建湖冈西剖面全新世沉积物物源示踪及其对苏北盆地水系调整的指示

建湖冈西剖面全新世陆相沉积保存了区域水系调整的记录,对其进行物源示踪研究对了解全新世以来苏北盆地水系变迁、盆地演化以及我国东部陆海相互作用均具有重要意义。通过对建湖冈西剖面全新世以来的陆相沉积物进行了碎屑锆石U—Pb年龄测试,并将其与区域可能物源端元水系对比,结果表明:建湖冈西剖面沉积物碎屑锆石年龄分布较一致,主要表现为7组年龄区间:分别为200、200~350、350~550、700~1 100、1 300~1 600、1 700~2 100和2 400~2 600 Ma。长江、黄河、淮河及废黄河作为可能物源端元,其沉积物碎屑锆石U—Pb年龄分布存在较明显的差异。通过剖面与水系沉积物碎屑锆石U—Pb年龄组成的对比认为,自建湖地区成陆作用以来,该区域受到淮河流域的影响较大,废黄河对其有一定的影响,长江、黄河流域对该地区的物质贡献较少。     

南海沉积物中黏土矿物及其在古气候中的应用研究进展

黏土矿物作为海洋细粒陆源碎屑沉积物中最重要的组成部分,近年来在南海沉积物物源示踪和古气候研究方面取得了重要进展。系统总结了前人对南海沉积物中黏土矿物研究的成果,主要包括南海表层沉积物中黏土矿物物源、分布及其影响因素,及其在古气候研究方面的应用,阐述了地质时间尺度黏土矿物组合的变化,对同时期物源区气候变化和物源区供给或洋流变化的指示意义。指出了该领域存在的一些问题,并展望了其未来的发展趋势。     

西太平洋暖池区沉积物源示踪研究进展

从沉积物中提取示踪指标是研究西太平洋暖池区古环境和古气候演化的有效途径之一,而准确识别沉积物的源区是其中的关键。目前已通过不同的物源示踪指标,如黏土矿物、石英单矿物、常量元素、稀土元素以及碎屑组分的放射性成因SrNd同位素等,对西太平洋暖池北部和西部第四纪以来的沉积物来源进行了研究,结果表明暖池区沉积物主要来源于亚洲大陆和火山岛弧,部分来源于澳大利亚和/或新几内亚。本文系统归纳和总结了上述示踪指标在西太平洋暖池区的物源研究进展和成果,以及研究中存在的问题,并对西太平洋暖池沉积物源研究提出了几点建议。     

单颗粒碎屑矿物在海洋沉积物物源分析中的应用*

单颗粒碎屑矿物可减小源区岩石类型、蚀变过程和程度及搬运与沉积过程对物源信息释读的干扰, 已逐渐成为海洋沉积物物源分析的有力工具, 并取得一定的应用成果。目前, 锆石、石榴石、长石、辉石、角闪石、独居石及磁铁矿等均已被成功用于海洋沉积物物源研究, 并主要利用单矿物主量元素、年代学等方法精确识别物源区地质特征和位置, 但单矿物微量元素、同位素及微区结构及多矿物对比研究的应用尚有不足; 因此, 目前对物源信息的释读难免片面, 物源识别方法和技术也仍未成熟。随着方法的发展和完善, 将可开展诸多深入研究, 如通过锆石、独居石、云母和磷灰石等不同矿物的年代学研究, 示踪研究物源区的时空变化; 通过建立多矿物定量研究模型, 进而定量研究源区蚀变速率和源汇过程中的物质输运通量和过程等。文章总结单颗粒碎屑矿物在物源识别中的应用现状, 并展望其应用前景, 以期引起同行对此研究方法的关注, 进一步促进该方法在海洋沉积物物源分析中的应用和发展。     

单颗粒碎屑矿物在海洋沉积物物源分析中的应用

单颗粒碎屑矿物可减小源区岩石类型、蚀变过程和程度及搬运与沉积过程对物源信息释读的干扰,已逐渐成为海洋沉积物物源分析的有力工具,并取得一定的应用成果。目前,锆石、石榴石、长石、辉石、角闪石、独居石及磁铁矿等均已被成功用于海洋沉积物物源研究,并主要利用单矿物主量元素、年代学等方法精确识别物源区地质特征和位置,但单矿物微量元素、同位素及微区结构及多矿物对比研究的应用尚有不足;因此,目前对物源信息的释读难免片面,物源识别方法和技术也仍未成熟。随着方法的发展和完善,将可开展诸多深入研究,如通过锆石、独居石、云母和磷灰石等不同矿物的年代学研究,示踪研究物源区的时空变化;通过建立多矿物定量研究模型,进而定量研究源区蚀变速率和源汇过程中的物质输运通量和过程等。文章总结单颗粒碎屑矿物在物源识别中的应用现状,并展望其应用前景,以期引起同行对此研究方法的关注,进一步促进该方法在海洋沉积物物源分析中的应用和发展。     

山溪性河流锆石年代学对比及对东部海区物源示踪意义

碎屑锆石年代学常被用于示踪物源、重建源区古地理以及揭示区域构造-沉积演化历史。分析和收集了台湾山溪性河流及大陆东南部中小河流的碎屑锆石U-Pb年龄,探究了山溪性中小河流碎屑锆石年代学的主要控制因素,及对东部海区沉积物源的示踪意义。河流碎屑锆石年龄组成与流域基岩性质比较研究揭示,大陆东南部中小河流碎屑锆石年代学与流域基岩所经历的构造-岩浆活动对应,而台湾山溪性小河流的碎屑锆石年代学与流域沉积岩的构造-沉积演化历史密切相关。中国东南部山溪性中小河流的碎屑锆石年龄组成揭示出三类不同的物源端元:(1)东南沿岸的小河流具有极高的燕山期锆石峰值;(2)东南部中等流域规模的河流以明显的加里东期锆石峰值为特征;(3)台湾西部山溪小河具有较高比例的前寒武纪锆石以及明显的晋宁期和吕梁期峰值年龄。这些物源端元特征的确立为今后示踪末次冰期阶段东海内陆架和台湾海峡的粗粒沉积物来源提供重要参考。     

海洋沉积物中粘土矿物组合特征的古环境意义

研究表明，海洋沉积物中占一定比例的粘土矿物组合的变化与气候演变存在着一定的关系，海洋没积岩心粘土矿物的含量和特征的变化受古气候的控制和影响，粘土矿物组合的变化反映了源区气候变化，记录了区域古气候演化的重要信息。     

黄海与东海周边河流及泥质区沉积物黏土矿物的分布特征和控制因素

黏土粒级沉积物作为边缘海环境中最细组分,记录了源区风化剥蚀、河流和风尘搬运模式、海区沉积动力过程和埋藏环境等综合信息,因而具有特殊的示踪意义。通过系统比较黄海、东海周边主要入海河流的黏土矿物数据,揭示出不同河流黏土矿物组成差异明显。伊利石和绿泥石在台湾河流中含量最高,闽江中最低;高岭石在闽江及福建主要河口区最富集,在台湾河流中最低;蒙皂石主要富集在黄河和老黄河中,在闽江、台湾和韩国河流中最低。不同河流的黏土矿物组成差异主要受纬度带气候的控制,黏土矿物比值图解可作为指示地带性气候和化学风化特征的有效指标。河口区黏土矿物组成受差异沉降和其他物源的影响显著。物源判别图解虽能近似区分黄、东海泥质区的物源,但黏土矿物分析误差使得物源判别存在较大不确定性,要结合其他方法(如地球化学)加以验证。     

冲绳海槽南部沉积物碎屑锆石U-Pb年代学特征及物源示踪意义

冲绳海槽南部作为冲绳海槽全新世以来沉积速率最快的区域,其沉积物记录了物源区、黑潮及东亚季风演化等多方面的信息.通过碎屑锆石年代学,对冲绳海槽南部H4-S2孔沉积物开展了物源示踪研究.结合核密度估计图解(Kernel Density Estimation,KDE)、累积年龄分布(Cumulative Age Distri...     

基于碎屑锆石U-Pb年龄对黄土高原黄土的空间物源差异分析

黄土高原地处我国中部,面积广阔。虽然前人使用多种研究方法对黄土高原的黄土物源进行了研究,但目前仍然缺乏对黄土高原黄土空间物源差异的系统研究和分析,分析黄土高原黄土的空间物源差异也对阐释粉尘的运输机制有重要意义。通过对黄土高原及周边不同区域的17个黄土样品进行了碎屑锆石U-Pb年龄测试,其年龄组成主要有7个年龄区间:0～100Ma,100～350Ma,350～600Ma,600～1 100Ma,1 100～1 500Ma,1 500～2 300Ma和2 300～2 800Ma。通过对17个样品点锆石U-Pb年龄谱的对比发现,黄土高原黄土因多种因素呈现了一定的相似性,促使黄土高原不同空间位置的黄土中碎屑锆石的U-Pb年龄谱总体上呈现相似性的原因主要为多次沉积和充分混合。但仍然在局部存在差异,主要表现为:黄土高原北部黄土与南部黄土相比,北部黄土缺少年龄小于100Ma的锆石,这组年龄的锆石可能来自鄂尔多斯盆地南缘。而最西部的西宁黄土和最东部的邙山黄土相比缺少年龄为1 500～2 300Ma、峰值为2 000Ma左右的锆石,而邙山黄土被证明主要来自黄河河漫滩,这可以证明黄河在黄土高原形成中起了重要的作用。黄土高原是多源区、多成因的,而不同区域的黄土物源组成与其最近源区的相关性最大,因此,在进行黄土高原物源分析时应充分考虑区域沉积环境。     

渤海湾西部表层沉积物悬移组分元素特征及物源意义

对渤海湾西部海底表层沉积物样品粒径小于0.063mm的悬移组分进行16种元素测试,分析了各元素特征及分布规律。元素平均丰度与黄土及渤海泥质沉积物基本一致,说明渤海湾西部表层沉积物悬移组分的物源主要与黄河源区黄土高原的黄土有关。研究区16种元素可分为两类,I类是Sc、Co、Fe、V、Al、Ca、Mg、Th、U、Cr;II类是Zr、Hf、Ba、Na、Sr、K。同类元素丰度的平面分布规律相似,呈现正相关性;异类元素丰度的平面分布规律相反且呈负相关性。研究区主要分为两个地球化学分区,两区基本以北纬39°05′线为界,I区位于南部和中部,以高Sc、Co、V、Th、U、Cr、Fe、Al、Mg、Ca等I类元素为特征;而II区位于北部,以高Zr、Hf、Ba、Sr、Na、K等II类元素为特征。渤海湾西部表层沉积物悬移组分的元素特征及分区,可能与研究区内不同季节沿岸环流方向改变,进而导致不同物源母质沉积物输运混合作用有关。     

江苏南通黄泥山黄土粒度与环境磁学特征及其成因

选取江苏省南通市黄泥山150cm黄土堆积剖面为研究对象,进行环境磁学及粒度分析,探讨黄泥山黄土堆积的成因。研究发现该堆积物属黏土质粉砂,其粒径较镇江下蜀黄土及北方红黏土、黄土为细。南通黄泥山黄土堆积与镇江大港下蜀黄土的磁性特征具明显的相似性。结合粒度、环境磁学数据推测南通黄泥山黄土堆积与大港下蜀黄土相同,为风成堆积物,堆积物磁性参数的高、低变化反映了暖湿、干冷沉积环境的交替。黄泥山黄土较镇江大港下蜀黄土剖面具有较低的细颗粒亚铁磁性矿物含量和较高的退磁参数S-100比值,指示南通黄土与大港黄土相比,总体上经历了较弱的成壤作用。     

黄土-古土壤磁化率述评

黄土－古土壤是研究亚洲大陆内部过去２．６０Ｍａ间古环境变化的最好记录,特别是研究其与季风气候形成的密切关系,以及黄土扩展到日本甚至广泛的太平洋区域（北半球）等重大气候环境现象。其研究对第四纪古环境恢复具有极大的意义。最近基于黄土－古土壤而进行的古环境研究取得了很大的进展,一是因为黄土－古土壤磁化率的变化与深海沉积物的氧同位素比的变化非常一致,指示陆相沉积物亦可作为古气候的良好代用指标。另一方面,为什么黄土－古土壤中的磁化率存在差别,特别是古土壤磁化率为什么增大等问题,已成为这１０ａ间岩石磁学研究的中心课题。磁化率不单单只与强磁性矿物的含量成比例,同时也与不同种类的强磁性矿物的粒径分布有很大关系。发现在土壤化过程中形成的０．１μｍ以下的单畴－超顺磁性颗粒是造成古土壤磁化率增强的主要原因,它是否与生物作用有关目前仍不确定,但不论哪种情况,都可以肯定暖湿气候是古土壤磁化率增加的共同原因。磁化率增强的系统理论明确建立以来,使得从磁化率的变化来推算降水量,以及建立古气候复元的定量模型等都已成为可行。     

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。     

黄土高原东西部末次间冰期以来黄土显微特征与古气候记录

以西安刘家坡和甘肃会宁西雁山末次间冰期以来黄土剖面为例,通过剖面土壤结构特征、骨架颗粒矿物成分、主要碎屑颗粒形态、骨架颗粒接触关系以及孔隙特征的分析对比,研究了黄土高原东西部黄土显微特征,进而探讨了其古气候意义。研究进一步证明,古土壤形成期气候比黄土形成期气候湿热,黄土剖面中黄土与古土壤交替反映了干与湿、热与冷的古气候变换;在古土壤形成期气候较湿热的总趋势下,黄土高原东南部比西北部更为湿热,在黄土形成期气候较干冷的总趋势下,黄土高原西北部比东南部更为干冷,这与现今黄土高原的区域性气候差异一致。     

南海西南部万安盆地构造圈闭样式分析

在研究区域构造地质、沉积地质和盆地演化历史的基础上，把万安盆地形成的构造圈闭闭划分为压缩、菜和剪切等三种基本构造样式，并对各类型构造样式及其成因机制作了分析和探讨。     

黄土高原中部黄土沉积有机质记录特征及C/N指示意义

C／N比值在湖泊沉积物研究中广泛用于反映有机质的来源;在冰缘冻土区、热带和地中海地区主要用于指示有机质的分解程度。然而,有关C／N比值在中国黄土沉积中指示意义的研究目前讨论的较少。选取位于干旱一半干旱区的黄土高原中部西峰和洛川竖井剖面为研究对象,对该区末次间冰期以来土壤有机碳及全氮的时间分布规律进行了初步研究,结果表明研究剖面磁化率、T0c和TN含量及C／N比值的垂直分布趋势一致,古土壤层的TOC和TN含量及C／N比值相对黄土层偏高,而TN含量值在整个序列均在0．03％～O．05％的低值范围,波动很小。因此,初步认为c／N比值在中国黄土高原地区主要响应上覆植被TOC输入的多少,即C／N比值在干旱半干旱的黄土沉积序列更多地指示上覆植物生物量的大小。     

晚新生代洛川典型风尘堆积序列的延伸

对中国黄土标准剖面———洛川黄土剖面之下的上新世红黏土进行了沉积特征和磁性地层学的研究,结果表明洛川红黏土堆积于约2.6~3.2 MaBP期间,从而确定世界惟一的黄土类地质公园的风尘开始堆积的年代约为3.2 MaBP。古气候替代性指标磁化率和粒度的分析表明,洛川风尘堆积序列记录了上新世到第四纪古气候的重大转型。     

渭南阎村W7孔岩心样品的古地磁学研究

对渭南阎村W7孔岩心地层样品的磁性地层学研究,确定了黄土组、三门组地层的时代。这一地区的黄土/古土壤层形成始于松山反极性时晚期,约为1.1MaB.P.。按照地层样品的剩磁特征和岩性特征对黄土/古土壤层作更精细地划分,这一地区的黄土/古土壤层相当于马兰黄土、离石黄土层,缺失午城黄土。地层的剩磁极性资料表明,三门组地层形成于高斯极性时晚期—松山极性时中期,按照奥尔都维正极性亚时为第四纪下限的年代准则,确定三门组地层的时代为晚上新世。 W7孔岩心的地层样品的剩磁极性序列与已有的地磁极性年代表的磁极性序列大体相当,本项研究也揭示了二个短周期极性事件的存在,位于第5黄土层的安比拉事件(Emperor)发生的年代约为0.445—0.458Ma B.P.。位于第9黄土层的后期哈拉米洛事件(Post-Jaramillo)发生的年代约为0.77—0.81MaB.P.。 磁性地层学研究表明这一地区在松山反极性时中晚期出现过沉积间断,持续时约0.5Ma。 根据W7孔的地层学研究认为,选择以奥尔都维正极性亚时末期的年代(1.60MaB.P.)作为第四纪下限是有利于第四纪地层的划分和对比的。     

中原邙山黄土及构造与气候耦合作用

位于黄土高原与华北平原过渡带上的中原邙山黄土地层,以厚层Ｓ１古土壤（１５．７ｍ）和巨厚Ｌ１黄土（７７．３ｍ）为其特色。对赵下峪剖面Ｓ１０以上总厚１７２．１ｍ的黄土－古土壤序列的研究表明：（１）邙山黄土是一种风成近源砂黄土,其源区就在黄河下游冲积扇的扇顶部位;（２）约１５０ｋａＢ．Ｐ．（Ｌ２上部）开始,风尘沉积速率突然加快,Ｌ１ＬＬ１层段高达３．４５ｍｍ／ａ,其原因是黄河贯通三门峡东流给源区带来丰富的物质;（３）粒度和磁化率分别指示的冬季风与夏季风变迁存在四种强弱对应关系,与黄土高原的情况不完全一致;（４）邙山黄土－古土壤序列是黄土高原侵蚀与华北平原堆积的镜像反映,因而记录了构造与气候的耦合作用及其环境效应