中国第四纪冰期数值年表初步划分

20世纪70年代以前,我国第四纪冰川冰期主要是根据第四纪冰川遗迹的侵蚀-沉积地貌特征和沉积物的物理化学风化程度的差异划分的相对年代;80～90年代开始有放射性碳和地衣法的测年;90年代以后,采用热释光和电子自旋共振技术测年,获得了我国第四纪冰川的一些数值年代,划分了5次冰期,其时代初步定为:小冰期Ⅲ(1871±20A.D.),小冰期Ⅱ(1777±20A.D.),小冰期Ⅰ(1528±20A.D.);新冰期Ⅲ(1550±70aB.P.,1580±60aB.P.),新冰期Ⅱ(2.8～2.5kaB.P.),新冰期Ⅰ(3.1kaB.P.);末次冰期Ⅳ(YD)(11.5～10.4kaB.P.),末次冰期Ⅲ(24～16kaB.P.),末次冰期Ⅱ(56～40kaB.P.),末次冰期Ⅰ(73～72kaB.P.);倒数第二冰期(相当于MIS6～10),Ⅲ阶段(154～136kaB.P.),Ⅱ阶段(277～266kaB.P.),Ⅰ阶段(333～316kaB.P.);倒数第三冰期(相当于MIS12～16),Ⅱ阶段(520～460kaB.P.),Ⅰ阶段(710～593kaB.P.)。未来的研究趋势是采用宇宙成因核素暴露年代方法和光释光技术在更大的空间尺度上对冰川地貌精细定年,分析第四纪冰川发育的空间差异和异时性机制。     

若尔盖风成砂-古土壤序列的古气候与古环境记录研究

通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。      

黄河上游贵德盆地二连村泥流堆积扇发育过程分析

青藏高原贵德盆地东部黄河北岸二连村一带沿山前河谷地带分布着数个大型黏土质凹凸不平地貌台地,其发育特征、成因及演化过程一直是个谜。在野外调查、地质钻探、样品测试和高分辨率遥感影像解译的基础上,分析了末次冰期以来二连村黏土台地、泥流扇的成因机制以及与河道演变的地貌过程,研究了二期泥流扇的粒度和矿物组分,分析了泥流扇的发育特征和堆积次序,主要取得以下认识:(1)黄河北岸面积广布的黏土质高台地凹坑物质组成碳酸盐含量高,是在半干旱的高海拔区由降水作用下形成的一种特殊洪积地貌-泥流扇;(2)二连泥流扇主要有2个发育期次,早期形成于16kaB.P.以前的末次冰期最盛期,晚期于8 kaB.P.开始堆积,两期泥流扇均受气候变化制约,揭示了1.6万年前的末次冰期时期青藏高原东北部地区出现过较多的降水,是冷湿气候环境;(3)黄河河道在二连村地区16 kaB.P.以前、16 kaB.P.~8kaB.P.和8kaB.P.以来分别经历了泥流扇的堆积期-侵蚀破坏期-堆积期等3个阶段,8kaB.P.以来,黄河河道至少向南移动了1.25 km。     

中国北方晚第四纪气候变化的沙漠与黄土记录* ——以光释光年代为基础的直接对比

中国北方有约200×10⁴km²的面积被黄土、沙漠和荒漠戈壁沉积物覆盖,这些地区堆积物的形成变化与第四纪气候变化密切相关。关于中国北方沙漠与黄土记录晚第四纪古气候变化的研究不少,但是,由于受到方法和条件等限制,系统的(高密度的)和独立的年代学工作比较薄弱,从而使诸多已经发表的关于沙漠-黄土记录的亚轨道时间尺度气候变化的结论受到质疑。文章通过对黄土高原代表性的4个末次冰期以来的黄土剖面以及毛乌素、浑善达克和科尔沁沙地的20多个末次冰期-全新世的沙-砂质古土壤剖面的研究,获得了150多个独立的光释光年龄数据。在此基础上,结合200多个样品的粒度、有机质含量和磁化率数据,重建末次冰期以来中国北方气候变化过程,对比分析沙地与黄土古气候记录的联系。结果表明,中国北方古气候在57.5~52.5kaB.P.相对干旱,41.5~37.3kaB.P.相对湿润,26~22kaB.P.逐渐干旱,22~18kaB.P.极端干旱,15~10kaB.P.干旱,10~8kaB.P.为干旱减弱的时期,8.0~2.4kaB.P.相对湿润,而2.4kaB.P.以来气候为相对干旱。其间,在8.0~2.4kaB.P.的湿润时期有几次干旱事件,而2.4kaB.P.以来气候变化频繁。具有独立年代控制的黄土和沙漠记录表明,中国北方的气候变化对轨道时间尺度的太阳辐射变化有大约3~4ka的滞后。     

青藏高原东北缘循化-官亭地区2.6万年以来气候变化研究

根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了青藏高原东北缘循化-官亭地区黄土的粒度、磁化率特征及其反映2.6万年以来的气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,划分了主要气候演化阶段,取得了以下重要认识:1)山脉阻挡是造成循化-官亭盆地黄土剖面记录气候波动差异的主要影响因素,拉脊山东南段是亚洲冬季风和高原冬季风系统的重要分割线;2)循化盆地和官亭盆地约26kaB.P.气候变化主要分为2个阶段,每个阶段又可分为若干个亚阶段;3)青藏高原东北缘官亭-循化地区全新世适宜期时间可能为6.0~3.7kaB.P.,官亭盆地和循化盆地黄土粒度磁化率明显差异的原因可能主要受风场的控制。     

光释光测年揭示的科尔沁沙地末次晚冰期-全新世沙漠空间格局变化

对中国东北地区科尔沁沙地13个风成沙剖面和3个黄土剖面进行了研究,测试分析了黑色砂质土壤和下伏古风成沙的OSL年龄及粒度、磁化率、色度数据;OSL测年获得的古风成沙数据位于末次冰期晚期-全新世期间(13 ～1Oka),小于26.5 ～19.Oka的末次冰盛期时段.末次冰盛期干冷气候背景下沙丘持续不断的活化翻动,风成沙在进入全新世气候转暖后才被固定,沙地内全新世黑色砂质土壤下伏的疏松流沙为末次冰盛期产物,其分布范围可代表末次冰盛期流动沙丘的分布范围.现今科尔沁沙地面积约为42000km2,活动沙丘面积约占10％.在末次冰盛期不仅原固定沙丘活化,沙质平原与部分甸子也被流沙覆盖,面积约85000km2,活动沙丘或流沙面积相对目前扩大了约20倍.末次冰盛期沙地活化扩张的控制因素主要有两方面:一方面冰期气候干旱寒冷,降水减少,地表植被覆盖下降,地表松散沉积物遭受风力剥蚀而活化成流沙;另一方面科尔沁沙地内部水系发育,河流流经途中会沉积大量松散物质.在冰期干冷环境下,河流水位下降,河流沙暴露并遭受风蚀改造,为流沙扩张提供物源,沙漠沿西拉木伦河流域扩展.     

末次盛冰期和全新世大暖期中国季风区西北缘沙漠空间格局重建初探

通过实际考察和总结分析位于中国季风区西北缘的腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠以及共和沙地的地层年代资料,初步确定这些沙漠/沙地在末次盛冰期和全新世大暖期的空间范围.结果发现,在末次盛冰期腾格里沙漠扩张到了香山北麓和祁连山北麓,东至贺兰山前,向西覆盖了整个民勤盆地,面积至少扩大了28.8％:巴丹吉林沙漠南到北大山,东至雅布赖山,北部覆盖了整个额济纳盆地,面积扩大了39.0％;共和盆地沙地流沙面积至少扩大了19.8％.在全新世大暖期,腾格里沙漠南部边界向北退缩了20km左右,共和盆地沙地流沙大范围固定成壤.     

青海格尔木三岔河组年龄测定与昆仑古湖发育

文章主要研究和讨论青海省格尔木市昆仑河第五级阶地的三岔河组河湖相沉积,特别是其上部的一套典型的湖相沉积。根据野牛沟和纳赤台西北两剖面三岔河组沉积样品的ESR和U系法年龄测定结果,三岔河组堆积于约355～95kaB.P.间,而被称为昆仑古湖的湖相沉积大致开始于约 200～160kaB.P.（ESR）或约150kaB.P.（U系）,结束于约 150～120kaB.P.（ESR）或约95kaB.P.（U系）左右,其中深湖时期约为190kaB.P.（ESR）或约110～100kaB.P.（U系）左右。此外,纳赤台东北昆仑河第三级阶地剖面上部的湖相沉积,则是约90(ESR)/72～25kaB.P.（U系）的末次冰期期间形成,可称为纳赤台古湖。根据昆仑古湖湖相沉积地层中的沉积构造和所发现的介形类化石,讨论了湖泊的沉积环境;根据区域对比,认为三岔河组发育于约355～95kaB.P.,而其中约120～95kaB.P.的末次间冰期的早中期则是昆仑古湖的发育时期与青藏高原的羌塘东湖等古大湖发育早期的最高湖面时期,而40～30kaB.P.的MIS3的后半段只是这些大湖分解过程中的一个阶段。     

黄河源风沙沉积及意义

考察发现黄河源发育有广泛的现代、古代风沙沉积和沙漠化草地。地貌、沉积和年代学的分析表明,这些沙丘都是就地形成的半成熟沙丘,粒度粗,分选中等,形成于四个主要时期,即倒数第二次冰期末、末次冰期最盛期,全新世寒冷时期和现代,为青藏高原及邻区黄土提供了丰富的粉尘。     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。     

基于碎屑锆石的黄土高原—毛乌素交界区石峁黄土粉尘物源估算*

对于黄土高原粉尘物质的来源以及沙漠和河流对粉尘的贡献,仍未达成一致的认识。本研究以毛乌素东神木市石峁剖面为研究对象,利用碎屑锆石年龄谱,对末次冰消期以来的风成粉尘堆积和河流沉积物展开源区分析,并使用逆蒙特卡罗模型进行物源的定量计算。结果显示,粒径分布和阴极发光(CL)图像显示石峁黄土为典型风成沉积。其粗颗粒碎屑锆石(>40 μm)年龄峰值集中在190~300 Ma、300~600 Ma、1700~1900 Ma和2300~2600 Ma,年龄谱显示近源(局地基岩碎屑)、中源(黄河河沙)和远源(阿拉善地区沙漠)均有贡献; 定量计算表明,三者分别贡献71%、21%和8%的风成粗颗粒。中、近源中,黄河及其支流侵蚀基岩后搬运沉积的漫滩物质成为粉尘输移的中转站,为黄土的形成提供了主要的物源。光释光测年结果表明,石峁剖面河流沉积物及其上覆的黄土物质分别形成于倒数第2次冰消期和末次冰消期,两者之间的沉积间断可能指示了末次冰期至冰消期的侵蚀事件,导致了河滩物质暴露,从而形成了潜在的局地尘源。这些结果表明,包括黄河干支流在内的河流系统对黄土粉尘有重要的物源贡献。     

基于碎屑锆石的黄土高原—毛乌素交界区石峁黄土粉尘物源估算*

对于黄土高原粉尘物质的来源以及沙漠和河流对粉尘的贡献,仍未达成一致的认识。本研究以毛乌素东神木市石峁剖面为研究对象,利用碎屑锆石年龄谱,对末次冰消期以来的风成粉尘堆积和河流沉积物展开源区分析,并使用逆蒙特卡罗模型进行物源的定量计算。结果显示,粒径分布和阴极发光(CL)图像显示石峁黄土为典型风成沉积。其粗颗粒碎屑锆石(>40 μm)年龄峰值集中在190~300 Ma、300~600 Ma、1700~1900 Ma和2300~2600 Ma,年龄谱显示近源(局地基岩碎屑)、中源(黄河河沙)和远源(阿拉善地区沙漠)均有贡献; 定量计算表明,三者分别贡献71%、21%和8%的风成粗颗粒。中、近源中,黄河及其支流侵蚀基岩后搬运沉积的漫滩物质成为粉尘输移的中转站,为黄土的形成提供了主要的物源。光释光测年结果表明,石峁剖面河流沉积物及其上覆的黄土物质分别形成于倒数第2次冰消期和末次冰消期,两者之间的沉积间断可能指示了末次冰期至冰消期的侵蚀事件,导致了河滩物质暴露,从而形成了潜在的局地尘源。这些结果表明,包括黄河干支流在内的河流系统对黄土粉尘有重要的物源贡献。     

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。     

河北平原中部保定西伯章剖面晚第四纪沉积特征及其环境意义

对河北平原中部保定西伯章厚20.74 m的剖面进行实测,系统采集粒度和光释光（OSL）样品进行分析,以期获得其沉积特征及环境演变信息。光释光测年显示该剖面为102~8.69 ka的沉积,时代属于晚更新世到早全新世。岩性和粒度分析表明该剖面为曲流河冲积沉积,可以进一步划分为河道沉积和河漫滩沉积。河道沉积以含云母碎片的中粗砂为主,发育斜层理,频率曲线以正偏双峰频率曲线为主,分选中等到较差,概率累积曲线以跳跃组分为主的两段式为主。河漫滩沉积以黏土质粉砂为主,含保存良好的腹足类化石和钙质结核,频率曲线以负偏双峰为主,分选差,概率累积曲线以悬浮组分占比大的两段式为主。C-M图显示该剖面以均匀悬浮沉积为主,属典型曲流河沉积。实测剖面与黄土剖面对比分析显示西伯章剖面可以分为三个阶段,下部20.74~16.14 m为末次间冰期晚期沉积,气候温暖湿润,以粉砂质沉积为主;中部16.14~3.18 m为末次冰期沉积,气候干冷,沉积物显示细—粗—细的特征,与末次冰期早冰阶—间冰阶—盛冰阶一一对应;上部3.18~0.2 m为冰后期沉积,与末次间冰期晚期沉积环境类似,以黏土和黏土质粉砂沉积为主。粒度成因分析揭示了河北平原中部保定凹陷区晚第四纪沉积环境主要为河流冲积环境,粒度阶段性分布特征是晚第四纪以来冰期-间冰期气候的物质响应。      

Internal Structure of the Incised Valley Fill in the Hangzhou Bay, Eastern China and Its Geological Implications

This paper presents the sedimentary facies and formation of the Qiantangjiang and Taihu incised valleys, and the characteristics of shallow gas reservoir distribution, based on a large number of data of drilling, static sounding and chemical analysis obtained from the present Hangzhou Bay coastal plain. The incised valleys were formed during the last glacial maximum and were subsequently filled with fluvial facies during the post-glacial period. All commercial gases are stored in the flood plain sand lenses of the incised valleys.     

汉江上游I级河流阶的形成及对东亚季风 变化的响应

对郧县—白河段汉江Ⅰ级河流阶地上风成黄土的沉积学、理化性质、地球化学和年代学进行了系统研究。结果表明,汉江Ⅰ河流阶的形成不晚于25 ka BP;黄土具有马兰黄土(L1)→过渡黄土(Lt)→古土壤(S0)→全新世黄土(L0)→表土(TS)的地层序列,与渭河谷地的黄土地层序列完全可比;25~11.5 ka BP,冬季风强盛,气候冷干,从11.5 ka BP开始,冬季风逐渐减弱,气候开始向暖湿方向逐步转化,从8.5 ka BP开始,夏季风达到了末次冰期结束后的鼎盛时期,3.1 ka BP前后,东亚季风格局发生变化,夏季风减弱,重新进入一个相对干冷的时期,而人类活动对地表的影响形成了表土;汉江上游谷地黄土记录的末次冰期后季风逐渐加强、中全新世季风强盛、随后季风衰退和气候变干的夏季风演变模式与渭河谷地黄土的记录高度一致,与邻区石笋和泥炭记录的季风变化趋势也有良好的可比性,但与石笋/泥炭记录的夏季风强盛期的起始时间(9.3~4.2 ka BP)并不完全一致。     

从矿物学角度探讨芝罘岛黄土状黄土成因及古气候变化

沉积矿物是记录物源信息和古气候变迁的良好载体。通过显微镜碎屑矿物鉴定和黏土矿物X射线衍射峰能谱分析对芝罘岛黄土状黄土2 个剖面13 个样品进行处理, 并对数据进行数学统计分析。结果表明, 芝罘岛黄土状黄土矿物种类、矿物形态特征、磁铁矿和岩屑的高含量等都揭示了黄土来源的多源性和近源性, 末次冰期时的海底平原沉积物以及洪积、残积物是芝罘岛黄土状黄土的重要物源, 而西北内陆沙漠吹来的细颗粒物质相对较少。普通角闪石、绿帘石含量较高的黄土堆积后期是以远源沉积为主, 且以风力搬运为主; 磁铁矿、岩屑含量较高的早、中期是以近源沉积为主, 搬运动力较复杂。根据黄土状黄土的剖面层序特征, 碎屑矿物以及黏土矿物垂相变化特征, 说明黄土堆积的早期, 气候是相对温暖湿润的, 之后变得寒冷干燥, 后来又逐渐回暖, 然后再转冷, 呈现出末次冰期该地冷暖交替的气候旋回。     

Mississippi Valley regional source of loess on the southern Green Bay Lobe land surface, Wisconsin

Loess has been recognized on the glacial land surface of the Green Bay Lobe for over 100 yr, but no systematic explanation of the source of the loess has been advanced. Intriguingly, the loess on the Green Bay Lobe land surface is thicker than predicted by regional thinning trends from the Mississippi Valley and is geographically separated from much loess of southwest Wisconsin by a sandy region devoid of loess. Mapping based on soil survey interpretation indicates that the loess occurs above an escarpment marking the eastern end of the sandy loess-free region. Particle size fining trends demonstrate that the loess was transported by northwesterly winds. Clay mineralogy of the Green Bay Lobe loess is distinctly different than glaciogenic sediments and matches loess of the Mississippi Valley, indicating a regional source and long distance transport of the loess. We propose the loess was transported from the regional source along a surface of transport produced by migration of eolian sand through low-relief landscapes including the glacial Lake Wisconsin basin. Eolian sand migration caused repeated entrainment of dust leading to east-southeastward transport. The loess accumulated above an escarpment that limited sand mobility and re-entrainment of loess beyond this topographic barrier.     

杭洲湾地区晚第四纪下切河谷内部相结构与生物气勘探

本文根据杭州湾沿海平原大量的钻井、静力触探井和分析化验等资料，研究了下切河谷（钱塘江和太湖下切河谷）充填物的沉积建造和沉积相，以及浅层生物气藏分布特征。研究表明，末次冰期以来，随着海平面变化，杭州湾地区下切河谷演化经历了深切、快速充填和埋藏三个阶段。末次冰盛期，海平面下降的幅度大，增加了河流梯度、加强了下切作用，本区形成了钱塘江和太湖下切河谷，随后在冰后期被充填和埋藏，下切河谷的两侧为暴露地表的古河间地。根据岩石学、沉积结构和沉积构造特征，本区下切河谷充填沉积物表现为向上变细的沉积层序，可以划分为4个沉积相类型，有河床滞留沉积物到部分曲流河沉积体系的边滩沉积、河漫滩-河口湾沉积、河口湾-浅海沉积和河口湾沙坝沉积。在河漫滩-河口湾相沉积期间，由于海平面上升、潮流体系、沉积物供给和可容空间条件适合一个潮流沙脊体系的发育，该相中砂质透镜体可能代表下切河谷内发育的潮流沙脊。对于河口湾-浅海沉积和河口湾沙坝沉积而言，由于沉积条件不再有利，没有形成沙脊沉积。所有的商业性生物气都存储在下切河谷内河漫滩-河口湾砂质透镜体中。