晚上新世以来菲律宾海盆XT4孔黏土矿物特征及其古环境意义

菲律宾海是典型风尘汇聚区,菲律宾海远离吕宋岛的深海沉积物是重建构造尺度亚洲风尘演化历史的良好载体。选取菲律宾海盆XT4孔沉积物开展了黏土矿物研究,并结合前人研究成果,在明确该孔黏土矿物来源的基础上,探讨了晚上新世以来亚洲风尘的演化历史及其可能的影响机制。菲律宾海盆XT4孔黏土矿物以伊利石为主,平均含量为39%,蒙脱石含量次之,平均为28%,绿泥石平均含量为18%,高岭石平均含量为15%。XT4孔黏土矿物组成符合亚洲大陆风尘与周边火山岛弧的二端元混合模型特征,其中蒙脱石主要为周边火山岛弧物质贡献,而伊利石、绿泥石和高岭石主要是亚洲风尘贡献。晚上新世以来XT4孔的伊利石/蒙脱石比值表现为阶段性变化,主要反映了北半球高纬冰川的扩张导致亚洲中纬度地区干旱化加剧。此外,东亚夏季风降雨强弱和空间分布的变化也是源区风尘释放的重要环境因子之一。本文结果初步揭示了晚上新世以来中国干旱-半干旱地区的环境演化历程,有助于深入理解多圈层相互作用下的风尘循环及其生物地球化学效应。     

北极圈海域表层沉积物的黏土矿物特征及其环境意义

应用X射线衍射(XRD)分析技术对北极圈海域15个表层沉积物的黏土矿物进行了研究。结合伊利石的结晶度指数综合分析了研究区黏土矿物的组成和分布特征及其物质来源、沉积环境和水动力条件。结果表明,北极圈海域研究区的黏土矿物以伊利石为主(33%),其次为伊/蒙间层矿物(25%)、绿泥石(23%)、高岭石(15%)以及蒙皂石(4%)。伊利石的开形指数(Ns)都比较小,大多在1~2之间,Ns的分布对物源有一定的指示意义。楚科奇海区具较弱的水动力条件,沉积环境较稳定;白令海具强烈的水动力条件,属于冲刷环境。认为北极圈海域研究区的黏土沉积物均有三方面来源,即河流输入、海洋自生和冰筏搬运物。     

末次间冰期兰州黄土记录中的粘土矿物及其环境意义探讨

本文研究了末次间冰肮分辨率兰州黄土（Ｓ１）２１个样口的粘土矿物，并与现代尘暴沉积物作了对比。研究结果表明，Ｓ１三个古土壤导春间所夹两个黄土层中的粘土矿物组合特征基本一致，以伊利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊／蒙间层矿物。粘土矿物的形成以碎屑成因为主，其一在剖面上的变化具有批示气候变化的意义。古土壤层中伊利石结晶度较黄土层中低，反映在气候温暖潮湿的条件下粘土矿物受到了不同和蔼的改造。粘土矿物总     

镇江下蜀黄土粒度特征及其成因初探

根据具有代表性的镇江大港剖面的粒度分析结果探讨了下蜀黄土的成因。结果表明：镇江下蜀黄土主要由＜50μm细颗粒物质组成，＞50μm的砂粒贫乏，平均含量仅占4．18％；50－10μm粗粉砂含量为49．36％，为众数粒组；10－5μm的细粉砂平均含量为18．02％；＜5μm的粘粒含量为28．44％。粒度概率累积曲线呈标准的二段工，频率分布曲线为单峰，粒度参数具有高度一致性特征。粒度分析证实，镇江下蜀黄土与北方黄土一样同是大气粉尘堆积物。我国自西北向东南沿主风方向呈带状排列的砂黄土带（柴达木黄土）、典型黄土带（黄土高原黄土）、粘黄土带（山东黄土）、细粘黄土带（宁镇下蜀黄土）共同构成了我国独特的第四纪风尘堆积空间分布延伸序列，它们是在第四纪冰期干冷气候条件下气－地系统相互作用形成的地质统一体。     

渤海湾西岸QG01钻孔沉积物黏土矿物分布及古气候替代指标研究

对渤海湾西岸QG01钻孔12.7~17.4 m段沉积物进行了粒度测试、X射线衍射(XRD)和光释光(OSL)测年,分析了该段岩心的黏土矿物特征及其对古气候的响应。该段沉积物由砂质粉砂、粉砂质砂和黏土质粉砂组成,平均粒径介于4.11~7.79 Φ之间;黏土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石和高岭石,蒙脱石含量最少。将伊利石结晶度(KI)和黏土矿物组合比值((伊利石+绿泥石)/(高岭石+蒙脱石))作为古气候替代指标,发现当KI与黏土矿物组合比值反映的气候变化趋势一致时,可反映气候变化特征;当KI与黏土矿物组合比值反映的气候变化趋势不一致时,沉积物来源发生改变,不能反映气候特征。     

黏土矿物在古环境重建中的应用

黏土矿物组成、含量以及结晶参数的变化与古环境(气候与沉积环境)变化密切相关,可以反映气候冷、暖周期性变化和沉积环境特征。近些年来,黏土矿物分析成为重建古环境的有效手段之一。在阐述黏土矿物的研究方法和古环境意义的基础上,对近20年来黏土矿物在海洋、黄土、湖泊古环境恢复当中的应用进行了回顾和评述。指出随着新的研究方法的不断引入与创新,黏土矿物分析已从定性研究转向半定量、定量研究;黏土矿物记录与孢粉、硅藻、粒度和氧同位素反映的古气候基本吻合,说明黏土矿物是古气候研究的有效方法。但气候以外的其他因素也能引起黏土矿物含量和组合的变化,因此,在进行古气候重建时必须考虑物质来源、水动力条件、地质地貌特征和地球化学环境以及构造运动等因素的可能影响。结合其他多种古环境代用指标的联合运用,黏土矿物研究将在古环境重建中发挥越来越重要的作用,具有广阔的应用前景。     

渤海—北黄海沉积物黏土矿物特征及其环境意义

基于409个表层沉积物样品黏土组成的分析测试结果,结合周边河流沉积物黏土矿物组成数据,研究了渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物的分布特征、来源和输运趋势。渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物组分质量分数从高到低依次为伊利石(70%)、高岭石(12%)、绿泥石(11%)和蒙皂石(7%)。根据沉积物黏土矿物的组成和分布特征,可以把研究区分为2个区和6个亚区。I区物质来源主要为黄河,分布在黄河口外,向东北延伸至渤海海盆、东南向经莱州湾再向东北延伸至北黄海南部海域;II区物质来源主要为潍河、六股河、滦河和辽河等,还包括海岸侵蚀物质,主要分布在辽东湾、渤海湾北部和北黄海北部等海域。黏土矿物的输运和分布除了受到物源的影响外,主要受渤海环流的控制。     

普里兹湾西北侧海域沉积物黏土矿物组合及其古气候环境意义

基于普里兹湾西北侧海域ANT29-P4-03沉积岩心14C测年和黏土矿物含量的分析结果,讨论了研究区黏土矿物组分的气候环境意义。黏土矿物含量顺序为伊利石 > 蒙脱石 > 高岭石 > 绿泥石。蒙脱石主要来自火成岩风化,在26.0~26.5、25.3~25.6、25.0、16.5~17.0 ka 4个时间段含量较高,总体呈现冰期高间冰期低的特点。伊利石、高岭石主要来自普里兹湾陆架,高岭石含量越高,表明当时的气候越温湿;而伊利石和蒙脱石则相反,它们的含量越高,说明当时的气候条件比较寒冷干燥。整体来看,伊利石和蒙脱石的含量占绝大部分,因此,整个岩心所形成环境比较寒冷干燥。     

黄海盆地西部下蜀黄土成因机制的新探索

下蜀黄土分布于北起苏北,南至太湖,西始江汉,东迄黄东海陆架的广大地区,是一套棕黄至灰黄色的粉砂亚砂土层,其平原区相应部分———硬黏土层则为一层呈黄褐色、灰绿和暗绿色的致密硬土层,总体上是属于更新统的一套细粒堆积,这套堆积在苏北称戚嘴组,在皖南称茆塘组［１］。１研究区下蜀黄土分布与剖面地层划分主要研究区位于南京下蜀镇。黄土呈连续性和披覆性覆盖了从海拔４４８ｍ的宝华山到各种负海拔的不同高度的地形,在山丘顶部厚度较小,低洼处厚度大可达３０ｍ;在江北浦口研究区,黄土分布基本类似。据野外地层观察和室内粒度、磁化率分析…     

南海南部沉积物中黏土矿物组成变化及其古沉积信息记录初探

通过对南海南部2个代表13万a以来柱状沉积样品高分辨率的黏土矿物组成分析,认为所研究的黏土矿物主要为陆源碎屑成因,埋藏过程中的成岩变化或黏土矿物自生特征不明显,而以采样点南面加里曼丹岛、菲律宾东、西两侧的火山群岛和湄公河流域为主要陆源的地质条件、风化环境及物质迁移途径的差异控制了南海南部沉积物中黏土矿物组成的空间和时间变化.研究发现,沉积物样品中较高的蒙皂石含量对应于地质历史上的暖期,而较低的蒙皂石含量对应于冷期.伊利石的行为及其古海洋指示意义则与蒙皂石相反.将柱状沉积物样品上高分辨率的黏土矿物组成分析作为一种研究方法,有助于研究晚第四纪以来南海陆源碎屑物的源区特征、迁移途径及海区古环境演变.     

淮河中游沉积物中黏土矿物组合特征

采用X射线衍射物相分析,对淮河中游河床表层沉积物中的主要黏土矿物含量组成进行分析。研究结果表明淮河中游沉积物的黏土矿物组合为伊利石(52.3%)-高岭石(17.0%)-蒙脱石(16.8%)-绿泥石(13.9%)型。淮河中游沉积物黏土矿物与长江、黄河沉积物黏土矿物相比,兼具黄河沉积物富蒙脱石的特征和长江沉积物富高岭石的特征。其伊利石与蒙脱石的比值均在6以下,与黄河沉积物接近;高岭石与绿泥石比值在1以上,与长江沉积物接近。淮河流域地处中国南北气候过渡带、长江流域与黄河流域之间,流域两侧气候和地质背景的差异是形成淮河中游沉积物黏土矿物组合的主要原因。淮河以南地区气候接近长江流域,其沉积物主要是秦岭-大别山造山带岩石在以化学风化为主的风化条件下形成的,沉积物黏土矿物中高岭石含量比较高;淮河以北地区气候接近黄河流域,其沉积物主要是黄土、黄泛沉积物和黄河冲积物在以物理风化为主的风化条件下形成的,因此,沉积物黏土矿物中蒙脱石含量比较高。     

楚科奇海陆坡ARC5-M06柱样晚更新世以来黏土矿物组成变化的古环境意义

对中国第5次北极科学考察采自楚科奇海陆坡的ARC5-M06柱样进行粒度、冰筏碎屑、碎屑矿物、黏土矿物、岩心XRF扫描、沉积物颜色分析,初步建立了楚科奇海陆坡晚更新世MIS3期以来的沉积地层框架。ARC5-M06柱黏土矿物组合类型为伊利石(66%)-绿泥石(22%)-高岭石(9%)-蒙皂石(3%)组合,与北冰洋边缘海表层沉积物黏土矿物组合类型对比表明,MIS3期以来楚科奇海陆坡除MIS3期晚期黏土矿物陆源主要来自北美大陆的加拿大马更些河入海物质及少量太平洋水团携入的北美育空河入海物质外,其他时期均主要来自于东西伯利亚海的输入;自MIS2末次盛冰期以来,陆坡与海盆的黏土矿物源区发生了改变,陆坡主要来自于东西伯利亚海的输入,海盆主要来自于北美大陆物源输入,受波弗特海的输入影响较大。     

第四纪加积型红土与下蜀黄土理化特征比较

加积型红土和下蜀黄土是我国亚热带地区常见的第四纪沉积物。测试了加积型红土的粒度、矿物与石英砂表面特征、磁化率、常量元素和稀土元素等理化指标,并与下蜀黄土进行了对比分析,结果表明,加积型红土与下蜀黄土在理化特征上具有整体相似性,显示风成特性,但较下蜀黄土经历了更为强烈的化学风化作用。同一剖面自下而上为加积型红土至棕黄色下蜀土的沉积序列,揭示了中更新世至晚更新世风化成壤强度减弱、气候由湿热向干凉转变的趋势;北亚热带和中亚热带沉积年代相当的下蜀土风化特征差异反映了古环境变化的纬度效应。     

东海嵊山岛风尘黄土中的植物硅酸体与环境研究

东海岛屿风尘黄土地层的存在是下蜀黄土在东部的继续与延伸，红外释光测年（IRSL）表明，东海嵊山岛黄土剖面形成年代约为50－10kaBP，即形成于晚更新世末次冰期期间；植物硅酸体分析发现该剖面样品含有丰富的禾本科植物硅酸体化石，且在剖面中变化较大，在对植物硅酸体进行分类的基础上，运用了判别分析、冷暖比值判别和古植被类型判别的方法，对植物硅酸体所反映的古环境进行了分析，将岛屿风尘地层中的植物硅酸体划分为7个变化阶段，反映了岛屿黄土堆积期的7次气候变化过程，探讨了该地区末次冰期期间古环境、古气候变迁特征，发现该剖面沉积期间主要为干冷的草原环境且经过了一系列冷－暖气候变迁。     

长江三角洲第一硬土层中微结核的矿物化学特征及其成因

长江三角洲第一硬土层是古土壤层,是长江河漫滩型沉积物,其形成经历多次沉积和成土过程.硬土层中的铁锰结核以菱铁矿、菱锰矿和褐铁矿为主,通过铁锰元素离子和矿物Eh-pH稳定关系分析,最有利于菱锰矿和菱铁矿结核生成的条件是:Eh＜0且pH＞8.成土期处于末次冰期低海面、气候寒冷干燥期,土壤的化学过程是以氧化作用为主,是褐铁矿等氧化性矿物形成时期;冰后期海相层的沉积覆盖使土壤层进入成岩阶段,土壤层的化学过程以还原作用为主,成岩过程是铁锰碳酸盐结核的主要生成期.     

云南星云湖断陷湖盆中粘土矿物组合特征与沉积环境关系的初步探讨

于１９８８年对云南星云湖盆地区进行调查，运用Ｘ射线衍射，差热分析，红外光谱分析和扫描电镜方法，对该盆地的第四系泥岩和现代沉积环境的泥质沉积物的４９个样品进行研究。发现，现代环境中粘土矿物分布规律明显，且与第四系沉积物有对比性，从而推断盆地沉积环境分布和演化与泥质沉积物的微量元素聚类分析结果相吻合。