黄土高原全新世风成沉积的岩石磁学性质及其古气候意义

对黄土高原NW-SE断面上的现代沙丘砂，原生黄土，全新世黄土和黑垆土的к-T曲线及其磁滞性质和X射线衍射特征进行了系统分析，结果表明，不论是在源区还是沉积区，磁铁矿都是对磁化率贡献最大的磁性矿物，源区风化作用没有使磁赤铁矿含量显著增加，黄土中的赤铁矿至少有一部分是原生的，黄土中的磁赤铁矿以成土成因为主，土壤化程度越高，磁赤铁矿含量越高，由于磁赤铁矿分解导致的磁化率下降越明显，к-T曲线上510℃附近的磁化率峰越不显著，к-T分析能非常灵敏地反映热处理过程中磁性矿物的转化情况，而且这种转化与样品所经历的土壤化作用强度密切相关，因此，к-T分析可作为研究成土作用强度和古气候变化的一种新方法。     

长江流域风成黄土研究进展与展望

中国黄土是第四纪古气候–古环境研究的重要载体,除黄土高原外,中国其他地区还零星分布有风成黄土堆积。在长江流域,从上游到下游,分布有川西、金沙江、巫山和下蜀黄土,探讨这些湿润区风成黄土的风尘来源、动力传输过程以及沉积后土壤化过程等可为研究长江流域东亚季风环流特点提供证据,对探究过去湿润区风尘风化固碳过程和效益也具有重要意义。虽然对长江流域各地区黄土已有较多的研究,但是不同地区黄土物源、物质传输过程等方面的相互联系及其在风化固碳中的作用还不清楚。本文在综述了川西、金沙江、巫山、下蜀风尘黄土的形成年代、物源等最新研究进展的基础上,提出川西、巫山、下蜀三地黄土的发育与青藏高原在青藏运动B幕、昆仑-黄河运动和共和运动3个阶段的隆升有重要对应关系;并且发现在冰期和间冰期,长江流域风成黄土的风化程度均比黄土高原黄土强,且在古土壤发育期更强;认为长江流域黄土风化过程对陆地固碳的影响及其与古气候变化的相互关系是今后湿润区黄土研究的重点。     

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。     

青海湖国际环境钻探信息系统(DIS)

1背景位于亚洲内陆的青海湖是我国最大的内陆咸水湖,坐落于青藏高原东北缘,其东邻黄土高原,西连荒漠和沙漠,处于东亚季风湿润区和内陆干旱区的过渡带上,对气候和全球环境变化十分敏感,是研究我国西部环境变化、青藏高原隆升过程、环境效应及它们与全球联系的极佳场所。以中国科     

最近140 ka以来黄土元素地球化学演化及其古气候意义

通过对黄土高原南缘白鹿塬黄土剖面8种主要元素含量的测定,研究了该地区元素地球化学的演化及其指示的古气候意义.最近140 ka以来的氧化物演化序列中,Al2O3、 K2O、 MnO和TiO2的变化趋势与磁化率相同,在黄土中高,在古土壤中低,表明黄土中风尘物质的风化程度明显弱于古土壤,这与野外观察的黄土地层变化相一致.Na/Al和Fe/Al分别作为指示粉尘沉积物的风化成熟程度和粉尘来源物质变化的地球化学指标,它们的演化与深海SPECMAP和GRIP冰心中氧同位素曲线对比良好,表明中国北方干旱与半干旱区的古气候变化主要受控于地球轨道的变化,与全球气候变化具有一致性.另外,剖面中Fe/Al比值的地球化学演化对气候变化的反映很敏感,表现出高频震荡的变化特征.     

山东黄土年代学研究进展:问题与方向

山东黄土是沿海地区轨道尺度气候变化和海平面变化的重要记录,冰期大量接收从出露的渤海沉积物风蚀而来的粉尘而与黄土高原等地的内陆黄土在物源上有很大不同,因此具有重要的研究价值。但与黄土高原黄土相比,山东黄土得到的关注较少,研究程度较低。年代学是开展风成沉积古气候重建的基础,由于受研究方法的制约,山东黄土的年代学研究仍然有很多问题亟待解决。重点总结山东黄土在年代学研究方面的进展,通过分析现有年代的可靠性,提出山东黄土年代学研究存在的问题;认为年代学研究应当成为现阶段山东黄土的研究重点,可通过光释光测年(或者结合~(26)Al/~(10)Be埋藏测年)来建立可靠的年代学框架,为气候变化和地貌演化研究奠定基础;同时围绕年代学研究的核心,提出了山东黄土目前值得关注的几个重要的研究方向。     

川西高原甘孜黄土与印度季风演化关系

川西高原甘孜黄土地层的磁化率、土壤颜色、碳酸盐含量综合分析表明，早在1.15Ma前，印度季风就已影响本地区，并且印度季风与同期影响黄土高原的东亚夏季风相比，似有共同的盛衰变化，尤其是0．5Ma前更为相似，说明印度季风与东亚季风有共同的驱动机制；但0．5Ma以后，印度季风对本地区的影响呈逐步衰减之势，这可能与青藏高原又隆升到一个新的临界高度有关，从而阻挡了印度季风的水汽输入。另外，黄土高原揭示的L9、L15极端冷干事件，甘孜黄土反映较弱。而黄土高原反映的L6冷干事件，甘孜黄土表现的却是极端冷湿事件，青藏高原东北部若尔盖湖心记录也有同样反映。     

西部黄土高原兰州黄土磁化率增强模式及其驱动机制

我国黄土高原第四纪风成黄土序列为研究不同时间尺度(构造和轨道尺度)的环境演变提供了理想材料,其中轨道尺度上冰期-间冰期气候变化是第四纪以来气候周期性演变的重要特征。粒度和磁化率分别作为冬季风和夏季风指标被广泛应用于亚洲内陆干旱化和古季风演化研究。然而,磁化率作为古气候代用指标在解释区域环境演化时存在差异性,并不能将其总视为暖湿信号。以黄土高原西部地区的兰州皋兰山和西津岩心为研究对象,详细分析了倒数第二次冰期以来的粒度和磁化率特征,并与洛川剖面进行空间对比。研究表明,间冰期的磁化率总体高于冰期,但在冰期向间冰期转换的过渡期,皋兰山和西津岩心磁化率值并没有降低到冰期水平,而与弱发育古土壤磁化率水平类似。我们推测该时段兰州黄土磁化率增加并非由成壤作用增强贡献,而是源区粗颗粒磁性矿物增加所致,其磁化率增强模式可能同阿拉斯加、新疆黄土类似。由此可见,磁化率增强模式不仅在冰期时黄土高原东西部存在显著差异,而且在同一区域的不同沉积时期也存在较大差别。     

伊犁尼勒克剖面烧失量变化特征及影响因素

对新疆伊犁尼勒克黄土剖面513个样品进行了550℃和950℃高温烧失量分析以及X射线衍射矿物学分析,并将其烧失量与剖面中碳酸盐、有机质、4μm的黏粒含量进行了相关性分析。结果表明:对于位于西风区的伊犁尼勒克黄土,550℃高温烧失量变化可以反映土壤中有机质和束缚水的含量变化,而黏粒成分对550℃高温烧失量贡献较大;950℃高温烧失量变化可以用来反映伊犁地区黄土碳酸盐的变化趋势。根据碳酸盐含量变化所指示的气候环境意义推断出高的950℃高温烧失值反映冷干的气候环境,低的950℃高温烧失值反映比较湿润的气候环境,这对于研究伊犁地区黄土古土壤形成时期的古气候环境有重要的意义,同时证明了可以将烧失量这一简便、快捷的方法用于西风区黄土堆积序列的研究中。     

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。     

波浪溢流作用下海堤内坡高性能加筋草皮护坡防侵蚀特征研究

基于1∶1的大型水槽试验结果,分析了波浪溢流过程中位于海堤内坡的高性能加筋草皮护面的侵蚀特征。试验观察表明试验期间有一定土壤的损失,但护坡无明显的破坏;土面高度测量表明,当土壤流失发展到一定深度后,如果水动力强度变化不大,侵蚀趋于逐渐停止,这种现象称为侵蚀上限;结合试验现象对侵蚀上限进行了初步解释,并讨论了侵蚀上限达到前的侵蚀速率特征;植株密度监测表明,试验期间的草茎密度基本不变,草叶密度在开始几次试验期间持续减小,而后达到一个稳定值,这对于海堤的可持续防护有重要意义。研究成果能够为波浪溢流期间海堤内坡防御的相关研究和工程措施提供参考依据。     

晚第三纪以来黄土高原风积序列的压实校正及其古气候意义

晚第三纪以来黄土高原完整连续、高分辨率的风尘堆积序列为研究以冬、夏季风组合为特征的东亚季风环流长期演化提供了很好的气候信息载体。利用高压固结试验结果,基于高分辨申的磁化率和容重测量及相关性分析,初步探讨了黄土、古土壤及红粘土不同地层单元的压缩特性,校正了压实作用对容重的影响,获得了更真实的东亚季风气候演化信息。有助于深入探讨晚第三纪以未东亚李凤阶段性演化特征及其与太阳辐射、全球冰量变化、青藏高原阶段性隆升等气候控制因子之间的密切关系。     

中全新世以来南黄海中部沉积过程——基于岩心粒度和有机质指标

海陆交互作用下的南黄海沉积环境复杂,其沉积机制一直是古海洋研究的重点和难点。本文以取自南黄海中部泥质区的Z1岩心为载体,对196个样品的粒度和整体有机质指标(TOC、TN、TOC/TN和δ13Corg)进行了详细分析,并对5个层位进行AMS14C年龄测定,分辨率高达11 a/cm。研究结果显示,6.1 ka BP以来南黄海中部沉积过程可分为3个阶段:(1) 6.1～5.2 ka BP,沉积物粒度较粗,以残留砂和陆源粗粒物质为主,有机质含量较低且主要为陆源输入,本阶段多受东亚季风强盛的影响,动荡海洋环境下有机质保存效率低,大量陆源输入冲淡作用显著;(2) 5.2～3.9 ka BP,沉积物粒度变细且波动较大,有机质呈增加趋势且以海源为主,主要受东亚冬季风减弱的影响,海源有机质含量增加,与黄海暖流影响增强有关;(3) 3.9～0 ka BP,沉积物粒度最细且相对稳定,有机质含量继续增加,直至1.9 ka BP趋于稳定,主要受现代环流系统和东亚冬季风影响。结果表明,南黄海粒度和整体有机质指标变化过程复杂,显示中全新世以来南黄海中部泥质区沉积环境演化的复杂性。本研究获得了南黄海高分辨率的沉积环境演化记录,不仅为沉积机制研究提供更多数据支撑,还可为区域古气候和古海洋演化提供关键的指示证据。     

辽东湾表层沉积物天然湿容重和含水量的分布及其与粒度的关系

在1961-1962年中国科学院海洋研究所渤海底质调查中,作者对表层沉积物样品和部分柱状样品进行了现场测定,所得资料不仅为研究辽东湾现代沉积过程和成岩作用提供了依据,而且在石油开发前期工程的地基评价上也有重要的现实意义。本文根据这些资料,对辽东湾表层沉积物的天然湿容重和含水量的分布,及其与粒度之间的关系进行了初步探讨,调查站位见图1。     

太平洋西部3个岩芯沉积物的粒度组成及其天然湿容重和含水量的变化

本文讨论了太平洋西部3个岩芯孔的粒度组成、天然湿容重和含水量的变化。沉积物组成以粉砂和粘土细粒为主,砂粒含量很少,而且多为有孔虫介壳。容重与沉积物粒度呈正相关,含水量则呈负相关。当粒度组成不变时,容重随岩芯埋藏深度的增加而增大,而含水量则减少。     

Determination of the Angle of Shearing Resistance of Soils Using Multivariate Adaptive Regression Spline

This article adopts Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) for prediction of Angle of Shearing Resistance(?) of soil. MARS is an adaptive, non-parametric regression approach. Percentages of fine-grained (FG), coarse-grained (CG), liquid limit (LL), and bulk density (BD) have been used as input variables of MARS. The developed MARS gives an equation for prediction of ? of soil. The results of MARS have been compared with Genetic Expression Programming (GEP), Artificial Neural Network (ANN), and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) models. These results demonstrate that the developed MARS can be used as a robust model for determination of ? of soil.     

南黄海表层沉积物天然湿容重和含水量的分布及其与粒度之间的关系

本文论述了南黄海表层沉积物天然湿容重和含水量的分布,并利用回归分析的方法讨论了容重和含水量与粒度之间的关系。结果表明,容重和含水量与粘土粒级相关性最好,容重与粘土粒级含量(相似文献   

Acoustic density measurements of consolidating cohesive sediment beds by means of a non-intrusive “Micro-Chirp” acoustic system

A non-intrusive “Micro-Chirp” acoustic system and a signal-processing protocol have been developed to estimate the bulk density of consolidating cohesive sediment beds. Using high-frequency (300–700 kHz) Chirp acoustic waves, laboratory measurements were conducted with clay–water mixtures. Because acoustic echo strength is proportional to variations in acoustic impedance, and the speed of sound in the clay bed hardly changed during consolidation, the bulk density could be successfully estimated without disturbing the sediment bed. Based on acoustic signal analysis, this study demonstrates that the reflection coefficient and bulk density at the water–sediment interface increase with consolidation time, and that a single speed of sound value can be used for practical bulk density estimation in muddy environments.     

Comparison of sedimentation-compression curves obtained by nuclear and gravimetric methods for Wilkinson Basin,Gulf of Maine,sediments

Accurate measurements of bulk density are important in the construction of sedimentation-compression curves of water-saturated, fine-grained cohesive sediments for consolidation studies. The bulk density of five cores was measured nondestructively on a laboratory nuclear transmission densitometer and the water content, expressed as void ratio, was derived from an empirical relationship between bulk density and water content. Bulk density and water content measured destructively was determined every 10 cm for a comparison with the nuclear data. Agreement between nuclear and gravimetric methods was within ± 0.02 g/cm³ for bulk density ranging from 1.2 to 1.4 g/cm³. Sedimentation-compression curves made using both methods were in generally good agreement.In the Wilkinson Basin, void ratio gradually decreases with increasing effective overburden pressure. This indicates that consolidation by dewatering the surficial sediments is normal and that the environmental conditions during deposition remained relatively constant.     

西风带研究的重要意义

西风带作为北大西洋气候区和东亚季风气候区之间的联系纽带,对东亚季风气候和西风带气候具有重要影响,西风带在一定意义上控制着东亚季风的北界。西风环流与青藏高原相互作用,对亚洲季风区气候乃至全球气候都有极其深刻的影响。西风环流在冰期-间冰期旋回中的位置、强度的剧烈变化对东亚季风气候和全球气候影响显著,对季风降水、西风带降水时空分布及亚洲粉尘活动和黄土形成、堆积等都有非常重要的意义。