中中新世秦安黄土-古土壤序列磁性增强机制及其环境意义

中中新世黄土高原风尘堆积序列磁化率显著增高,在区域内已成为地层对比标志,然而其磁性增强机制依然不清楚.本文对秦安地区QA-I剖面约14~17.1 Ma期间的黄土-古土壤样品进行了系统的环境磁学、岩石磁学（热磁性质、磁滞性质、非磁滞剩磁与饱和等温剩磁比值χ_ARM/SIRM等）和色度指标分析.结果表明,QA-I剖面黄土-古土壤序列样品中磁性矿物为准单畴（PSD）磁铁矿、超顺磁/单畴（SP/SD）磁赤铁矿和赤铁矿,古土壤中细粒磁赤铁矿含量高于上下相邻黄土层.CBD（Citrate-Bicarbonate-Dithionite）处理方法显示,中中新世风尘序列中碎屑成因的PSD磁铁矿含量变化不大,约14.5~16.0 Ma期间成壤成因SP/SD磁赤铁矿含量的增多,是导致该时期风尘堆积序列磁化率增强的主要原因;这与该时期较低的土壤发育程度并不一致,表明CBD处理方法虽然可有效获取成壤成因SP/SD磁赤铁矿信息,却无法区分其为当地还是源区成壤成因.低温磁学研究表明,QA-I剖面约14.5~16.0 Ma期间SP/SD磁赤铁矿可能为碎屑磁铁矿颗粒的风化外壳,其含量高低变化与风尘样品中值粒径粗细变化一致,揭示出此类磁性颗粒含量受控于风力强弱,可能为源区风化成因.尽管中中新世古土壤样品的磁化率与上下黄土层相比可反映其成壤强度,但约14.5~16.0 Ma期间SP/SD磁赤铁矿含量变化可能同时受到当地成壤强度以及源区风化的影响,导致磁化率与当地成壤强度之间关系较为复杂.因此,中新世风尘堆积序列长尺度的磁化率趋势并不反映东亚夏季风强度的变化.

     

最近800ka洛川黄土剖面中Rb/Sr分布和古季风变迁

对洛川剖面中Rb和Sr分布规律的研究表明不同时代的黄土和古土壤中Rb和Sr分布特征存在明显差别 ,按Rb/Sr比值可以清晰地区别出剖面中的黄土层和古土壤层 ;在风化成壤过程中Rb是稳定组分 ,Sr是活动性组分 ,Rb/Sr比值的变化反映了风化成壤作用的强度 ,因而实际上记录了夏季风环流强度的大小 ;剖面中最近 80 0kaRb/Sr比值时间序列与SPECMAP十分吻合 ,揭示了全球冰量大小可能是控制夏季风环流强度变化的主要动力学因素 .     

对PH敏感的顺磁性造影剂—Fe—EDTA

目的探讨ＰＨ值对Ｆｅ－ＥＤＴＡ造影效果的影响。方法;配制ＰＨ梯度５０－８０的０．５和０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ｆｅ－ＥＤＴＡ液,观察ＳＥ序列「ＴＲ（ｍｓ）／ＴＥ（ｍｓ）２００／１５,２５００／８０」,信号变化,结果：Ｆｅ－ＥＤＴＡ的ＭＲ信号随ＰＨ值提高而减弱。     

轨道调谐建立洛川黄土地层的时间标尺

对黄土高原中部洛川厚140m黄土剖面进行了黄土层间隔5cm、古土壤层间隔3cm的采样,在室内测量了全部样品的磁化率．以磁化率变化作为东亚夏季风气候变化的替代性指标,利用轨道调谐方法建立了黄土－古土壤序列的时间标尺．结果表明,B／M界线处的年龄是772KaB．P,午城黄土与离石黄土分界线的年龄为1348KaB．P,黄土堆积底界的年龄为2471KaB．P．．通过和古地磁场倒转点绝对年龄对比以及与太阳辐射量变化时间序列进行交叉谱分析,证明了新时间标尺的可信性．     

近1800年来云南洱海流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录

对云南洱海湖泊岩芯沉积物进行了多环境指标（年代学、色素、硅藻、有机碳稳定同位素、磁化率、化学元素）的分析,建立了近１８００年来云南洱海流域气候与环境变化的序列,气候演化具有暖干、冷湿交替的组合呈些特征气候阶段如中世纪温暖期、小冰期气候特征在洱海源泊沉积记录中均有反映,洱海湖泊上沉积记录的气候暖干－冷湿交替变化规律,反映了西南委风影响下的气候演化特征,湖泊沉积记录中包含丰富的人类以的信息,磁化率,元     

葫芦洞石笋记录的19．9-17．1ka BP东亚夏季风增强事件

南京葫芦洞石笋（No．H82）高分辨率δ^18 O序列已表明16．5～10．3ka BP时段东亚季风与极地气候在千年尺度事件上存在耦合关系．现根据7个高精度^230Th年龄和573个δ^18 O数据,将这一石笋的高分辨率δ^18 O时间序列延伸至22．1ka BP,从而提供了末次盛冰期10a分辨率的连续东亚季风气候记录．石笋δ^18 O记录表明H1事件内部的次级季风减弱事件与格陵兰寒冷事件在世纪尺度上具有同步性．该记录显示在19．9～17．1ka BP存在显著的东亚夏季风增强事件,其平均夏季风强度相当于BФlling暖期的1／2,夏季风最强时甚至接近于BФlling暖期．这一季风增强事件在北半球海洋和陆地记录中均有不同程度的体现,可能是热带太平洋Super-ENSO响应于岁差周期太阳辐射的结果．     

南海北部ODP1146站粒度揭示的近20 Ma以来东亚季风演化

运用粒级-标准偏差和粒度端元模拟算法两种方法, 对南海北部ODP1146站陆源沉积物粒度数据进行了分析和对比, 探讨了东亚季风近20 Ma以来的演化历史. 选用粒级-标准偏差法提取出的两个敏感粒度组分含量的比值即10~19 μm/1.3~2.4 μm用来指示东亚冬季风相对夏季风强度的变化. 粒度端元模拟法得出的粗端元组分EM1(风尘)堆积速率用来指示东亚冬季风强度及相应的风尘源区——亚洲内陆干旱地区的干旱程度的变化, 而EM1/(EM2+EM3)比值可以指示冬季风相对夏季风强度的变化. 组合指标变化显示出东亚冬季风强度和冬季风相对夏季风的强度在8 Ma BP左右显著加强, 而3 Ma BP左右冬夏季风可能同时增强, 结果可以与黄土、北太平洋风尘沉积、南海微体古生物记录等很好对比. 青藏高原的阶段性隆升可能促进了东亚季风的这两次加强.     

黄土高原8.1 Ma以来方解石记录的夏季风演化

黄土-红黏土中的碳酸盐主要由方解石和白云石组成, 通过对粉尘堆积不同粒级碳酸盐的EDTA滴定分析及与磁化率的相关分析表明方解石主要反映了夏季风的演化, 是一种有潜力的夏季风代用指标. 黄土高原中部朝那黄土-红黏土剖面的碳酸盐化学分析表明, 8.1 Ma以来方解石所反映的夏季风演化可以5.5, 2.8和1.5 Ma为界明显分为4个演化阶段, 夏季风依次阶段性增强, 波动性增大, 揭示了晚新生代以来青藏高原隆升和全球变化的共同影响.     

近130ka中国黄土磁化率气候记录与南极冰芯气候记录

黄土高原中部的陕西泾阳、旬邑黄土剖面具有高分辨率气候记录,记录了130ka 以来的气候波动,一些细微的气候波动也被记录下来。位于大陆的黄土磁化率气候记录可以与南极冰芯气候记录对比。结果表明:Lorius 与 Jouzel 等将冰芯同位素曲线划分为 A、B、C、D、E、F、G、H 冷暖阶段,可与黄土磁化率气候曲线划分的1、2、3、4、（5、6、7）、8,9、10冷暖阶段对比。其中冰芯记录所反映的 A、C、E、G（或黄土记录反映的1、3、5、6、7、9）为暖阶段:B、D、F、H（2、4、8、10）为冷阶段。总之,黄土磁化率记录曲线与冰芯气候记录曲线的形态极为相似,指示了黄土高原地区的大陆气候变化与极地气候变化同受全球变化的影响。这证明了极地冰量变化与东亚大陆冬、夏季风强弱变化,是全球气候变化在极地与大陆的两种表现形式。黄土记录的气候变化时间滞后于冰芯记录,可能暗示着大陆气候变化滞后于极地气候变化。     

全新世东亚夏季风最强盛期出现在何时?——兼论中国南方石笋氧同位素的古气候意义

探寻全新世东亚夏季风演变过程,不仅有利于在更长时间尺度上深化对季风动力学的理解,也能够为研究中华文明发展提供环境和气候背景,因此历来受到研究者的重视.然而,对于全新世东亚夏季风最强盛期究竟出现在早全新世、中全新世甚或晚全新世仍然存在争议.虽然目前以中国南方石笋氧同位素记录反映的"早全新世夏季风最强"观点较为流行,但该指标是否能真实可靠地表征东亚夏季风强度变化正受到愈来愈多的挑战.本文根据最新的资料和认识,对上述问题进行了评述性回顾.建议以北方降水量作为衡量东亚夏季风强度的标准,并据此标准探讨了全新世东亚夏季风的演变历史,认为全新世中期为季风最强盛期.区域对比显示出东部季风区北方和南方降水在不同时间尺度均存在明显差异,这种差异与石笋氧同位素记录在空间上的相似性存在矛盾.观测和模拟资料均表明,中国南方石笋氧同位素代表的是降水氧同位素而非降水量的变化,因而不宜作为东亚夏季风强度的代用指标.最后,我们对有待进一步深入研究的问题,包括轨道尺度上东亚夏季风的驱动机理、中国石笋氧同位素的大尺度气候学意义、环流与东亚季风区降水的关系等进行了展望.     

中国东部红土的磁性及其环境意义

通过中国东部红土剖面的环境磁学参数（磁化率、频率磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁等）测量,获得了红土剖面磁性矿物浓度、粒度和类型等特性随深度的变化曲线以及红土经连二亚硫酸钠一柠檬酸钠一重碳酸钠溶液（ＤＣＢ）处理后的磁性参数变化．根据红土剖面环境磁学参数及其磁参数比值的变化可将红土分为３个层段,各层段的磁性矿物特征存在明显的差异．证实了红土剖面中的磁性载体主要是磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿,并分离出了球粒状磁颗粒．认为红土磁性矿物的数量、粒度、类型等的变异指示了其形成时的环境特征,其频率磁化率和ＤＣＢ处理的磁化率损失量指示了红土成壤化作用的强弱,可作为在红壤区研究过去全球变化的一种新途径．     

西昆仑山南红山湖沉积反映的过去150年湖区环境变化

采用～２１０Ｐｂ和～１３７Ｃｓ方法对西昆仑山南红山湖 ２号孔（长 １．０７ ｍ）湖泊岩芯进行了定年和沉积速率研究，获得了分辨率达１．４年的过去约１５０年（１８５０～１９９７年）连续湖泊沉积环境序列．该沉积柱子的总有机碳、总氮、元素地球化学、碳酸钙、粒度、介形虫丰度等变化表明，这些环境代用指标具有很好的一致性，反映了湖区环境具有１９世纪下半叶的冷湿、１９世纪末期到２０世纪２０年代的暖湿和２０年代开始的暖干变化背景．２０年代以来又具有次一级的冷暖／干湿波动，可以划分为１９２２～１９６０年间的冷干／暖湿波动、１９６０年以来的强烈暖干化以及出现于７０年代中期到８０年代末期的短暂冷湿过程．其中，７０年代中期至末期的湿润时期和８０年代中期开始的干旱环境在邻近地区的器测气象记录中得到证实，粒度数据与器测降水记录具有较好的相关性．与同一地区的古里雅冰芯记录对比，该孔指示环境冷暖的代用指标（ＴＯＣ）与冰芯中代表温度变化的δ～１８Ｏ变化具有很好的对应关系，但指示干湿程度的指标与冰芯中代表降水大小的冰川积累量变化关系较差．该孔湖泊沉积记录表明，选取的代用指标具有明确的环境意义，湖芯序列能够反映高分辨率的气候环境变化．     

亚热带富铁土的磁学性质及其磁性矿物学

通过５５个亚热带富铁土的磁化率（χ）、频率磁化率(χ_ｆｄ)、非滞后剩磁（ＡＲＭ）和饱 和等温剩磁（ＳＩＲＭ）等磁性参数测定,结合氧化铁化学形态分析和矿物鉴定,初步明确了亚热 带富铁土的磁学特征及其磁性矿物．磁测数据表明富铁土中存在强磁性的矿物,其磁化率χ 与土壤游离氧化铁（Ｆｅ_ｄ）含量呈极显著指数正相关（Ｒ^２＝０．５９７１）,频率磁化率χ_ｆｄ与土壤游离氧 化铁含量呈极显著直线正相关（Ｒ^２＝０．４２８９）．富铁土的χ_ｆｄ和非滞后磁化率χ_ＡＲＭ。值表明土壤 中的磁性矿物以超顺磁性（ＳＰ）和稳定单畴（ＳＳＤ）颗粒为主,富铁上的χ和χ_ＡＲＭ呈极显著直线 正相关（Ｒ^＝ ０．９４２９）,证明富铁土的磁性是由风化成土过程产生的 ＳＰ和 ＳＳＤ磁性颗粒贡献 的．矿物磁测结合Ｘ－衍射证明富铁土中的氧化铁矿物由赤铁矿、磁赤铁矿和针铁矿组成。     

云南曲靖盆地晚始新世岩石磁学特征及意义

云南早新生代地层不仅记录了印度—欧亚板块碰撞以来早期的构造变形过程,还记录了大量区域气候和生物演化的信息,具有重要的科学研究价值.我们选取云南曲靖盆地晚始新世蔡家冲小屯组和蔡家冲组地层,尝试以环境磁学手段探讨晚始新世古环境的变化.主要通过地层的岩石磁学分析,结合沉积相变化,揭示出小屯组—蔡家冲组期间盆地经历了四个演化阶段,其中前三个阶段沉积相由河流—浅湖相逐渐演化为半深湖相,磁化率呈逐步降低的趋势;第四阶段伴随着火山碎屑物质的出现,磁化率值突然升高.根据典型样品的岩石磁学分析以及其他证据,揭示出磁化率值的降低主要受成壤作用减弱所导致的磁性矿物种类和含量的变化所引起.与通常气候变干冷造成的成壤作用减弱不同,该地层磁化率值的降低是由于沉积环境由河流—浅湖逐渐转变为半深湖,造成氧化环境逐步转变为还原环境,进而引起成壤作用减弱所造成.对于沉积环境变化的原因,可能由局部的构造运动造成或是气候变湿的影响.指示在相同物源环境下,磁化率值的变化在一定程度上响应古气候环境变化.因此,磁化率可作为早新生代气候环境变化研究的一种有效古气候代用指标.     

基于地磁场相对古强度变化的下蜀黄土年代序列及其古气候意义

分布于宁镇地区的下蜀黄土年代标尺研究薄弱.我们以镇江大港钻孔岩芯的下蜀黄土为例,探讨了下蜀黄土记录地磁场相对古强度的可靠性.岩石磁学的实验显示,下蜀黄土大体上符合估计相对古强度对沉积物的要求.以低频磁化率()作为天然剩磁(NRM300)的归一化因子,我们获得了下蜀黄土记录的地磁场相对古强度变化.通过与邻区和全球的单个及合成曲线的对比,我们发现大港钻孔岩芯的相对古强度记录展现出主要的全球偶极场的变化特征,因而可用于建立下蜀黄土的年代标尺.新的年代标尺表明,大港钻孔的磁化率年代序列与北方黄土无法直接对比,证实了该地点的下蜀黄土磁化率变化机制与北方的不同.大港钻孔下蜀黄土的沉积速率与磁化率相关,低风尘沉积速率对应低磁化率,是降水增加所导致的结果.沉积速率与磁化率年代序列显示,下蜀黄土记录的本区季风变化过程可分为4个阶段.阶段Ⅳ(819～700ka)对应中更新世转型阶段,东亚季风降水较少.阶段Ⅲ(700～412ka)对应中更新世的大间冰期,东亚季风降水最多.阶段Ⅱ(412～197ka)时东亚季风降水减少,较阶段Ⅳ略少.阶段Ⅰ(197～34ka)东亚季风降水最少.因此,中更新世气候转型后,长时间尺度东亚季风降水持续减少,可能受全球温度阶段性降低驱动.     

中国黄土高原红粘土序列的磁性地层与气候变化

对西峰和西安红粘土剖面作了磁性地层研究,表明黄土高原风成堆积和东亚古季风的发育至少自6.SMaBP前开始,青藏高原在此时也许达到了有意义的高度;初步重建了磁化率变化反映的晚第三纪东亚夏季风气候的时间序列,6.5～2.5Ma红粘土磁化率值的逐步升高可能与青藏高原的隆升过程密切相关.黄土高原的风尘堆积速率在距今3.2Ma以后显著增大,反映了冰量对东亚冬季风和风尘堆积的影响.中国黄土高原风成红粘土序列记录的晚第三纪东亚古季风变迁可视为青藏高原隆升、太阳辐射与全球尤其是北半球冰量变化等多种因素相互作用的结果.     

晚新生代东亚气候变化：进展与问题

晚新生代东亚季风和干旱气候的形成和演化及其与青藏高原生长、全球气候变化的关系一直受到关注,但存在着不同看法．本文分析了近年来国内外在晚新生代东亚气候研究方面的新结果,讨论了亚洲季风和干旱气候阶段性和周期性演化的特征,在此基础上,分析了东亚气候变化与全球冰量／温度变化、高原隆升等的联系．我们的研究认为,青藏高原隆升驱动不能全面合理地解释晚新生代以来东亚气候演化过程,全球冰量和北半球温度变化在驱动东亚气候阶段性变化方面具有显著作用．此外,晚新生代大气CO2浓度变化对东亚气候大尺度演化的影响值得进一步重视,它可能是通过影响全球温度的波动和高纬／低纬的温度梯度,进而驱动热带辐合带（ITCZ）和季风气候带摆动,来影响东亚季风和干旱气候的演化的．在未来研究中,需要格外重视地质记录与数值模拟的结合．其中,古气候变化的高精度定量记录、区域异同及高原不同区域差别隆升的环境效应可能是突破点之一．     

作为地震动物异常行为的蚕的定向排列以及断层的电磁模型──理论与实验

在假定地震动物异常行为（ＳＡＡＢ）是对地震电信号（ＳＥＳ）的电生理反应的前提下,通过施加电场、实验再现了神户地震所报道的ＳＡＡＢ蚕及鱼的定向排列．由于垂直于电场时动物体内骨格肌的阻抗较平行时大,动物表现出沿垂直于电场方向排列的行为．基于偶极电荷±ｑ源于地震应力σ（ｔ）的变化,提出了一断层的电磁模型：ｄｑ／ｄｔ＝－α（ｄσ／ｄｔ）－ｑ／ερ,其中α是一表征电荷生成的常数,比如压电系数;ε为介电常数,ρ为花岗岩的电阻率．一长２ａ且位错或破裂时间为τ的断层,由于应力的变化将产生脉冲状的偶极电荷（面密度）：＋ｑ（ｔ,ｘ）和－ｑ（ｔ,ｘ＋２ａ）,或由地震矩Ｍ０而给出偶极矩Ｐ（ｔ）＝２ａＡｑ（ｔ）＝αＭ０［ερ／（τ－ερ）］（ｅ－ｔ／ｚ－ｅ－ｔ／ερ）．断层位错Ｄ、位错速率Ｄ′和应力降Δσ满足τ＝Ｄ／Ｄ′＝（Δσ／σ０）（ａ／β）．断层域的电场强度Ｆ及电流密度Ｊ可由Ｆ＝ｑ／ε及Ｊ＝Ｆ／ρ′得到．若ρ′为水的电阻率,则可得到Ｊ＝０．１～１Ａ／ｍ２,该值足以引起动物的异常行为．由Ｐ（ｔ）所产生的近场甚低频（ＵＬＦ）波可解释与距离Ｒ成反比的ＳＥＳ．     

最近0.6Ma南、北半球古气候对比初探

通过中国黄土高原最近0.6Ma夏季风增强以及35～25kaBP和4～2.5kaBP时段东亚夏季风增强的记录与澳洲干旱化或沙漠化增强记录的对比,提出导致澳洲沙漠化的澳洲高压增强,通过穿越赤道的气流有可能在过去增强东亚夏季风的论点;在全新世气候适宜期东亚与澳洲气候记录所表明的同步变化,可能反映了与蒙古高压系统有关的东亚冬季风环流穿越赤道对澳洲夏季风环流增强的影响。南、北半球季风气候通过穿越赤道的气流相互作用可能自0.6MaBP开始表现明显。     

塔里木盆地南缘8.5 ka以来的黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制

黄土岩石磁学参数是古气候研究中的重要指标,其中磁化率应用最为广泛,并在黄土高原地区取得重大进展,其受控于成壤作用的变化机制也被普遍接受.然而在黄土高原外缘的新疆地区,磁化率的变化机制仍不明确,导致磁化率的古气候意义在该区存在较大争议.本文选取塔里木盆地南缘具有精确年代控制的典型黄土剖面（羊场剖面）开展岩石磁学和高分辨率磁化率研究,利用交叉小波分析方法并结合剖面粒度、矿物及元素特征对该地区磁化率变化机制进行初步探讨.结果显示,羊场剖面的岩石磁学性质主要由粗颗粒软磁性矿物所控制,同时也表现出一定的顺磁性特征.根据载磁矿物和磁化率变化特征可将剖面进一步划分为两个阶段：阶段Ⅰ（8.5~2.5 ka）,载磁矿物以亚铁磁性的磁铁矿为主,磁化率值整体较高;阶段Ⅱ（2.5~0.2 ka）,亚铁磁性矿物依然占据主导地位,但硬磁性矿物和以黄铁矿为代表的顺磁性矿物相对增多,磁化率值显著降低.相关性研究和交叉小波分析表明：阶段Ⅰ磁化率与粗颗粒组分的变化具有一致性,符合"风速论"模式;阶段Ⅱ磁化率不仅与粗颗粒组分具有明显的正相关关系,而且与指示成壤作用强度的频率磁化率百分含量呈现出显著的负相关关系,暗示了阶段Ⅱ的磁化率变化可能受到"风速论"和"还原性成壤"模式的共同影响.本文拓宽了对新疆地区黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制的深入理解,也为利用磁化率恢复新疆及中亚地区全新世以来的古气候变化历史提供了新的线索.