化并促成黄土堆积。南极极锋带北移与黄土区极寒等事件的发生具有同步性,据此建立极寒事件的序列,可能反映大气环流强度变化情况。南极东方站冰岩芯气候曲线说明,黄土高原晚更新世以来的干冷期可能形成于0.115Ma B.P.。我国东部地区转暖大致发生在13000aB.P.,此后不久可能出现欧洲新仙女木寒冷事件。此外,大约在40000aB.P.可能有一寒冷事件。     

中国东部的第四纪风尘堆积与季风变迁

历史时期的雨土及近代尘暴的研究证实,风尘堆积与冬半年强冷气流活动有关。中国东部第四纪风尘堆积(黄土和下蜀土)分布的时、空变化及其粒度的不断增粗表明,第四纪以来冬季风强度是不断增加的。季风强度的变化主要与青藏高原越来越快的整体隆升有关。青藏高原上升产生了高原季风,并对西风气流和蒙古冷高压发生影响,即从三方面对季风起到增强作用。另一方面是中新生代以来地球气候变冷,使中、高纬地带的海陆分布和地形对大气环流有更大的影响。     

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。     

中国黄土堆积的磁性记录与古降雨量重建

概述了中国黄土和古土壤堆积的磁性特征，进而介绍成壤作用磁铁矿成因模式，讨论控制黄土—古土壤层矿物磁性特征的气候参量及其利用土壤成因磁化率重建古降雨量。     

新近堆积黄土研究综述

新近堆积黄土分布于浅层地表,多以持力层存在,但工程性质与一般湿陷性黄土有差异。确切掌握新近堆积黄土的工程特性,可以在实际工程中针对新近堆积黄土采取有效的处理措施,避免工程事故。总结了目前关于新近堆积黄土在判别方法、工程特性和地基处理等三方面的研究进展情况,并结合其中的不足提出了相应的研究展望。     

晚新生代黄土高原风尘堆积与粉尘源区干旱化问题

基于黄土高原风尘堆积的岩性和磁性地层研究 ,计算了晚新生代黄土高原风尘堆积速率变化 ,并与深海沉积记录的粉尘通量变化对比 ,初步探讨了海陆风尘沉积记录的晚新生代亚洲内陆粉尘源区的干旱化过程 ,揭示出自 4 5MaB P 以来粉尘源区干燥度的逐级增加 ,尤其是在 3 6 2 6MaB P 时段黄土高原风尘沉积速率和ODP885 / 886孔粉尘通量的显著增加 ,暗示可能由于青藏高原在此时段加速隆升所造成的亚洲内陆粉尘源区干燥度的急剧加强。     

中比合作开展中国西北地区第四纪黄土堆积研究

为执行中国和比利时两国政府关于经济、工业及科技合作备忘录,由中国地质矿产部和比利时王国经济事务部地质调查所协商同意开展《中国西北地区第四纪黄土堆积研究》项目。中方负责单位为地质矿产部水文地质工程地质研究所,参加单位为陕西省地质矿产局(由第二水文地质工程地质队具体承担)。该合作研究项目自1990年开始执行已有3年多了。1990年中比专家及工作人员联合对渭北东部及陕北南部地区第四纪黄土进行了路线考察,确定黄陵地区为重点研究区,并选定     

黄土高原南缘风尘堆积与现代土壤发育的关系研究

通过对陕西关中地区JYC剖面不同层微形态的观察和定量分析，发现原生不稳定矿物急剧减少、粗颗粒磨圆度、球度、定向性高和含较多侵入物是耕作层的典型特征；针状方解石微晶大量出现在犁底层，指示一种较短期的相对稳定的较干旱环境；相似性系数暗示古土壤S0以上部分具有风积物主要特征，其中0～40 cm是2000年以来人类不断施加黄土性质土粪、农业耕作和粉尘降落的综合产物，40～75 cm主要是自然风尘堆积的产物。     

西峰风尘堆积的伊利石结晶度及古环境指示

黄土高原第四纪黄土伊利石结晶度是东亚夏季风的有效指标,但以前对该指标的研究主要集中在末次间冰期以来的黄土沉积。本文采用X射线衍射技术对西峰第四纪黄土（0~2.6Ma B.P.）和三趾马红土上部（2.6~3.6Ma B.P.）代表性样品的粘土矿物（ < 2μm）进行了测试,结合伊利石化学指数I（002）/I（001）值对伊利石结晶度Kübler指数（KI值）指示的环境信息进行了分析。结果显示,第四纪黄土伊利石结晶度主要继承了原始风尘特征,而第四纪古土壤伊利石结晶度指数KI值均显著高于相邻黄土,与伊利石化学指数I（002）/I（001）值和成壤特征有较好的一致性,表明KI指数可以有效地指示整个第四纪黄土沉积的风化成壤强度,对研究东亚夏季风长期演化具有重要的潜力;上新世三趾马红土KI值较高的特征表明上新世期间我国北方夏季风环流整体上较第四纪时期强盛。进一步分析KI值与I（002）/I（001）值的关系后发现二者具有较好的线性正相关,表明伊利石结晶度的变化是由于风尘堆积在风化成壤过程中,伴随着Fe-Mg离子的不断淋失,伊利石晶体结构发生改变而引起的。

     

中国黄尘初探

黄土降尘以单颗粒自重降落为主,凝聚降落和雨淋降落为次。单颗粒自重降落虽以粉砂和细砂为主,但也杂有明显的细团粒。细粒楔入粗粒均曾见于自重降落和凝聚降落的黄土中。凝聚降落是典型的“雨土”,多呈珠球状,着陆后常变形和破碎。雨淋降落可直接渗入地下。各期黄土层中均见有完整细粒团保存,古土壤层的细粒团除明显铁染外,一般未见细粒位移和重新排列等现象。     

黄土高原风尘沉积的物质来源研究:回顾与展望

黄土高原风尘沉积是青藏高原构造隆升和东亚季风系统共同影响下的产物。由于风尘物质的来源变化,不仅反映了亚洲内陆的干旱化过程,而且同过去大气环流格局变迁关系密切,因而,风尘物质来源的示踪一直是黄土研究的热点问题之一。文章首先回顾黄土来源的示踪方法、黄土物质的可能源区以及黄土物源在构造和轨道时间尺度上的变化特征3个方面取得的研究进展,然后探讨目前物源研究存在的问题及未来的研究展望。     

黄土粉尘搬运过程的动力学物理模型

通过对黄土粉尘重力沉降过程的动力学分析,给出了黄土粉尘粒度分布的数学表达,讨论了粉尘沉积通量随搬运距离、粒径变化的物理过程,首次确定了估算粉尘搬运距离和风力强度的计算方法,为区分粉尘搬运距离和风力强度对粒度的影响及其它们在冰期间冰期中的差异提供了物理学的判别依据。分析结果表明： 1)在重力沉降作用下,粉尘沉降通量随搬运距离的变化服从几何分布,具有沉降通量随搬运距离的增加迅速减小,越粗的粉尘颗粒其沉降通量初值越大,同时下降速度也越迅速的特点; 2)如果用携粉尘气流的水平通量作代表风力强度,则粉尘搬运距离与粒度分布曲线上重力沉降部分最高点的粉尘沉降通量成反比,风力强度与该点对应粒径的平方和粉尘搬运距离成正比。因此,根据该点的粉尘沉降通量和对应粒径,可以估算粉尘的搬运距离和风力强度。根据上述理论对渭南阳郭中学S0～L1黄土－古土壤剖面进行了粉尘搬运距离和风力强度的估算： 首先,从粒度分布中提取出3个对数正态分布的独立组份; 然后利用粗粒组份的参数计算粉尘搬运距离和风力强度。分析结果表明粉尘搬运距离具有冰期近、间冰期远的特点,风力强度的变化则具有冰期弱、间冰期强的特点,LGM时段的风力强度比MIS 3阶段大,但小于全新世适宜期,而LGM时期粉尘搬运距离并未明显减小,因此,可能黄土粒度的变化并非反映了冬季风的变化,而是反映了夏季风的变化,夏季风是通过影响粉尘源区来影响粉尘粒度的变化。     

中国台湾大鬼湖沉积物所保留之降尘记录

本文以中国台湾大鬼湖沉积物岩芯回推此区过去1600年以来PM10与空飘重金属之变化情形.湖区沉积物主要来自集水区冲刷来的岩屑及植物碎屑,一般为黑色,平均粒径30～50μm,PM10约10%～20%.但在干冷时期,由空飘来的祖国大陆北方沙尘较多,形成相对亮度指数较高的白层,其磁化率较高、平均粒径约10μm,且PM10可达60%;而从1350年以来,无机元素沉积累积速率较前期有所增加,且白层中大部分无机元素皆有较高的累积速率,可能导因于空飘物质输入量增加.较暖湿时期,则以亲有机质元素之沉积累积速率较高.     

中国黄土研究新进展(一)黄土地层

本文扼要介绍最近几年中国黄土研究中的土壤地层学、磁性地层学、气候地层学、第四纪下界及海陆古气候对比等方面的新进展。根据新发现的黄土剖面,中国黄土中共可区分出37个土壤地层单位。中国黄土底界的古地磁年龄为2.5MaB.P.。2.5Ma以来,中国北方共经历了37次大的冷暖交替。2.5MaB.P.前后,全球气候出现了一次大的转型事件,它可作为第四纪的开始。中国黄土-古土壤系列同深海氧同位素记录在1.7Ma至今的时段上可以很好的对比;2.5Ma至1.7MaB.P.的气候变化,以黄土记录较为明确。     

中国黄土中的粘土矿物及其在地层剖面中的变化趋势—洛川和陇西黄土剖面的初步研究

黄土剖面系由相互叠复的黄土-古土壤层组成。黄土地层的研究结果表明,一个完整的黄土剖面包括有早更新世的午城黄土、中更新世的离石黄土上部和下部、晚更新世的马兰黄土,最近研究表明,在马兰黄土之上还有全新世黄土存在。     

黄土研究与旧石器考古

第四纪科学与旧石器考古学关系非常密切。在中国北方,旧石器文化的很多遗迹都出现在黄土分布区。中国旧石器考古的开始阶段,黄土研究与旧石器考古研究联系紧密,共同发展。半个多世纪以来,中国的黄土研究在原有基础上取得了新的突破。怎样将已有的黄土研究成果为旧石器考古所用?文章通过对河南织机洞和内蒙古大窑两个旧石器考古地点的案例分析,讨论怎样利用黄土研究的最新成果确定旧石器考古遗址地层层位及年代问题;建议旧石器考古学家应该密切关注第四纪科学的发展,并提倡旧石器考古与地学学科更高层次的交流与合作。     

中国黄土研究新进展 (二)古气候与全球变化

本文扼要介绍最近几年来在中国黄土高分辨率气候地层、第四纪古气候演化型式以及冷期和暖期中黄土高原古气候空间格局研究方面的一些新进展。根据土壤地层学与地球化学、地球物理学手段的结合,2.5 Ma来的中国黄土系列可划分出37个大的气候旋回,其中含74个气候阶段,这74个气候阶段又可细分为110个次级阶段。第四纪气候振荡的幅度受气候周期长短所控制。从冷期到暖期的气候转换具有突变性,从暖期到冷期的气候转换具有渐变性。冷期堆积的黄土与暖期形成的土壤在性状上都有地带性分布的特征。     

李希霍芬与黄土的风成学说

第四纪古气候重建在最近半个世纪的时间里取得了前所未有的进展,这在很大程度上与对陆相黄土地层,特别是中国黄土-古土壤序列的研究,以及对深海沉积氧同位素的研究密不可分。现在我们已经可以在黄土-古土壤序列的基础上,建立起260万年来地球轨道尺度的古气候变化。一个不容否认的事实是,这些进展都是在黄土风成成因的基础上,结合土壤地层学、年代学、磁性地层学、古生物学等方面的进展逐渐发展起来的。只有解决了黄土的风成成因,才可能将堆积于各地的黄土,通过搬运粉尘的风力系统与区域、甚至全球的古气候变化联系起来。文章回忆了黄土的早期研究历史,回顾了黄土风成成因的奠基人李希霍芬教授在黄土成因方面的杰出贡献以及其后黄土成因的完善与发展。