YTT事件在洛川黄土中的记录:来自固定铵和速效钾的证据

Toba火山活动是第四纪最大的火山事件,其中最年轻的约0．074Ma的火山活动被称为YTT事件（The Youngest Toba Tuff）。已有的研究表明,YTT事件对第四纪的环境气候变化具有重要的影响,黄土S1／L1界面处的磁化率和粒度等因子突变所反映的夏季风迅速回撤可能响应了这一事件。对洛川黄土S1／L1界面处的固定铵和速效钾进行了研究,结果表明,YTT在洛川黄土S1／L1界面处有很清楚的记录,具体表现为固定铵和速效钾的特殊异常。固定铵的异常主要记录了YTT事件所产生的酸雨沉降,速效钾的异常则是由于YTT微细火山灰尘在黄土剖面及其广阔的物源区伴随酸雨沉降的结果,厚达1m的异常带表明末次冰期冬季风逐渐强盛和南移的过程。     

末次间冰期以来洛川黄土天然剩磁记录的可靠性

地磁倒转和漂移不仅是研究地球动力学的重要手段之一,也能使地磁年代框架更加准确。通过对洛川黄土剖面L1、S1进行详细的岩石磁学、古地磁研究,结果表明:L1、S1中主要的载磁矿物是磁铁矿,但赤铁矿也可能携带稳定的特征剩磁;洛川黄土剖面能够记录Blake漂移,并发生于(123±2)ka。通过S1中1 092~1 240cm处6套平行样品的古地磁结果,表明洛川黄土难以记录Blake漂移的形态学特征;L1未记录到Mono Lake和Laschamp漂移,但是在175cm处识别出1次明显的地磁异常事件,年代约17.9ka。我们认为该地磁异常事件应为Hilina Pali/Tianchi漂移。此外,导致同一极性事件在不同地区记录产生差异的可能原因有中国黄土存在千年尺度的沉积间断、较低的沉积速率及黄土剖面所处地理位置的不同。同一剖面平行样品间地磁漂移形态学存在差异,可能是由于极性漂移期间较低的古地磁场强度抑制了黄土剩磁记录能力所致。     

The Relation between the 72 ka BP Event and the Toba Super-eruption

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发———Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 kaBP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确＂72 ka事件＂驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

北半球72 ka BP气候突变事件及其与Toba火山的关系

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发——Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 ka BP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确“72 ka事件”驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

最近13万年以来洛川黄土剖面中固定铵态氮的古气候意义

对13万年以来洛川黄土-古土壤序列中固定铵态氮进行了分析.末次间冰期S1古土壤中固定铵态氮含量最高,其次为冰后期S0古土壤,末次冰期形成的马兰黄土最低;而且,固定铵态氮的分布在马兰黄土中也能体现出三次小的低-高值的波动特征.洛川黄土13万年以来固定铵态氮的分布与磁化率和<2μm组分的分布相似.在此基础上,利用马兰黄土中粒度与固定铵态氮的相关关系,计算了S1古土壤中固定铵的分布,并与实测结果进行了对比,推测S1古土壤中固定铵态氮有轻微的损失,尽管如此,S1古土壤中固定铵态氮含量仍然高于黄土.鉴于黄土-古土壤序列中固定铵态氮的分布与粉尘粒度有密切的关系,能与气候变化较好地对应,它可视为反映黄土高原区东亚冬季风强-弱周期性变化较好的替代性指标.     

黄土高原南缘午城黄土底部火山碎屑的来源和成因

一种与多类撞击记录共存的灰黑色碎屑，发现于黄土高原南缘段家坡黄土地层剖面午城黄土底部Ｇａ／Ｍ边界（２．４８ＭａＢ．Ｐ．）附近，通过对此碎屑的矿物学和地球化学特征研究，表明它们最初是源自青藏高原北部及其邻近地区碱性玄武质火山喷发的碎屑物，后来又在表生条件下与黄土层一起经历了包括水解、成土化和氧化等作用在内的风化改造。此外，本文更为强调的是，在火山碎屑形成过程中存在具有富Ｎｉ和Ｃｅ，高Ｓｍ／Ｎｄ比以及低Ｅｕ／Ｓｍ比等特点的地外物质的参与，据以论证这种火山活动确系Ｎ／Ｑ界面撞击事件引发。在黄土地层中，深入研究各种类型的火山碎屑，无疑对全面探讨第四纪环境变迁有着十分重要的意义。关键词午城黄土底部松山－高斯边界火山碎屑风化作用地外物质新近的研究表明，第四纪气候和环境变迁往往与起因于撞击和火山事件的大量尘埃物质有关［１］，而地外物体的撞击又常能引发火山活动［２、３］，因此第四纪沉积物中的火山喷发空落堆积物研究，无疑应该引起更大的关注。火山学发展至今，对各种火山碎屑物质，已有十分详尽的研究［４、５］。从国内第四纪火山碎屑的研究现状来看，虽然丁国瑜等早在１９６４年就曾在河北平原及太行山东麓的黄土地层中，首次发现了火山碎屑堆。     

不同时间尺度洛川塬地貌演化与侵蚀量估算

黄土高原降雨集中与黄土沉积松散等特性,使地表侵蚀严重.洛川塬作为黄土高原中部典型的地貌体,堆积了完整的第四纪黄土-古土壤序列,成为揭示我国乃至东亚第四纪环境演变的重要地质记录.另一方面,现在洛川塬遭受强烈侵蚀作用,沟谷密度大于2km/km2.对洛川塬地质时期侵蚀程度的定量认识有助于全面理解黄土高原堆积和侵蚀过程,进而定...     

山东半岛和苏皖北部的第四纪火山活动

山东半岛和苏皖北部的第四纪火山岩常与黄土共存于同一地质剖面中;山东黄土发育年龄与黄河中游地区的类似,在华北黄土带內的黄土地层具有等时面的意义。因此,根据黄土与火山岩的地层关系大致可以推断火山活动年龄。第四纪火山岩、火山岩烘烤层、以及黄土的热释光年龄测定数据表明,研究区的第四纪火山活动可分为四期,年龄分别为1.15—1.03、0.86—0.72、0.55—0.33和0.02 Ma B.P.。由于第四纪时期火山多期次活动,山东黄土层中有可能存在火山灰层。     

大兴安岭诺敏河第四纪火山岩分期:岩石学、年代学与火山地质特征

大兴安岭北段诺敏河第四纪火山24座,分布于诺敏河及其支流毕拉河和甘河支流奎勒河,火山岩分布面积约600km2。诺敏河火山岩均属于钾质系列火山岩(K2O含量2%～4%,且K2O>Na2O-2%),类似于邻区五大连池-科洛钾质火山岩,具有来自类似的富钾地幔源区。但诺敏河火山岩的K2O含量明显低于五大连池-科洛火山岩的K2O含量(一般4%～6%)。东北地区和内蒙东部处于中亚造山带东段,从古生代到新生代,多重构造-岩浆活动导致火山岩源区地球化学非均一性和火山岩的多样性。根据本文提出的火山岩K-Ar年龄(2.3～0.128Ma)及火山地质特征,可将诺敏河第四纪火山岩分为四期。早期(早更新世)火山活动主要沿诺敏河和奎勒河流域分布,火山产物多被晚期沉积物或火山产物所覆盖。中更新世保留的火山锥体及熔岩流是诺敏河第四纪火山产物的主体,表明是第四纪火山活动的高潮期。晚更新世-全新世火山活动限于毕拉河流域,典型的四方山火山和马鞍山火山是该时期火山活动的代表作,保留了较完好的火山地质地貌特征。从火山产物的时空展布,推测诺敏河第四纪火山活动有从东向西发展的趋势。     

新疆伊犁盆地黄土古气候记录与Heinrich事件对比分析

伊犁盆地作为中国黄土高原与欧洲黄土区的过渡区域,其第四纪古气候研究对于揭示全球气候驱动及耦合机制具有重要的意义.通过对伊犁盆地塔勒德晚更新世黄土-古土壤剖面粒度、低频磁化率及地球化学元素分析,探讨了西风区黄土-古土壤序列中古气候指标变化特征及记录的全球气候突变事件.结果表明:古土壤层中粒径10μm颗粒物含量明显高于黄土层,与之相反的是古土壤层中的低频磁化率、Zr/Rb值和元素Ti含量均小于黄土层,且元素Ti含量与Zr/Rb间具有较高的相关性.黄土-古土壤剖面中古气候代用指标清晰的记录了6次Heinrich(H)事件及Younger Drays(YD)事件,但YD事件、H1、H2、H5和H6事件变幅较H3和H4事件显著,古气候指标与格陵兰冰芯δ18O、季风区李家塬粒度和洛川、西峰及环县Zr/Rb值均具有较好的一致性,所记录的气候事件较李家塬、洛川、西峰更为显著.结合已有研究说明,Heinrich和D-O旋回等气候事件是由西风区向季风区传递的,MIS3阶段温度的升高和常年受西风的影响是造成塔勒德气候环境变化特征的主要控制因素.     

中国历史文献中的异常大气光象记载与世界火山活动

中国历史文献记载的某些异常曙暮光、日月和天空颜色异常现象,可能是在适宜条件下由重大的火山喷发产生的火山尘幕所致.将15世纪以后的这类异常大气光象记载与世界重大火山活动的记录详细对比,发现1525年、1638年、1640年、1853年、1883年、1911年等年份多处地点观测到的异常大气光象与世界重大火山活动有很好的对应关系.以1883年和1640年为例,从火山的喷发时间、地理位置和大气环流条件等方面,推证这些异常的大气光象是火山尘幕的影响所致.认为这类历史记载可以作为火山活动的间接证据,从而为搜寻早期重大火山活动信息提示了新途径.     

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山分期: K-Ar年代学与火山地质特征

大兴安岭中部哈拉哈河-绰尔河第四纪火山区分布有34座火山,这些火山总体呈北东向带状分布,火山岩分布面积约400 km2,岩性主要为碱性橄榄玄武岩.根据火山地质特征,结合火山岩K-Ar测年结果,哈拉哈河-绰尔河第四纪火山可进一步划分为早、中、晚更新世和全新世4期.早更新世火山岩,由于被后期火山岩覆盖,主要分布于火山区周边和出露在河谷中.中更新世火山活动最强,不论火山数量(27座)还是熔岩流规模都超过该区第四纪火山的一半以上.晚更新世时期火山活动趋弱,火山活动范围缩小,只局限于小范围区域.全新世火山活动又进入新的高峰期,强爆破式喷发和规模宏大的熔岩流,以及保存完好的熔岩流地貌是全新世火山之特点.     

黄土高原黄土地层的对比及细分

将前人对黄土高原黄土地层划分的研究成果进行全面总结、分析,结合洛川、宝鸡、西峰3个经典剖面,利用土壤 地层学、沉积学、磁性地层学、古生物学、年代学、地球化学等研究方法对黄土高原的黄土地层进行详细对比以及进一步 细分。将早、中更新世界线调整为B/M极性倒转开始的对应层位——L9顶部。根据岩性和气候旋回周期的差异性等,将离 石黄土三分,S8/L9作为离石黄土内部划分的一条新界线,S1~L5划分为上离石黄土,S5~S8划分为中离石黄土,L9~L15划分为 下离石黄土。在分析过程中发现关键层位（S0,L1,S1,S5,L9,L15,L33） 的年龄具有差异性。     

“第四纪”一词之存废及其下界之浅见

与第四纪同时产生的第一纪、第二纪和第三纪等名词已先后被废弃,第四纪一词已失去其意义,建议予以废弃。第四纪是人类生活的时代,故建议用“人类纪”称之。第四纪的下界建议采用古地磁年表上的松山/高斯(M/G)界线,即258万年。其理由是:1)地磁极的大转换本身就是一个事件,它可能与其他事件有着因果的关系;2)在此线附近发现微玻璃陨石和铱微粒与铱异常,代表天文撞击事件;3)火山喷发物的发现是火山活动的证据;4)植物界在此线上下有巨大变化,在此线以下出现许多热带-亚热带植物,此线以上为温带植物;5)动物界也有巨大变化,三趾马动物群为现代动物群和人类所代替,最早的人属化石年龄为240万年;6)南海地区有Globorotaliamultcamerata绝灭事件,北京海进层中有波罗的透明虫等冷水种有孔虫组合出现;7)黄土高原的三趾马红土变成黄土。可见,M/G界线是一条很显著的界线,足以作为人类纪的下界。     

河南邙山晚更新世黄土的环境记录

数十年来,黄土高原的古环境研究受到了高度重视并取得重大进展,但对其东南部的研究却相对较薄弱。位于黄土高原东南边缘的邙山塬因受气候、构造等营力的交互作用而发育巨厚的黄土地层,记录了东亚古环境演变的详细信息。笔者近年来对邙山黄土地层进行了深入研究,以黄土高原经典的洛川剖面为参照,对位于河南省荥阳市北邙乡刘沟村的赵下峪剖面进行了详细划分。邙山黄土S10以上黄土-古土壤序列,总厚度达172.1m,其中末次间冰期S1古土壤厚15.7m,末次冰期L1黄土厚77.3m,是由早冰阶L1LL1黄土、间冰阶L1SS1古土壤和晚冰阶L1LL2黄土组成的复合黄土     

新近系-第四系界面撞击事件研究的新进展

通过对中国黄土高原南缘的段家坡黄土-红粘土剖面Ga/M边界(2.48MaBP)上下地层中5种微颗粒和土样微量元素的研究,进一步确定了下更新统午城组黄土底部记录着两次撞击事件的信息。较早的一次记录于L38中,年代为2.53-2.48MaBP,以多种撞击成因或与之有关的微颗粒为标志,且有丰度为58.3×10-12g/g的Ir异常和14.3×10-9g/g的Au异常给与确证。这是一次真正的N/Q界面撞击事件,在气候地层上与从上新统红粘土向更新统黄土的过渡相一致,在磁性地层上与从高斯正极性向松山反极性的转变相联系。较晚的一次记录于S37中,年代为2.43-2.42MaBP,在多种微颗粒标志中,还包括含有Ir异常分别为3.89×10-6g/g的宇宙尘和2.15×10-8g/g的生物球粒。文中用综合成因模式解释了不同特性的撞击记录共存的现象,并指出中国黄土在天文地质研究方面尚蕴藏着大量信息。      

富峰山玄武岩时代火山事件的划分及地质找矿意义

依据地质及同位素测年资料,富峰山玄武岩的地质时代为晚白垩世.按火山事件地层学的观点,当前至少可划分出6次火山事件.这些火山活动在松嫩盆地地下所携带的幔源气体与一些重要气藏密切相关.火山活动的特点疏中生代而亲新生代,表明它是由中生代陆缘火山弧发展阶段向新生代盆岭发展阶段转折的重要时期.     

黄土高原西部白草塬剖面L1 和S1 记录的古地磁场特征

文章详细介绍了黄土高原西部白草塬剖面L1和S1的高精度岩石磁学和古地磁学结果,讨论了白草塬剖面记录古地磁场的特征,从古地磁学角度探讨白草塬剖面黄土沉积的连续性.白草塬剖面黄土沉积物中,磁铁矿和磁赤铁矿是主要的亚铁磁性矿物,粗粒的碎屑磁铁矿是其天然剩磁和特征剩磁的主要载体.白草塬剖面L1和S1没有记录任何地磁漂移.其中,L1没有记录Mono Lake或Laschamp地磁漂移的原因可归结于黄土沉积物堆积过程的不连续性和/或粗颗粒载磁矿物的重磁化,但前者是主要原因,而堆积过程的不连续性是导致S1没有记录Blake地磁漂移的主要原因.因此,白草塬剖面的L1和S1分别存在约2000年和 4000～6000年的沉积不连续.     

青海湖地区晚第四纪黄土的物质来源

青海湖地区的晚第四纪黄土记录了湖区晚第四纪以来的环境和气候变化.迄今为止,对于青海湖地区晚第四纪黄土物质来源的研究较薄弱.以青海湖东岸的种羊场晚第四纪风成沉积剖面为主要研究对象,在青海湖区及其周边采集了黄土、风成砂、湖相沉积、河流沉积等样品,结合黄土高原西部临洮黄土样品,对它们的元素组成(＜75 μm的硅酸盐组分)进行了对比研究.初步结果表明:(1) K₂O/Al₂O₃(摩尔比)和Zr/Ti、Zr/Nb比值显示青海湖地区的风成沉积显著区别于本区的河流沉积和湖相沉积;(2) 青海湖地区的晚第四纪黄土与黄土高原西部临洮黄土的K₂O/Al₂O₃和Zr/Ti、Zr/Nb比值相一致;(3) 青海湖地区的晚第四纪黄土可能来自柴达木盆地.      

OSL DATING OF VOLCANIC BAKED SEDIMENTS IN DATONG AREA,SHANXI PROVINCE OF CHINA

对山两省大同市东水头村和于家寨两个点的第四纪火山玄武岩下伏烘烤层样品,进行了细颗垃石英光释光(OSL)测年研究.初步结果显示,对于大同火山烘烤层样品,应用简单多片OSL法能够获得有价值的火山活动年龄估计.光释光测年结果表明山西大同地区第四纪至少存在两期火山活动,一期发生的最小年龄为17万年,另一期发生在距今8.5万年左右.