闽粤沿海老红砂的热释光测年

采用再生热释光法对来自福建和广东沿海地区的39个老红砂样品进行了测年,其年龄约在0.9~6.8万年之间,表明闽粤沿海的老红砂是晚更新世中、晚期形成的风成沉积。     

华南老红砂沉积年代学及其环境意义：以福建青峰老红砂为例

对福建海坛岛青峰老红砂进行了系统的光释光测年研究,结合已发表的相关测年数据,在统一的时间标尺上探讨了老红砂发育过程及其与海平面变化和东亚季风变化之间的关系。结果表明：① QFS剖面沉积年龄为110~33 ka,起始发育年龄延伸到了末次间冰期。主要涵盖了MIS5c~MIS3阶段,其中存在4个快速堆积期。结合已发表的年代学数据进行综合分析,认为前人得出的老红砂发育在末次冰期以来的结论需要得到修正。② 华南老红砂发育过程与区域海平面变化密切相关。在末次间冰期和末次冰期均有发育,高海面（>-50 m）或较高海面（-50~-70 m）时期是老红砂普遍发育期。区域地壳运动叠加海平面变化造成闽南和闽东北老红砂的沉积差异：海退过程中的较高海面时期北部先发生快速堆积;海侵过程中的较高海面时期南部先发生快速堆积。LGM（海平面<-70 m）期,老红砂不发育。③ 老红砂在冰期-间冰期尺度上的沉积速率体现了源区气候和海平面变化对老红砂物源输送的双重制约。     

闽粤沿海老红砂多期沉积地层的发现及其意义

对广泛分布于闽粤沿海的老红砂进行了全面的野外调查,调查发现在福建的平潭青峰、晋江科任和广东的惠来靖海资深园、徐闻锦和东门下等地的老红砂沉积地层,存在多期沉积。热释光(TL)、电子自旋共振(ESR)测年表明,它们是晚更新世中、晚期末次冰期(玉木冰期)的沉积,并可分出68~42ka和30~10ka两个相对较集中的沉积期。在这两期中,又以30~10ka左右的晚玉木冰期(Q₃³)的老红砂发育规模最大、分布最广,这显然与晚玉木冰期(盛冰期)时的气候更干冷、冬季风的风力更强劲,风沙活动更强烈有密切关系。     

闽东南沿老红砂的地球化学特征

闽东南没海老红砂的地球化学分析表明,Ｂ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｋ、Ｃｒ、Ｎｉ和Ｖ等微量元素含量及Ｂ／Ｇａ和Ｓｒ／Ｂａ比值指示老红砂应为陆相沉积,其磷酸钙组分和古盐度变指示为陆相。老红砂的化学全量组合特征与花岗岩风化壳相似,但ＳｉＯ２含量较花岗岩风化壳大,而Ａｌ２Ｏ３的含量明显少于花岗岩风化壳。从老红砂垂直部面变化看,其硅铝铁率一般从上往下增加,分解系数（Ｆｅ２Ｏ３／ＭｇＯ）一般从上往下减少。     

闽东南沿海老红砂与晚第四纪环境演变

闽东南沿海老红砂发育较典型,分布较广,但迄今对其形成多有不同认识。论文在进行全面野外调查和一系列的室内分析的基础上,认为闽东南沿海的老红砂主要是由风吹扬海滩砂形成的,局部地方还有坡积、冲积等成因,并可划分成６～４．５万ａＢＰ和３～１万ａＢＰ两个相对较集中的形成期。末次冰期寒冷干燥的气候为老红砂的形成提供了有利条件,末次冰期中的亚间冰期和冰后期温暖湿润的古气候环境则有利于其后的固定（红化固结、生草、发育古土壤等）。海面的升降变化在一定程度上控制了老红砂的物源和时空分布     

基于释光测年的福建晋江海岸沙丘粒度记录的风沙活动

采用OSL测年技术对福建晋江海岸沙丘剖面(SHA) 进行加密采样测年和粒度分析,初步确定了研究区近1000a 以来海岸沙丘发育的主要时段,以OSL测年值为基础,在统一时间标尺上综合对比东亚季风变化序列和福建沿海地区台风登陆记录,探讨了控制研究区海岸沙丘发育的主要因素.研究表明：(1) SHA沙丘表现为典型的海岸风成砂特征,海岸沙丘沉积后受风力侵蚀和后期化学风化作用的影响,粒径变粗,分选性变差,各粒级组分和粒度参数特征发生较大变化;(2) 近1000a 以来晋江海岸带海岸沙丘发育可划分为3 个时期,分别为AD1050~1300、AD1470~1600、AD1720~1950,尤其是小冰期(LIA),海岸风沙活动强烈,海岸沙丘发育盛行;(3) 近千年来区域降水量、海平面和台风强度变化与研究区海岸沙丘发育之间的关系尚不明确,而冬季风强度对海岸沙丘发育的影响明显,即海岸风沙活动期主要对应冬季风较强时期,但近50 年来海岸风沙活动较弱除了主要受冬季风减弱影响外,主要与人类经济活动所造成的地表覆被条件发生变化有关.     

华南沿海老红砂的成因与红化作用

根据野外调查和室内实验分析，以及测年数据，本文讨论了华南沿海老红砂的成因、年龄与形成环境。认为老红砂是晚更新世末次冰期海岸风沙堆积，红色特征与亚间冰期的温暖古气候有关。在湿热气候下，古风成砂中含铁硅酸盐矿物氧化生成赤铁矿，而使无色石英沙粒染成红色，是其红化的主要机制。风成砂形成红色的时间不超过１万年。     

闽东南沿海老红砂的地球化学特征

闽东南沿海老红砂的地球化学分析表明,B、Ga、Sr、Ba、K、Cr、Ni和V等微量元素含量及B/Ga和Sr/Ba比值指示老红砂应为陆相沉积,其磷酸钙组分和古盐度亦指示为陆相。老红砂的化学全量组合特征与花岗岩风化壳相似,但SiO₂含量较花岗岩风化壳大,而Al₂O₃的含量明显少于花岗岩风化壳。从老红砂垂直剖面变化看,其硅铝铁率一般从上往下增加,分解系数(Fe₂O₃/MgO)一般从上往下减少。     

福建海坛岛青峰老红砂旋回沉积的粒度特征及其古环境意义

福建海坛岛青峰老红砂剖面以棕红色砂层和黄橙色砂层的交替旋回变化为显著特征。通过野外考察、采样和测定分析,对青峰老红砂剖面的粒度特征及其古气候意义进行深入研究。结果表明：（1）青峰剖面棕红色砂层以细砂为主,黄橙色砂层以中砂为主,细砂-中砂在剖面上呈现明显的交替旋回变化;（2）棕红色砂层和黄橙色砂层的粒度频率曲线均以单峰加一细尾为主,含有一定量的粉砂、黏土;概率累积曲线以滚-跳-悬三段式为主,但两种砂层在组分含量、斜率等方面存在差异;（3）粒度参数呈现明显的波动旋回变化,可能指示沉积时期区域风力、搬运动力、化学风化强度方面发生了周期性变化,即棕红色砂层显示了暖湿气候条件下的红壤化过程,黄橙色砂层则显示凉干气候条件下的黄壤化过程。因此,青峰老红砂旋回沉积表明第四纪晚期以来,福建东部沿海的古气候古土壤可能经历了南亚热带（赤红壤）和暖温带（黄壤）的交替变迁。     

福建平潭青峰老红砂物源示踪分析

本研究分别在平潭青峰、坛南湾和闽江口琅岐岛采集18个老红砂样品、19个海滩砂样品以及40个河滩砂样品,并对这些样品进行粒度和稀土元素(REE)测量。结果发现老红砂与闽江口琅岐岛河口砂的稀土元素含量特征十分接近;分别对老红砂与闽江河口砂REE数据以及坛南湾海滩砂与闽江口砂(REE)进行了判别函数分析,老红砂的∑REE平均值为84.25μg/g,琅岐岛河口砂的∑REE平均值为89.81μg/g,相似性明显;坛南湾海滩砂的∑REE平均值为16.41μg/g,与闽江河口砂含量差别较大。研究表明:青峰老红砂沉积物主要来源于闽江口河口砂,末次间冰期暖湿气候下闽江输砂量增大,河口外沿岸流增强,大量河砂进入海坛海峡,在强劲的季风搬运下,沉积于平潭岛北部,形成以青峰为代表的平潭岛北部老红砂;而坛南湾海滩砂代表海洋波浪搬运的泥沙,不是老红砂的物源。     

浙江普陀山岛老红砂的成因与环境

作者根据野外实地考察,描述了浙江普陀山岛老红砂的性状,通过样品的采集及室内分析,从老红砂的沉积结构、石英砂颗粒表面微结构特征、微量元素等揭示了老红砂属于古风砂沉积。通过与中国华南地区老红砂的比较分析,结合老红砂的年代测定数据以及普陀山岛的地理环境特征等,揭示了该地的古地理环境。     

中国东南沿海老红砂的研究现状与展望

老红砂是主要分布于我国东南沿海的,呈现以棕红色、红色、橙黄色为主的半胶结中-细砂质沉积物。笔者综述了前人在老红砂的分布与形态、沉积特征、形成机制、发育时代、红化作用、古地理环境等方面的研究成果,认为其为晚更新世沉积物,主体属风成沉积,热带-亚热带湿热季风气候导致的含铁物质分解和氧化是砂体红化的主要原因。根据研究现状,对存在的问题和今后的研究重点做一探讨和展望。     

闽东南沿海老红砂沉积地层与形成时代

采用岩石地层学、磁性地层学和地球化学等方法,结合TL、ESR和¹⁴C等测年,对广泛分布于闽东南沿海的老红砂沉积地层及其形成时代进行了划分。结果表明,该区老红砂沉积地层可综合划分为5个地层段,其中老红砂层可分出3个地层段,分属60~40 ka B.P.、30~25 ka B.P.和20~10 ka B.P.所形成;两个古土层,反映大约在40~30 ka B.P.和25~20 ka B.P.老红砂的发育有过两次较长时间的沉积间断或减弱。     

光释光测年基本流程

光释光测年是对沉积物上一次曝光事件年代的测定.自20 世纪80 年代该方法提出以来,得到了越来越广泛的应用.相对于¹⁴C测年,光释光测年虽存在误差偏大的不足（一般5%~10%）,但是具有以下明显优势：① 其测年年限范围比前者大得多;② 测年物质（石英或长石）丰富,这在干旱半干旱区的沙漠和湖泊中尤其重要,因为在这些地区很难找到可用于¹⁴C测年的有机质;③ 是对沉积物的直接定年;④ 测年事件包括曝光、受热（400 ℃以上）、火山、地震和晶体（方解石等）形成等.本文介绍了光释光测年的整个实验过程,包括采样、前处理、等效剂量测定、年剂量测定等,以期让有需要的地学同行了解这一方法,尤其是了解从地层或岩芯等取样的过程中应注意的事项.重点介绍单片再生剂量法(SAR)与标准生长曲线法(SGC)相结合测定等效剂量的实验方法(我们命名为SAR-SGC法).该方法能大大提高仪器的使用效率,可节省仪器时间60%以上.通过氟硅酸溶蚀长石来提取石英的中颗粒(38~63 μm)的前处理过程简便易行,获得的石英纯度高,且可以避免使用危险的氢氟酸.中国科学院青海盐湖研究所释光测年实验室近几年应用SAR-SGC法对黄土、沙漠、湖泊、海洋、冰川、考古点等各种类型沉积物进行光释光测年,都获得了很好的结果.     

汉江上游郧县庹家湾剖面光释光测年及意义

在野外考察基础上选择湖北郧县庹家湾剖面为研究对象。在对磁化率和粒度进行分析的同时,用单片再生剂量法进行了光释光测年（OSL）地层断代。OSL测年数据显示：剖面样品年龄处在55.11~13.57 ka BP,且与地层深度呈现出良好的对应关系,此剖面为黄土风化堆积形成。黏粒含量、黏粒/粉砂值以及磁化率值等气候替代性指标数值在马兰黄土层228~260 cm和294~370 cm深度明显高于典型马兰黄土（L₁）,具有明显的成壤特征,通过OSL测年数据判断时间为27.26~21.59 ka BP,说明在晚更新世时期气候并非持续稳定的寒冷干旱,而是具有一定的波动,在此期间气候相对温暖湿润,而且此次气候事件在黄土高原地区其他沉积记录中也有良好记录。     

福建平潭青峰老红砂中季风组分以及形成期研究

先前研究认为老红砂是末次冰期沿海风沙沉积,近期发现老红砂形成于末次间冰期。在福建平潭青峰典型老红砂分布区采集114个老红砂样品,130冬季风沙样品,60个夏季风沙样品做粒度测量和光释光测年。粒度测量显示冬季风沙粒度频率峰值出现在400μm、夏季风沙280μm,老红砂粒度频率峰值出现在300μm与冬季风沙不同。夏季风沙和冬季风沙以7∶3混合可拟合老红砂粒度分布,表明青峰老红砂沉积期夏季风历时或强度远大于冬季风,对应于气候暖期,而不是末次冰期。老红砂剖面4个自然层光释光测年自下而上为122.5±6.7 ka B.P.、97.7±6.1 ka B.P.、83.1±4.2 ka B.P.、61.9±3.4 ka B.P.,对应末次间冰期,青峰老红砂是暖期气候的风沙响应。     

海南文昌涣文村老红砂剖面的磁化率测量及意义

通过对海南文昌县涣文村老红砂剖面的野外调查和磁化率测量, 绘制了该剖面磁化率曲线; 分析了剖面磁化率特征与剖面颜色及红化过程的关系。指出剖面磁化率可以作为反映老红砂堆积过程中(及以后)气候变化的物理参数。开展老红砂堆积连续剖面的磁化率测量, 以此进行气候地层的划分与对比, 对华南沿海乃至更大范围环境变化的研究具有重要意义     

长江三角洲全新世沉积物光释光测年研究

长江三角洲是研究古海岸沉积环境演化的理想区域。选取长江三角洲平原一支长岩芯钻孔上部55 m层位的沉积物进行光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年研究。根据沉积物粒度特性,在实验前处理过程中,提取100~200 μm或63~100 μm粗颗粒石英矿物进行OSL测年。测年样品的预热坪与剂量恢复实验表明选择180℃作为预热条件较为合适,石英OSL信号衰退曲线以快组分为主。条件实验结果、等效剂量分布以及各测片的循环比、热转移等方法学层面的实验结果表明,OSL测年技术对该孔的沉积物测年具有适应性和可靠性。通过年代—深度关系模型,建立该段地层中全新世以来的年龄框架。依据该孔的年代地层序列并结合前人工作,探讨全新世以来长江三角洲的沉积演化。     

福建东部海坛岛老红砂敏感粒度组分对东亚冬季风演变的响应

本文在福建东部海坛岛青峰老红砂剖面年代学框架基础上,通过2.5 cm等间距高密度采样进行粒度分析,采用粒级-标准偏差方法提取敏感粒度组分,并证明敏感粒度组分平均粒径可作为东亚季风的强弱变化的替代指标,据此建立了约44.0 ka以来青峰剖面老红砂记录的冬季风演变序列。结果显示,约44.0 ka以来东亚冬季风经历了3个演变阶段：①44.0~25.5 ka BP东亚冬季风较弱, 呈现在波动中逐步增强趋势;②25.5~15.5 ka BP为东亚冬季风最强盛期,并呈现高频波动特点,东亚冬季风在21.8 ka BP前后达到鼎盛期;③15.5~7.1ka BP为冬季风减弱期,但在11~10 ka BP前后,冬季风突然显著增强。相邻剖面平均粒径记录的冬季风演变阶段也具有较好的重复性。对比发现,青峰剖面老红砂敏感粒度组分的气候记录与长江下游葫芦洞石笋δ18O和格陵兰GISP2冰芯δ18O记录之间有较好的吻合,尤其对新仙女木事件和4次H事件三者都有记录,但青峰剖面对D-O旋回记录信号不明显。     

新疆阿尔泰山东段冰碛物光释光测年研究

冰川是塑造地表形态最积极的外营力之一,对冰川地貌的年代学研究是重建古冰川发展史的关键,也是研究气候变化的重要途径。冰碛物是冰川作用的直接产物,代表过去发生的冰川事件,对冰碛物进行准确测年能够为重建古冰川的进退、理解区域古气候变化提供年代学支撑。本文在新疆阿尔泰山东段采集了8个冰碛物样品以进行光释光测年,利用单片再生剂量法对90~125 μm的石英颗粒进行等效剂量的测定。通过等效剂量值频率分布特征及De（t）坪区图分析得出大部分冰碛物的光释光信号晒退不彻底,所以利用一阶动力学公式对持续激发的光释光信号晒退曲线（CW-OSL）进行多组分拟合拆分,得到快速、中速、慢速3种组分,依据分离出的快速组分确定等效剂量值。研究结果显示,距今32 ka以来阿尔泰山东段区域在MIS3阶段、MIS2阶段、8.2 ka左右、全新世大暖期及新冰期等5个时段有冰川发育,冰川发育与气候变化密切相关。