晚新生代以来青藏高原中部环境演化过程的地球化学证据

青藏高原中部发育一系列独立的内流断陷湖盆，其中位于南亚季风区边缘的错鄂湖盆发育了巨厚的湖泊沉积，是研究高原内部地质环境变迁与构造-气候旋回的理想场所。本文对青藏高原中部错鄂孔197m沉积岩心Sr、Rb、Zr含量及其比值以及沉积物有机质δ^13C、TOC含量进行了分析，同时结合岩性、粒度、粘土矿物组成，初步建立了青藏高原中部2．8Ma来岩石化学风化的相对强度和古环境演化过程。研究表明，2．8Ma来青藏高原中部经历了三次剧烈的环境演化过程：在约197～170m(2．8～2．5Ma)之间，低Sr含量，高Rb／Sr和Zr／Rb值记录了较弱的化学风化过程，δ^13C、TOC含量反映气候前期暖干，后期偏凉湿，揭示冷湿气候的云杉林突然增加，沉积岩性明显变粗，反映了一次强烈的构造隆升运动；在约170～38．5m(约2．5～0．8Ma)之间，高Sr含量，低Rb／Sr和Zr／Rb值记录流域经历较强的化学风化过程，δ^13C、TOC含量反映高原中部总体处于温湿或凉湿的环境下，沉积岩性较细，高原总体处于相对剥蚀夷平阶段；在38．5～0m(约0．8～0Ma)段，Sr含量处于相对低值，Rb／Sr值相对较高，化学风化相对较弱，δ^13C、TOC含量表明高原中部处于较寒冷的环境之中，沉积岩性的再次明显变粗表明高原中部又经历了一次强烈的构造运动，并使高原中部整体隆升到4000m以上，奠定了现代高原面的基本格局。     

青藏高原中部2.8Ma以来的化学风化与环境演化的湖泊沉积记录

对采自青藏高原中部错鄂湖泊钻孔近200m以上深处、形成于2.8Ma以来的沉积岩岩芯中Sr,Rb,Zr含量变化及Rb/Sr,Zr/Rb比进行了研究,并结合其岩性、粒度、粘土矿物组成,分析了该地区2.8Ma来化学风化的相对强度和古环境演化过程。研究表明,2.8Ma来青藏高原中部的环境经历了3个演化阶段：在深约197－170m(2.8-2.5Ma)岩性段,低Sr含量,高Rb/Sr和Zr/Rb比揭示的是较弱的化学风化过程,反映了与当时强烈的高原隆升运动有关;在约170－38.5m（约2.5-0.8Ma)段,高Sr含量,低Rb/Sr和Zr/Rb比记录的是该流域较强的化学风化阶段,与高原在稳定期中部总体处于温湿或凉湿的环境下的结论吻合;在38.5-0m（约0.8-0Ma)段,总体Sr含量处于相对低值,Rb/Sr比相对较高,化学风化相对较弱,表明高原中部处于较寒冷的环境之中,高原整体已隆升到4000m以上。     

湖泊沉积物记录的藏中地区2.8Ma以来的环境演变历史

对青藏高原中部错鄂钻孔岩芯湖泊沉积物δ13C、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、C/N和Rb/Sr比值等进行了分析,并结合岩性、孢粉组合特征等,建立了2.8Ma以来藏中地区的环境演化序列、区域构造活动和湖盆演化过程.研究显示,大约在2.8Ma,错鄂构造成盆,2.6Ma的构造运动之后,湖泊扩张,夏季风降水增加,湖泊沉积物以青灰色泥为主,藏中地区总体上处于温湿或凉湿的环境下;约0.78Ma后,沉积岩性明显变粗,湖盆快速充填,反映了强烈的构造隆升运动,并使高原中部整体隆升到4000m以上,δ13C和TOC反映藏中地区环境具明显的高寒特点;高原剧烈隆升时期,化学风化较弱,而在高原相对稳定的剥蚀夷平阶段,化学风化较强,说明藏中地区的化学风化在受气候强烈影响的同时,又受高原阶段性的构造隆升所控制.     

西藏错鄂湖沉积旋回与古环境变迁

湖泊作为陆地上相对独立的自然综合体,是大气圈、岩石圈、生物圈和陆地水体相互作用的联接点,是区域环境的镜子。青藏高原中部从班长错至怒江分布密集的构造湖群,其东部位于印度季风区边缘的西藏那曲错鄂湖,发育有巨厚的湖泊沉积物,是研究高原环境演化的理想材料。本文对采自西藏那曲地区错鄂湖盆中心钻孔近200m、形成于2.8Ma以来的湖泊沉积物中的沉积旋回进行了研究,并结合沉积岩性、粒度和孢粉组合等,分析了该地区2.8Ma来的古地理环境演化过程。研究表明,2.8Ma来错鄂沉积物揭示了10个沉积旋回的变化和3大古环境演化阶段(2.8~2.5Ma,2.5~0.78Ma,0.78~0Ma)与8个次级环境波动过程。初步研究认为,错鄂地区的环境演化主要是由高原构造活动和气候波动共同作用下形成的。总体上,大的环境演替与构造运动有关,各旋回中的次级波动则与气候变化关系密切。     

湖光岩玛珥湖非残渣态Rb/Sr比值研究及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值变化主要受控于Sr含量的变化,而真正反映流域化学风化强度的主要是迁移至集水盆地(湖泊)的溶解态Sr2+,在沉积物中主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态等形式存在.通过对不同赋存状态的Rb/Sr比值与相应的Sr含量之间相关关系的对比分析发现,沉积物非残渣态Rb/Sr比值更好地反映了流域化学风化.根...     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文根据青海湖沉积岩芯（QH00A）碳酸盐含量、TOC和Rb/Sr等环境指标的综合分析，探讨了该地区近千年来的气候变化过程和化学风化史。结果表明：青海湖地区近千年来经历了5次冷湿期和5次暖干期，气候组合类型为冷湿与暖干交替。中世纪暖期、小冰期以及20世纪以来的升温在该沉积岩芯中得到良好的记录。沉积岩芯Rb/Sr较好地记录了湖泊流域化学风化的历史，并揭示流域化学风化的主要控制因素为气温变化。     

湖泊沉积物Rb/Sr比值在古气候/古环境研究中的应用与展望

Rb和Sr在赋存矿物和表生地球化学行为等方面存在显著差异,因而各种记录体中的Rb/Sr比值被广泛应用于古气候/古环境研究。湖泊沉积物中的Rb、Sr主要包括2部分来源：一是流域物理侵蚀直接带来的陆源碎屑组分,在沉积物中多以残渣态（碎屑矿物）形式存在;二是流域化学风化带来的溶解态物质,在湖泊水体中通过物理吸附、化学沉淀和生...     

内陆湖泊流域的化学风化及气候变化—以内蒙古岱海为例

利用湖泊沉积物中Rb/Sr值来反映受古气候制约的流域陆地化学风化率的变化，并恢复了岱海近400a以来以小冰期为特征的、具有100a准周期（经谱分析）的气候波动历史。通过磁化率、粘土矿物含量和种类的综合分析，确证了湖泊沉积物Rb/Sr值的变化可以用来重建流域内化学风化率与其相应的古气候演化过程，是湖泊沉积记录中具有比磁化率更明显气候意义的有效代用指标。     

陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义

本文系统地测试了陕西洛川黄土-古土壤剖面中的Rb,Sr含量和磁化率。通过对比该剖面2．50MaB．P．以来Rb／Sr曲线和磁化率曲线,发现两者的形状和变化的相位十分相似,然而两者的相对振幅却有明显的差别。Rb／Sr曲线记录了0．80MaB．P．左右一次重要的气候转型界面,揭示了黄士和古土壤内部次一级的气候波动旋回,反映了早更新世黄土高原较温暖潮湿的特点以及更新世以来气候由湿向干的变化趋势。研究表明,Rb／Sr值可以作为衡量东亚夏季风环流强度变化的较为敏感的替代性指标。     

大别山北麓黄土-古土壤Rb、Sr与磁化率及其古环境意义

对大别山北麓0.78 Ma以来的黄土-古土壤样品的磁化率及Rb和Sr的地球化学特征研究表明,相对高的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及低w(Sr)值指示夏季风占优势的湿润时期,对应古土壤层;相对低的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及高w(Sr)值指示冬季风占优势的干旱期,磁化率相对较低,对应黄土层。剖面的w(Rb)/w(Sr)值自下至上降低反映大别山北麓地区的风化作用逐渐减弱,也揭示自0.78 Ma以来气候具有由湿向干的趋势;磁化率与w(Rb)/w(Sr)值的对比分析表明,它们的变化曲线存在显著不同,原因可能是由于磁化率在古土壤中的增强机制比较复杂所致,w(Rb)/w(Sr)值作为气候替代指标比磁化率更灵敏。与洛川剖面相比,大别山黄土-古土壤的w(Rb)较高而w(Sr)较低及Rb、Sr较强的分异能力特征反映了大别山气候整体较为温湿,沉积物遭受的风化程度更强。     

湖泊沉积物不同粒级组分的元素含量特征及其环境指示意义①——以内蒙古黄旗海为例

黄旗海湖泊柱状沉积物的全样、77~20 μm、<20 μm粒级的钛(Ti)、锰(Mn)、锶(Sr)、銣(Rb)、钡(Ba)、锆(Zr)等元素含量分析表明,元素在湖泊沉积物各粒级组分的丰度存在较大差异:Ti、Zr倾向于在粗颗粒中富集,Mn、Sr、Rb倾向于在细颗粒中富集,Ba的富集粒级不明显。Ti、Zr与Mn、Rb的颗粒粒级富集倾向可能是其硅酸盐矿物颗粒碎化过程的结果,而Sr则与湖泊自生碳酸盐有关。元素比值Zrc/（Rbc+Bac）、Zrc/Rbc与Ti、Zr的粒度效应Tic/Tif、Zrc/Zrf指示了沉积物重、轻矿物的相对比率,是流域侵蚀强度与湖泊涨缩的信息指示;Ba、Rb与Sr在细粒级的含量之比Baf/Srf、Rbf/Srf指示了硅酸盐与碳酸盐矿物的相对含量,是流域风化、侵蚀搬运强度与湖泊过程（包括物理/化学/生物）等混合信息指示,没有明确的环境指向性。     

江西相山响石风化壳球形风化层的微量元素地球化学特征

风化壳的形成过程中化学风化因素尤为重要，江西相山响石风化壳不同部位遭受的风化程度不一。为了解风化作用对不同风化部位中微量元素的迁移影响，本文以江西相山风化壳中风化土样、风化球体及基岩为研究对象开展地球化学分析。微量元素方面，以Rb、Sr、Ba、Cs为代表的活动性元素，随着风化作用的进行，逐步从寄主矿物中淋失，风化土样、风化球体与基岩的元素含量表现出明显差异；过渡系金属Sc、V、Cr的含量变化差别不大，被有效地保留；风化土样与风化球体和基岩均富集Rb、Th、U、Nb、Ce、Nd、Hf、Ti、Yb，风化土样与风化球体和基岩具有较为一致的分布趋势；Th、U的分布与其自身性质有关，基岩与风化球体和风化土样三者在风化过程中Th含量基本保持不变，U含量出现一定差异；相山风化壳中不同部位风化程度不一，微量元素的地球化学特征不一。     

流域生物、化学风化对小冰期气候变化的响应

岱海近500年沉积物的孢粉，介形类和地球化学记录表现了流域生物，化学风化对全球性小冰期气候波动明显而快速的响应，孢粉量的下降，化学风化强度的减弱（高Rb/Sr比值）以及意外湖花介（Limnocythere inopinata)的繁盛反映了小冰期最盛期岱海地区以干旱为特征的气候环境及其造成的高矿化度湖水，其中，介形类丰度及种类对环境变化的反应最迅速，植被生长的调节则要缓慢一些，内陆湖泊流域植被的衰弱与干旱环境下化学风化强度的减弱以及风尘作用的加强是相辅相成的。     

粒度分组:提取古环境变化信息的一种有效方法

对南京老虎山黄土-古土壤剖面全样和三个粒级组分(《2 μm、2～45μm和》45 μm)的Rb/Sr比值进行了系统研究.结果表明,Rb/Sr比值是衡量黄土和古土壤化学风化强度的良好地球化学指标;粒度分组是利用Rb/Sr比值研究古环境变化的有效方法.通过粒度分组,可以排除不同粒度组分之间由于Rb/Sr初始比值不同造成的互相干扰.《2 μm粒级的(Rb/Sr)-Sr反相关图的R2值最大(达0.97),说明该粒级指示化学风化作用的灵敏度最高,研究Rb/Sr比值这一地球化学指标最理想.     

地壳风化系统中的Sr同位素地球化学

近20年来,人们利用Rb－Sr同位素体系对地表－近地表地球化学过程、尤其是水圈－岩石圈之间化学物质的循环进行了广泛而深入的研究。大陆地壳风化物质以及地表径流的Sr同位素组成变化揭示了不同流域盆地的地质背景和风化作用的特征。古海洋的Sr同位素组成变化则是地壳和地幔演化以及不同地质历史时期壳－幔相互作用的共同结果。本文对地壳风化系统Sr同位素地球化学研究的全面而详细的综述表明,Rb－Sr同位素体系仍将是研究地壳风化、水圈－岩石圈之间化学物质循环的重要手段,根据古海水及其化学沉积物的Sr同位素记录研究壳－幔演化和地球圈层演化过程中的物质循环特征以及地表古环境变化将是本研究领域的重点。     

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。     

峡东地区南华纪-寒武纪地层风化过程元素及Sr-Nd同位素演化特征及其地球化学意义

以峡东地区南华纪、震旦纪和寒武纪标准地层泥岩、冰碛泥岩、砂岩、灰岩和白云质灰岩及对应的风化土壤为研究对象, 分析了地层风化成土过程中不同元素的迁移行为, 根据剖面样品的Sr-Nd同位素组成变化, 探讨了其同位素体系的封闭性特征与应用意义.结果表明: (1) 不同岩性基岩在成土过程中的蚀变强度有明显的差异, 在相似地表条件下, 碳酸岩风化剖面的风化程度高于泥质岩和砂岩; (2) 通过对比稳定高场强Ti元素在基岩和风化剖面中的含量变化, 计算出土壤样品在风化过程中体积相对基岩发生的改变量, 进而计算出不同岩性基岩在风化过程中微量元素的绝对含量变化以探讨这些元素的活动规律.结果表明, 灰岩和白云质灰岩的风化剖面元素含量变化明显, 而在泥质岩风化过程中大多数元素保持了相对稳定, 说明沉积岩风化过程中元素的活动性特征明显地受到了原岩矿物组成的制约.风化过程中, 不同性质的元素的活动性差异明显, 其中亲硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo) 和大离子亲石元素(Rb、K、Sr、Ba) 在不同岩性的风化剖面中均表现出明显的元素含量变化, 而高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta) 含量则相对稳定; (3) 泥质岩风化形成的土壤层REE含量变化较小, 而碳酸岩风化土壤层REE含量发生了明显下降, 且其风化形成的土壤表现出LREE和HREE相对于MREE的富集.无论是碳酸岩或泥质岩风化形成的土壤, 均出现了明显的Eu负异常和Ce的正异常, 但在其原岩中这些异常并不存在或不明显; (4) 基岩与土壤剖面间Sr同位素组成和Rb/Sr比值存在明显差异, Rb-Sr同位素组成发生了明显的开放.所形成土壤层的Sr同位素组成受到2种因素的约束: 原岩性质和外来组成的Sr同位素比值.因此在总体上, 风化土壤的Sr同位素组成已不能代表基岩的Sr同位素组成; (5) 沉积岩风化过程中, 碳酸岩和泥质岩形成的风化土壤基本保持了原岩的Sm-Nd同位素组成特点, 由其组成所获得的Nd同位素亏损地幔模式年龄等能反映其原岩信息, 而近源沉积形成的砂岩和含砾冰碛泥岩所形成的土壤, 其Nd同位素组成则存在不同程度的改变.      

挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例SCIEI北大核心CSCD

东南沿海分布大面积的白垩纪晚期侵入岩。这些岩石可分为两期:其中115~100Ma以钙碱性系列岩石为主,岩石组合为辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-碱性长石花岗岩;而100~86Ma的岩石为碱性系列,岩石组合为石英二长斑岩-正长斑岩-碱性长石花岗岩。115~100Ma的辉长岩以角闪辉长岩为主,具有极高的CaO、MgO和Al_(2)O_(3)含量,具有极低的SiO_(2)(42.9%~53.8%)、全碱(K_(2)O+Na_(2)O:0.86%~5.28%)、Ba、Nb、Th、Rb和Zr含量,也具有极低的FeO^(T)/MgO、La/Yb和Zr/Hf比值,较高的Eu/Eu^(*)、Sr/Y比值和Sr含量,为基性-超基性堆晶岩。与辉长岩同期的闪长岩和细粒暗色包体具有较高的SiO_(2)(50.34%~63.68%),较低的CaO、P_(2)O_(5)、MgO、Al_(2)O_(3)含量,相对低的Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,变化较大的La/Yb和Zr/Hf比值,代表了从基性岩浆储库中抽取的富硅熔体。115~100Ma的花岗闪长岩和二长花岗岩类岩石为准铝质岩石,SiO_(2)含量变化较大(61.7%~75.3%),具有较低的FeO^(T)/MgO、Ga/Al比值和Nb、Zr及Nb+Zr+Ce+Y元素含量,显示出典型I型花岗岩的特征。这些花岗岩具有相对高的La/Yb、Eu/Eu^(*)和Zr/Hf比值和高的Sr、Ba和Zr含量。结合岩相学特征,这些花岗岩为堆晶花岗岩。而115~100Ma的碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),低的Eu/Eu^(*)、La/Yb、Zr/Hf和Sr/Y比值,具有低的Ba、Sr和Zr含量和高的Rb、Nb、Y和Th含量和Rb/Sr比值,表明这些花岗岩是由富硅岩浆储库中抽离的高硅熔体侵入地壳形成。100~86Ma期间形成的二长斑岩和正长斑岩具有极高的全碱含量,可以达到8%~12%,其SiO_(2)主要集中在60%~70%,具有极高的Zr、Sr和Ba含量和Eu/Eu^(*)、La/Yb和Sr/Y比值,显示出堆晶花岗岩的特征。而100~86Ma期间形成的大部分碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),并显示出A型花岗岩的特征,具有高的Rb/Sr比值和高的Rb、Y和Th和低的Ba、Sr含量和低的Zr/Hf、La/Yb、Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,表明它们是由富硅岩浆储库抽离的高硅熔体侵入浅部地壳形成。东南沿海高硅花岗岩的形成和穿地壳岩浆系统密切相关,高硅花岗岩是由浅部地壳内晶体-熔体分异产生的熔体侵入地壳所形成,而高硅花岗岩的地球化学特征与岩浆储库的水及挥发份含量密切相关。115~100Ma期间,从富水的岩浆储库抽离的熔体形成具有低高场强元素含量和低Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程与古太平洋板块俯冲有关;100~86Ma期间,从富挥发份的岩浆储库抽离的熔体形成碱性特征、富含高场强元素和具有高的Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程和古太平洋板块回撤软流圈上涌有关。     

青藏高原黄土堆积典型元素相对含量变化与古气候意义

青藏高原东北部黄土分布广厚,较好的记录了第四纪古气候变化的信息。为了从地球化学的角度寻找能更好指示高原气候变化的代用指标,本文对西宁盆地湟水河高级阶地之上的大墩岭黄土剖面顶部末次间冰期以来(S1古土壤层之上)沉积的黄土—古土壤系统取样,并做了易迁移元素(Sr、Ca)与难迁移元素(Rb、Zr、Ti)的含量变化分析。结果发现,水迁移能力差别较大,矿物组成不同的元素(或氧化物)比值Rb/Sr、Ti/Sr、Zr/CaO比较灵敏的指示了高原末次间冰期以来古气候,特别是古降水变化信息,而且其与常用的磁化率指示的中国北方古气候变化及深海沉积氧同…     

长江下游下蜀黄土化学风化的地球化学研究

根据元素含量，K2O/Na2O,K2O/CaO,Al2O3/Na2O,CIA及A－CN－K图解等指标，对长江下游地区下蜀土的化学风化作用进行了研究，下蜀土比西北黄土经历了较强的化学风化过程，Ca,Sr,Na和Mg大量迁移淋失，不仅表现为碳酸盐矿物的迅速风化，而且硅酸盐矿物如斜长石也明显风化，脱Ca,Na过程显著，而钾长石的风化很弱，脱K不明显，下蜀土与西北黄土的原始沉积物具有相似的化学组成，下蜀土较强的化学风化过程可能受长江下游地区较强的季风性气候控制。