循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电子显微镜分析方法,对青海循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物的微观形貌、体积分数、结晶度及其古气候指示作用进行了深入的研究。分析结果表明,晚渐新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石,以蒙脱石为主,指示循化地区总体为相对温暖潮湿的气候条件,蒙脱石、伊利石和绿泥石相对体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值均出现明显的周期性波动,表明循化地区气候经历了干旱-温暖潮湿交替的变化;早中新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为伊利石、蒙脱石和绿泥石,以伊利石为主,各黏土矿物体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值的变化范围不大,表明循化地区气候以相对持续冷干为特征。从晚渐新世到早中新世,气候条件由相对温暖潮湿到相对冷干的转变,揭示其间(约21.3Ma)出现了一次极端的降温事件,可能与青藏高原隆升及亚洲沙漠化密切相关。     

青海循化盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射和扫描电子分析方法,对青海循化盆地晚渐新世沉积物的矿物组成、坡缕石的矿物学特征以及古气候指示作用进行了深入的研究。结果表明,晚渐新世循化盆地沉积物中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石一般呈纤维状或者针状,沿片状蒙脱石的边缘及表面交代生长,为典型自生成因的坡缕石。坡缕石是干旱-半干旱气候条件的特征矿物,其出现表明循化地区晚渐新世气候特征较为干旱,与粘土矿物组合及伊利石结晶度所反映的气候环境信息相吻合;沉积物中坡缕石相对含量及有序度自下而上逐渐增大,说明循化地区的干旱化逐渐加剧。循化地区晚渐新世(～23 Ma)的干旱化可能与青藏高原隆升或者全球气候变冷事件密切相关。     

青藏高原新生代以来气候环境演化的粘土矿物学特征

为探究青藏高原的气候环境演化, 对青藏高原不同部位的盆地沉积物的粘土矿物特征进行深入系统的研究.结果表明, 古新世阶段—始新世阶段时期, 青藏高原古气候以行星风系居主导地位, 青藏高原北部以温暖和季节性干旱为特征.柴达木地区在~36 Ma的降温事件则明显早于全球降温事件(~34 Ma)近2 Ma.在渐新世(34~23 Ma)期间, 古气候以干旱炎热为特征, 但气温相对要低于始新世.在中新世—上新世(23.0~2.6 Ma)期间, 青藏高原北缘的柴达木、循化盆地均在~21.5 Ma发生气候变冷事件, 而8~7 Ma的气候变化事件遍及整个青藏高原.在藏南的吉隆盆地、青藏高原西北部的叶城盆地, ~1.8 Ma之前的盆地沉积物中仍然有相当高含量的蒙脱石, 说明这些地区在~1.8 Ma之前, 虽然总体上气候变冷、变干, 但仍然处于一种相对湿润的气候环境.      

青藏高原东北缘循化盆地中中新世—早上新世黏土矿物及其古气候意义

青藏高原东北缘古气候可能受控于全球变冷、青藏高原隆升及局地地形变化的影响。为解析气候演化过程及驱动因素,本文以青藏高原东北缘循化盆地西沟剖面作为研究对象,在已有古地磁年龄约束基础上,分析了中中新世—早上新世沉积物中黏土矿物的组成和微观形貌特征。结果表明,西沟剖面沉积物中黏土矿物主要由伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石组成,其中伊利石含量最高,平均为59. 3％;蒙脱石次之,平均为18. 2％,绿泥石平均含量为12. 3％,高岭石平均含量为10. 2％。根据剖面中黏土矿物含量和比值的变化特征,结合循化盆地西沟剖面的沉积速率、孢粉记录、有机质碳同位素和沉积岩地球化学比值,并与深海氧同位素值（δ18O）变化曲线对比,将循化盆地14. 6~5. 0 Ma气候环境演化划分为3个阶段：14. 6~12. 7 Ma,气候干冷期,与北半球冰盖扩展引发的全球性降温事件有关;12. 7~8. 0 Ma,气候相对温暖湿润期,可能与循化盆地周围山体隆升有关,即积石山在~12. 7 Ma隆升至临界高度,成为西风带输送水汽的地形屏障,使得循化盆地内的降水增强;8. 0~5. 0 Ma,气候再次转向干冷期,该阶段气候的干旱化对应于青藏高原在8 Ma左右的快速隆升,高原进一步的隆升阻碍东亚季风西风带的暖湿气流向内陆的输送,从而引起区域干旱化。     

广西百色盆地更新世沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义

为研究百色盆地红土剖面中粘土矿物的特征并恢复盆地中更新世以来的古气候演化序列,利用X射线衍射分析对百色盆地大旺红土剖面中粘土矿物进行了深入、系统的研究。结果表明,沉积物的粘土矿物组成主要为伊利石、高岭石及蛭石(或羟基铝蛭石),但在约0.26Ma处其相对含量出现明显变化,表明百色盆地中更新世中期至晚更新世早期表生风化作用逐渐加强,其气候条件经历了从"相对干凉→暖湿"的演化。这一结果与河湖相沉积物磁化率所记录的MIS 7.5(0.26Ma)"冰期→间冰期"转折时期相一致。沉积物中伊利石结晶度结果显示,其(001)衍射峰半高宽值从早期的相对平稳转变为晚期的波动性变化,说明百色地区气候经历了相对冷干到相对暖湿的转型,与粘土矿物相对含量变化、河湖相沉积物磁化率变化、邻区钙华沉积及南海各古气候指标所揭示的记录相一致。     

青藏高原东北缘早渐新世—早中新世干旱化的粘土矿物学证据——以兰州盆地为例

为揭示青藏高原东北缘早渐新世—早中新世气候环境演化及干旱化事件,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等现代测试技术,对甘肃兰州盆地早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物的微观形貌、相对含量、V(Ill+Chl)/V(Sme)比值等参数进行了系统研究。结果表明,早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、蒙脱石以及少量的伊-蒙混层粘土矿物,指示该时间段气候总体以干旱为特征,局部出现相对温暖潮湿的气候。根据粘土矿物相对含量及V(Ill+Chl)/V(Sme)比值变化特征将兰州地区早渐新世—早中新世的气候环境演化划分为以下4个阶段:(Ⅰ)31.5~28.8 Ma相对温干偏湿的气候阶段;(Ⅱ)28.8~26.2 Ma相对冷干的气候阶段;(Ⅲ)26.2~22.1 Ma相对温暖潮湿的气候阶段;(Ⅳ)22.1~16.5 Ma相对温干偏湿的气候阶段。扫描电子显微分析表明,在相对温暖潮湿的时期,粘土矿物溶蚀较明显;在相对干旱的时期,粘土矿物表现显著的物理风化特征。以上粘土矿物学特征所揭示的阶段性干旱可能与青藏高原的阶段性隆升相对应。     

西昆仑山前陆盆地粘土矿物特征及其地质意义

为重建西昆仑山地区晚新生代的地质构造及环境演变过程,本文利用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微分析（SEM）方法,对西昆仑山前陆盆地（叶城盆地）该时期沉积的一套磨拉石建造中的粘土矿物进行了研究。结果表明,在整个晚中新世到早更新世的沉积物地层中,粘土矿物的种类始终以伊利石和蒙脱石为主,含少量的绿泥石和高岭石。但伊利石、蒙脱石、高岭石的相对含量,以及伊利石结晶度值等均显示出明显的变化。在8~3.5 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和结晶度值均比较高,而蒙脱石相对含量低,并有少量的高岭石产出;在3.5~3.3 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和伊利石结晶度值均急剧降低,而相反,蒙脱石相对含量值急剧升高,高岭石基本消失;3.3~2.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数与8~3.5 Ma B.P.时期的粘土矿物参数非常接近;而2.8~1.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数则与3.5~3.3 Ma B.P.期间的粘土矿物参数相类似。根据沉积物中的粘土矿物特征变化规律可以推断,物源区母岩成分的变化是粘土矿物特征变化的主要原因,古气候古环境变化则是次要影响因素。粘土矿物特征的变化规律显示西昆仑山体在晚新生代具有不均匀的阶段性隆升的特点,在3.5 Ma B.P.、3.3 Ma B.P.、2.8 Ma B.P.左右分别发生了三次明显的构造隆升事件,而且总伴随着风化母岩成分的变化。物源区在早更新世中期（12.5 Ma B.P.)很可能处于干旱的古气候古环境中。     

青海循化盆地新近纪磁性地层学

青藏高原东北部是研究高原隆升和东亚季风演化的重要地区.通过对青藏高原东北部循化盆地西沟剖面新近纪河湖相沉积的磁性地层学研究, 建立了西沟剖面约14.6~5.0 Ma沉积物的磁极性年代框架.沉积相的分析表明, 循化盆地在约14.6~5.0 Ma期间总体上处于充填萎缩阶段.西沟剖面巨厚层砾岩首次出现的时间约为7.3 Ma前, 应是青藏高原东北部快速隆升的沉积响应.这与青藏高原在约8.0 Ma前快速隆升的时间相近, 进一步说明约8.0 Ma前青藏高原的构造隆升具有准同时性.      

新疆叶城柯克亚8～3.85Ma沉积地层中常量和微量元素分布对气候演化的响应

柯克亚剖面位于青藏高原西北缘新疆叶城县柯克亚乡,出露的地层由老到新为乌恰群、阿图什组和西域组,总厚度为2 217.9 m。在野外地层剖面详细实测与沉积相研究的基础上,系统采集了柯克亚剖面上8~3.85 Ma间沉积地层的地球化学样品并进行了常量和微量元素的测试和分析。剖面沉积物中元素平均值与上部陆壳(UCC)元素平均质量分数比揭示了研究区在8~3.85 Ma期间总体较为干旱寒冷的气候环境特征。在此基础上,结合具有较好指示作用的元素变化特征,根据CIA、w(CaO)/w(Sr)、w(Rb)/w(Sr)、w(CaO)/w(MgO)比值的变化将研究区的古气候变化分为3个阶段:剖面自下向上0~222 m(乌恰群第1~7层,年龄为8~7.3 Ma)为冷干气候;222~419 m(乌恰群第8~15层,年龄为7.3~6.6 Ma)为暖湿—冷干交替的气候;419~1 665 m(乌恰群第16层~阿图什组第24层,年龄为6.6~3.85 Ma)气候更为冷干。根据古气候研究结果推测青藏高原在8 Ma前已经隆升到了一定的高度,阻挡了来自印度洋的夏季风的北上,导致塔里木盆地干旱化。约6.6 Ma前气候的进一步变干可能与青藏高原的进一步隆升和来自西伯利亚的冬季风的进一步加强有关。     

临夏盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的发现及其环境气候意义

为揭示临夏盆地晚渐新世沉积物的矿物组成对环境气候的指示意义, 利用X射线衍射和扫描电子显微分析方法, 对临夏盆地晚渐新世的沉积物的矿物组成以及坡缕石的矿物学特征进行了深入的研究.结果表明, 沉积物中的坡缕石主要为自生成因, 极少量具有碎屑成因.自生成因的坡缕石呈细长丝状的形态特征, 往往沿片状的伊/蒙混层粘土矿物颗粒的边缘交代、生长;碎屑成因的坡缕石呈平直细纤维状的, 以单颗粒形式产出, 与细小的粘土矿物颗粒混杂, 或叠合在片状粘土矿物颗粒的表面.在临夏盆地晚渐新世沉积物中, 下段岩层中的粘土矿物组合为伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石;中段岩层的为伊利石、伊/蒙混层粘土;而上段岩层则为伊利石、伊/蒙混层粘土和绿泥石, 反映在盆地形成之后, 气候演化经历从湿润→冷干的变化过程.而沉积物中坡缕石的含量自下而上逐渐增多, 其分布特征与粘土矿物组合所反映的气候环境变化趋势相吻合.伊利石和伊/蒙混层粘土普遍存在于临夏盆地晚渐新世沉积物中, 伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石的共存表明这些粘土矿物具有不同的来源.坡缕石是干旱、半干旱地区泥灰岩风化以及风成沙漠尘土沉积物的特征矿物, 临夏盆地晚渐新世的沉积物中碎屑成因坡缕石的发现, 表明自~9Ma以来便出现风成黄土的沉积.      

青海循化盆地晚更新世沉积序列与古气候

河流阶地作为河谷中常见地貌, 其堆积物特征对气候变化过程研究具有重要的意义.通过对循化黄河Ⅲ级阶地剖面沉积特征、粒度、磁化率、孢粉以及光释光测年的研究, 初步厘定循化黄河Ⅲ级阶地形成时代为75 ka.循化盆地晚更新世气候演化可以大致划分为6个阶段: 120~114 ka, 气候暖湿; 114~105 ka, 气候较为干冷; 105~98 ka, 气候较暖湿; 98~85 ka, 气候转为温凉; 85~75 ka, 气候暖湿; 75~63 ka, 气候干冷.这6个阶段分别与MIS5e-4段相对应.      

Climatic and tectonic uplift evolution since ~7 Ma in Gyirong basin, southwestern Tibet plateau: clay mineral evidence

Climate evolution associated with the uplift in Gyirong, southern margin of the Tibetan plateau, was investigated based on the clay mineralogy of the Gyirong sediments, using X-ray diffraction and scanning electron microscopy methods. The (chlorite + illite)/(kaolinite + smectite) ratio and the illite crystallinity index suggest the trend of paleoclimate evolution in Gyirong basin during ~7–1.7 Ma BP, with a warm and humid climate in ~7.0–5.8 Ma, a relative cool and dry climate in ~5.8–5.5 Ma, a relative warm and humid climate in ~5.5–2.5 Ma, and a much warmer climate in ~2.5–1.7 Ma, respectively. The fluctuating kaolinite/smectite index and calcite content and the frequent occurrence of gypsum in the episode of ~6.7–5.5 Ma suggest intense climatic fluctuations between humid and more seasonal humid conditions. Five peaks exhibit at 5.8, 4.9, 4.3, 3.6, and 2.5 Ma in the curves of illite and chlorite content and illite crystallinity. The intense uplift and tectonic-forced cooling at ~5.8 and 4.3 Ma were indicated by the high-illite crystallinity index and illite and chlorite content. A remarkable increase in illite and chlorite content associated with only little increase in illite crystallinity at ~3.6 Ma indicates a rapid uplift, but no significant climate change. And a sharp increase in illite crystallinity, while small change in illite and chlorite content at ~2.5 Ma suggests that no remarkable relief was produced by the uplift, which may take place in the whole south Tibet plateau, while cooling at 4.9 Ma is probably a record of the global climate cooling.     

Clay Mineralogy and its Paleoclimatic Significance of the OligoceneMiocene Sediments in the Gerze Basin,Tibet

This study collected the early Oligocene to middle Miocene sediments from the Gerze Basin of Tibet, and used X-Ray diffraction （XRD） and Scanning Electron Microscope （SEM） to discuss their clay mineralolgy, clay indices, better understand the clay mineralogy and its paleoclimatic significance. The results show that clay minerals of the Gerze Basin sediments are mainly composed of iilite and chlorite, with minor amounts of smectite and kaolinite, and their relative content varies along the section. Variations of relative contents and clay indices suggest that the Gerze Basin has experienced three-stage evolution of paleoclimate： I ） high ilUte and chlorite contents, with fluctuant smectite and low （I＋Ch）/（K＋S） ratio, indicative of a dominant seasonal arid climate from the early Oligoeene to late Oligocene; Ⅱ） higher illite and chlorite contents and larger （I＋Ch）/（K＋S） ratio but absence of kaolinite, indicating a colder and drier climate from the late Oligocene to early Miocene; Ⅲ） high iilite and chlorite contents with fluctuant （I＋Ch）/（K＋S） ratios and occasional occurrence of kaolinite, suggesting that the climate became warmer and more humid compared with that of stage Ⅱ in the mid-Miocene. These conclusions were also reinforced by the clay morphology, which suggests that physical weathering dominated in stage Ⅱ, while relatively strong chemical weathering was dominant in stages Ⅰ and Ⅲ Clay minerals of the sediments mainly consist of illite and chlorite, indicating that the source rock played a significant role in clay origin. It is inferred that global cooling and the enhancement of denudation and obstruction of northward moisture due to the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau were responsible for the provenance of iUite and chlorite under weak chemical weathering. Though the Qinghai-Tibet Plateau reached a certain elevation by the mid-Miocene, yet the mid-Miocene widespread warming might have largely impacted the Gerze climate.     

沉积物颜色和粘土矿物对库车坳陷第三纪气候变化的指示

库车坳陷第三纪连续的碎屑沉积,记录了丰富的古环境与古气候变化的信息。在详细的磁性地层年代学基础上,对库车坳陷北部第三系沉积剖面进行了系统的沉积物颜色测定和粘土矿物分析。结果表明,库车坳陷第三纪沉积物颜色变化与全球第三纪温度的变化有一致的趋势,随着全球气温的降低,沉积物的颜色的红色指数降低。粘土矿物的组合和含量变化在13 M a出现了一个转折,在此之前,库车坳陷泥岩样品中的粘土矿物组合为伊利石和绿泥石,指示干旱的气候环境。在13 M a之后,库车坳陷的粘土矿物组合变为蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石,指示干冷与温湿交替的气候环境,与亚洲内陆季风气候加强相对应。由此,可以认为库车坳陷第三纪13M a的气候变化与青藏高原的隆升密切相关。     

南雄盆地晚白垩世-古新世陆源沉积组份变化的古气候指示

利用陆源沉积中的碎屑组份(泥岩中的碎屑黏土矿物种类和砂岩中砂、粉砂碎屑类型)相对含量变化,对广东北部和江西南部的南雄盆地晚白垩世-古新世古气候进行了分析.结果显示,砂岩碎屑组份含量气候指数(长石/石英比,F/Q)介于0.02~0.14之间;(碎屑)黏土矿物组合主要以伊利石为主,平均79%;伊利石结晶度指数与化学指数分别为0.25~0.39、0.31~0.7.进一步分析表明,研究区这一时期以干旱气候为主,存在暖湿气候间断,古气候演化可分为三个阶段:晚白垩世马斯特里赫特期以干旱-半干旱性气候为主,古新世丹尼期早期转变为相对湿热或与干旱-半干旱气候交替,古新世丹尼期晚期恢复到半干旱性气候,但比第一阶段湿度可能稍有增加.这一总体干旱-半干旱气候格局及其变化总体与同期全球气候变化一致.     

西藏札达盆地上新世—早更新世气候变迁与湖泊演化

通过孢粉组合分析, 结合河湖相地层岩性特征和古地磁及电子自旋共振(ESR)法年龄测定结果, 探讨了西藏札达盆地上新世—早更新世的古气候变迁与札达古湖泊演化的关系.研究表明, 札达盆地古湖泊演化可划分为早(湖泊形成期)、中(稳定发展期)、晚(湖泊消亡期)三期.早期(距今5.41~4.40 Ma), 札达盆地为温凉而干旱的疏林草原植被气候, 随后转变为温暖稍湿的森林草原植被气候, 最后转变为温暖潮湿的亚热带针阔叶混交林气候, 这一时期古湖开始形成; 中期(距今4.40~2.57 Ma), 古气候进入寒温期, 古植被表现为先由暖温带针阔叶混交林带向山地寒温带暗针叶林带过渡, 再由山地暖温带针阔叶混交林→山地寒温带暗针叶林交替出现的过程, 古湖泊进入发育期; 晚期(距今2.57~1.36 Ma), 湖区古气候环境进入寒冷期, 古植被为山地寒温带暗针叶林→山地暗针叶林向低矮灌木→干冷草原的变化, 古湖泊进入消亡阶段.古湖泊演化与古植被、古气候演变有很好的相关性, 高原隆升控制了古气候环境的变化, 进而影响湖泊水量的变化.      

柴达木盆地大红沟地区始新世—上新世孢粉记录及气候变化

柴达木盆地发育了一套完整的古近纪—新近纪河湖相沉积地层,选择在其北缘大红沟剖面采集沉积物样品进行孢粉鉴定分析。根据孢粉组合特征划分出14个孢粉组合带,揭示了该地区古近纪到新近纪的植被、气候变化历史。结果显示:该地区古近纪—新近纪植被代表一种北亚热带常绿阔叶林→暖温带、温带落叶阔叶针叶林→温带针阔叶混交林→山体针叶林→干旱草原荒漠的植被生态景观演变过程。通过对柴达木盆地大红沟剖面植被面貌分析,推断古近纪—新近纪期间研究区气候存在多次冷暖干湿变化,呈现出由暖湿向冷干发展的趋势。11~9 Ma低温干燥的特征与中新世中期全球气候适宜期趋势不一致,可能是盆地构造运动导致的区域特殊性。