青藏高原东缘山地古冰川沉积物磁化率特点及其影响因素分析

湖泊、黄土与古土壤、深海沉积物等连续沉积体的磁化率变化作为环境变化的替代性指标被广泛应用,然而对于非连续、能够反映特定时段气候变化的沉积体,如冰川沉积物的磁化率却较少涉及.本文通过对青藏高原东缘8 个典型冰川发育山地冰碛物磁化率进行研究,并与黄土、湖泊、深海沉积物以及不同区域的表土磁化率进行对比,采用质量磁化率和频率磁化率探讨冰碛物的磁化率特点及其影响因素.结果表明：青藏高原东缘山地的冰碛物质量磁化率呈宽幅波动,介于(3.01~1808.80)×10^-8 m³·kg^-1,平均值147.84×10^-8 m³·kg^-1;频率磁化率值较低、且波动幅度小,介于0~6.89%,平均值为1.37%.不同时空条件下冰碛物的磁化率特点不同,即不同地点同一冰期磁化率的差异显著;同一地点不同冰期冰碛物的磁化率变化不明显.影响冰碛物磁化率的主导因素是母岩的岩性条件,气候因素起次要作用.     

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。     

金华市街道灰尘磁化率与交通因素的关系

通过对浙江省金华市街道灰尘磁化率测试,从主干道与非主干道磁化率的对比、十字路口与非十字路口磁化率的比较以及磁化率与路网密度相关分析三个方面,定量研究金华市街道灰尘磁化率及其与交通因素的关系。结果表明：灰尘样品磁化率（χlf）变幅为127.57×10^-8~853.91×10^-8 m³ · kg^-1,平均值为322.55×10^-8 m³ · kg^-1,高于本地土壤磁化率;频率磁化率变幅为0.67%~3.99%,平均值为1.61%;磁化率与频率磁化率呈负相关关系;主干道灰尘的磁化率大于非主干道,十字路口灰尘磁化率大于非十字路口;灰尘磁化率和路网密度呈正相关,金华市街道灰尘磁化率可以指示交通污染的分布状况。     

亚洲中纬度地区第四纪冰川作用差异性探讨

近年来,随着绝对年代的不断增加,第四纪冰川作用的启动时间以及演化特点日益明确,为探讨中纬度地区的冰川的形成机制提供了重要依据,同时也为研究中国第四纪冰川发育的构造与气候耦合关系奠定了重要基础。亚洲中纬度地区山地第四纪冰川的冰进时序、冰期历史和冰川规模显示出不同特点。总体来说,西部山地的冰川规模随时间逐渐缩小,冰川历史较为完整,冰川规模大于亚洲东部,东部山地的冰期历史较短,冰川作用的阶段性明显;不同地区的最大冰川扩展规模在时间上不一致,尤其是在末次冰期旋回中,MIS3/4阶段的冰川规模大于传统意义上的末次冰盛期(LGM),冰进时序和规模演化指示了不同的大气环流尤其是西风环流和季风环流对冰川发育的重要影响。此外,构造因素深刻影响着不同地区的冰期系列。     

云南千湖山第四纪冰川发育特点与环境变化

千湖山(4249 m) 是横断山脉中段保存确切第四纪冰川遗迹的山地,受西南季风影响强烈。对于研究青藏高原边缘山地冰川发育与气候和构造之间的耦合关系具有十分重要的科学意义。在千湖山海拔3500 m以上保存着古冰川侵蚀与堆积地貌,冰川发育依托海拔4000~4200 m的夷平面及其支谷地形。冰川形态类型为小型的冰帽以及由冰帽边缘溢流进入山谷的山谷冰川。应用相对地貌法,光释光(OSL) 年代测试,本文确定千湖山地区的冰进系列:末次冰盛期(LGM,22.2±1.9 ka BP)、末次冰期中期(MIS3b,37.3±3.7 ka BP、45.6±4.3 ka BP45.6±4.3 ka BP)、末次冰期早期(MIS4)。千湖山冰川前进规模是MIS3b 阶段大于末次冰盛期,主要原因是末次冰期中期(MIS3b) 时本区气候相对湿润,而在末次冰盛期(MIS2) 时气候条件比较干燥。在总体相似的气候背景下,与横断山其它存在多期次冰川作用的山地相比,千湖山只发育末次冰期的冰川作用,其差异性说明该地区冰川发育主要受山体构造抬升控制。     

哈巴雪山第四纪冰川发育特点的初步研究

哈巴雪山(5 396 m)位于横断山脉中北段,与玉龙雪山(5 596 m)以金沙江相隔,受西南季风影响强烈。在哈巴雪山3 100 m以上保存第四纪冰川侵蚀与堆积地貌,主要沿哈巴雪山西北脊两侧分布。应用相对地貌法,对比邻近山地尤其是玉龙雪山,将哈巴雪山冰期系列初步划分为:倒数第二次冰期、末次冰期早期和末次冰盛期(LGM)。以哈巴雪山哈巴河谷的冰碛物为研究对象,其末端海拔高度在倒数第二次冰期、末次冰期早期、末次冰盛期分别约为3 100 m、3 500 m、3 900 m。应用TSAM法、MEIM法、CF法计算得出哈巴雪山古雪线高度在倒数第二次冰期、末次冰期早期、末次冰盛期分别为3 675 m、4 000 m、4 200 m。     

东亚季风影响区末次冰期冰川作用的控制性因素

东亚季风气候控制下的山地与岛屿冰期历史、冰川规模及其分布规律对深入探讨中国第四纪冰川的发生机制以及全球变化具有重要的科学意义。最新的绝对年代结果显示,中国东部及东亚沿海岛屿山地(包括中国台湾岛,日本本州岛、北海道,朝鲜盖马高原,俄罗斯远东山地等)的冰期启动与消亡时间存在显著差异,但均严格控制在末次冰期范围之内,相当于深海氧同位素阶段(MIS)4至2,冰川的发育规模在末次冰期早中期(MIS3/4)大于末次冰盛期(MIS2)。对研究区各山地和岛屿末次冰期冰川发育的基本特点进行比较后,明确了影响东亚季风影响区冰川作用的主要控制性因素有：气候因素、构造因素、纬度因素和海陆位置等,它们控制着末次冰期冰川的发生、分布与期次。在此控制性因素影响下,东亚低海拔山地不会出现比末次冰期更早的冰川作用。     

阿尔泰山喀纳斯河谷晚第四纪冰川地貌演化过程

阿尔泰山喀纳斯河流域在第四纪期间发生过多次冰川进退,丰富的侵蚀与堆积地貌为区域地貌演化过程分析提供了重要依据,同时,该区的第四纪冰川作用对全球环境变化研究具有重要的科学意义。通过对喀纳斯湖口以下主谷内古冰川地貌的实地考察,测定不同地段多级U型谷底(台地)的海拔高度以及冰川漂砾的上限与分布位置,并对主谷内不同地段不同期次的冰碛物进行电子自旋共振(ESR)测年,研究发生在主谷内的古冰川作用系列、规模及演化过程。结果表明:喀纳斯湖到驼颈湾地区的谷地中主要发生过4次冰川作用,时代分别对应中梁贛冰期(MIS12)、MIS8/10、倒数第二次冰期(MIS6)以及末次冰期。末次冰期冰川作用又可细分为3个阶段,分别对应MIS4、MIS3中期与MIS2;根据三级U型谷的分布特征推断,古冰川作用规模呈现渐次变小的规律,自冰川站至下游接近冰川末端,中梁贛冰期时冰川厚度达50~395 m,覆盖范围包括主谷及两侧的山梁和支谷,延伸的长度和宽度都最大,MIS8/10以及倒二冰期时的厚度分别在102~199 m和88~269 m之间,冰川末端到达驼颈湾附近;鸭泽湖附近坡地上保存完好的多级台地,说明发生在河谷内的古冰川活性大,流动性和连续性较强,具有温冰川的性质;喀纳斯主谷有明显的不对称性,与局部小气候和地形对冰川的发育影响有关。     

东亚沿海山地末次冰期冰川与环境

对东亚沿海山地末次冰期冰川发育的气候条件、构造背景、冰进时序、发育规模等研究表明,台湾山地保存着3期冰川作用遗迹,冰川的最大前进规模发生在MIS3b阶段,其规模大于MIS2阶段;日本山地冰期系列齐全,包含了末次冰期的早(MIS4)、中(MIS3)、晚(MIS2)3个阶段的冰进,其规模是MIS4/3阶段大于MIS2阶段;而长白山存在2期冰川作用的遗迹,即末次冰盛期(MIS2)和晚冰期.在相似的冬雨(雪)型季风影响区,冰川发育的时序与规模也有一定不同,反映出在大气候背景下的区域性差异,在东亚季风影响范围内,末次冰期的环流变化在各地也很不一致.最新推算的现代理论雪线自北(日本)向南(台湾)依次递增,范围是2750～4245 m,除日本北部的高纬地区雪线降低值400 m之外,末次冰盛期(LGM)的雪线降低值在800～1300 m之间,平均值1000 m左右.东亚沿海山地冰川发育与新构造运动密切相关,更新世山体的快速抬升为冰川发育的内因,如台湾山地在末次冰期的MIS3b阶段,山体的抬升量约为250 m,对山体的高度和雪线变化有很大影响.     

四川螺髻山清水沟冰川槽谷演化及其影响因素

螺髻山地处青藏高原东南缘,是确切存在第四纪古冰川遗迹的典型山地之一,该区冰川地貌演化对于研究环境变化具有重要的科学意义。螺髻山东坡清水沟保存两套古冰川槽谷,分别为上槽谷和下槽谷,其中下槽谷保存完整,而上槽谷在3450~3600 m的阴坡部分出现缺失。采用野外地貌调查与模型分析相结合的方法,对冰川槽谷地貌进行分析,结果表明:清水沟槽谷的抛物线模型中,|A|值在1.3101~15.2064 之间变动,B 值变化于0.9695~3.2965 之间,且随着海拔由高到低,都存在着先变小后变大的规律,A、B值同时反映出在海拔3450~3600 m处冰川槽谷的演化不符合常态。分析认为岩性差异和河流溯源侵蚀是影响上槽谷形态的主要原因。对保存在清水沟上下槽谷内的高、低侧碛进行ESR年代测定,结果显示:高侧碛形成于58-84 ka BP左右的末次冰期早期,对应深海氧同位素4 阶段(MIS4);低侧碛形成于13-17 ka BP,属于于全球末次冰盛期晚期的产物。两次冰川作用分别塑造出两套冰川槽谷,即在末次冰期早期冰川作用形成上槽谷,末次冰期晚期形成下槽谷。     

渭河宝鸡市区段河床沉积物磁性特征分析

利用环境磁学的方法可以有效地示踪河流沉积物的物源,对渭河宝鸡市区段干流及其支流河床沉积物全面系统的磁学特征分析表明：渭河干流和支流沉积物的磁性矿物含量总体相对较高,磁性矿物类型主要以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时存在不完全反铁磁性矿物赤铁矿,磁晶粒以PSD（假单畴）和MD（多畴）颗粒为主。渭河干流沉积物的磁性特征在空间上表现出了一定的差异,根据χ_ARM/χ（非磁滞剩磁磁化率/磁化率）值的变化规律将渭河宝鸡市区段沉积物的来源分成了两段,第一段从宝鸡峡到神龙大桥,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐减小,磁性颗粒逐渐变粗;第二段从神龙大桥到千河入渭口,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐增大,沉积物的颗粒呈现出由粗变细的特征,指示了渭河宝鸡市区段河流沉积物存在一定的物源差异,渭河宝鸡市区段干流沉积物的物质来源主要以上游携带为主导,从神龙大桥向下游,支流对河床沉积物具有一定的贡献,北岸比南岸流域贡献的物质相对较多。     

粒度和磁化率记录的毛乌素沙地东缘全新世气候变化

通过对毛乌素沙地东缘大柳塔剖面地层沉积物粒度及磁化率特征的分析,结合光释光测年结果,探讨了毛乌素沙地全新世气候变化。结果表明:(1)剖面沉积物粒度组成以中砂、粗砂为主,古土壤中黏粒组分含量高(3.32%),风成砂中几乎不含黏粒组分(0.01%),粒度参数的平均粒径M_z和分选系数σ也表现为古土壤高值、风成砂低值;(2)磁化率在全剖面呈有规律的变化,低频、高频磁化率在古土壤中呈高值,湖沼相、弱成壤次之,风成砂最小;低频磁化率χ_lf与黏粒(<2μm)含量、平均粒径M_z呈显著正相关,垂向剖面上变化规律一致,指示了相似的气候环境意义;(3)毛乌素沙地在10.39 ka BP附近存在明显的3次冷干-暖湿气候波动; 10.39～9.34 ka BP,气候冷干,风沙活动盛行; 9.34～8.68 ka BP,冬季风衰退,夏季风增强,成壤作用强烈; 8.68～8.29 ka BP,气候寒冷干燥; 8.29～2.72 ka BP,气候整体温暖湿润,在6.55～3.80 ka BP达到鼎盛后转向冷干; 2.72～1.34 ka BP,冬季风占主导,沙丘活化,沙漠扩张; 1.34 ka BP至今,逐渐接近现代气候。毛乌素沙地的全新世气候变化是东亚冬、夏季风此消彼长作用下全球气候变化的区域响应。     

无定河下游全新世古洪水研究

对无定河流域野外考察,在其下游苏家圪坨（SJGT）地点发现夹有古洪水滞流沉积物（SWD）的全新世剖面。古洪水SWD厚度30 cm,具有平行微薄层理特征,且直接覆盖在东汉文化层之上。室内分析结果表明古洪水SWD有着与2012年洪水SWD相似的沉积学特征,以粗粉沙为主,分选良好,磁化率和烧失量较小,说明它记录了一次无定河下游的大洪水事件。文化层光释光（OSL）测年结果显示该次古洪水事件发生在1 900~1 700 a BP。古洪水洪峰水位和洪峰流量分别为765.9 m和10 530 m³·s^-1。同时利用2012年洪水洪痕水位验证,在同一断面用相同参数恢复洪峰流量为1 030 m³·s^-1,实测洪峰流量为1 000 m³·s^-1,误差为3.09%,说明古洪水洪峰流量恢复结果合理可靠。研究结果延长了无定河下游洪水数据序列,对水资源、水能源的开发利用提供了科学依据。     

罗布泊盐湖表层土地球化学及沉积特征

对罗布泊典型地区表层土磁性特征、粒度及地球化学特征的研究表明:(1)总体样品磁性矿物含量均较低;各样地间磁化率差异较为明显,阿奇克谷地西部磁化率值最高(2.1×10^-7 m³·kg^-1),耳轮区最低(0.47×10^-7 m³·kg^-1),该区磁化率值总体表现为东部略高于西部.(2)样品粒度组分总体以粉砂(2~63 μm)为主,平均约占74.17%,分选性较差,细颗粒占主导地位,且各粒度组分之间的含量变化幅度较小.(3)易溶性盐主要是由Cl^-、SO₄^-2、Na⁺和K⁺构成,Mg²⁺、Ca²⁺含量较低,HCO₃^-、CO₃^2-含量很低,易溶性盐类型主要为Cl^--SO₄^-2-Na⁺和K⁺型;样品总有机碳平均含量约为0.66%;pH值变化范围为6.98~8.00,且耳轮区样品值均高于阿奇克谷地西部.综上所述,该区当时气候已转向干旱化趋势发展,而且气候持续干化与补给变化对该区物质形成具有一定影响,是该区物质空间分布的主要成因.     

Direct incorporation of paraffin wax as phase change material into mass concrete for temperature control:mechanical and thermal properties

Taking advantage of heat absorbing and releasing capability of phase change material (PCM),Paraffin wax-based concrete was prepared to assess its automatic temperature control performance.The mechanical properties of PCM concrete with eight different Paraffin wax contents were tested by the cube compression test and four-point bending test.The more Paraffin wax incorporated,the greater loss of the compressive strength and bending strength.Based on the mechanical results,four contents of Paraffin wax were chosen for studying PCM concrete's thermal properties,including thermal conductivity,thermal diffusivity,specific heat capacity,thermal expansion coefficient and adiabatic temperature rise.When the Paraffin wax content increases from 10% to 20%,the thermal conductivity and the thermal diffusivity decrease from 7.31 kJ/(m·h·℃) to 7.10 kJ/(m·h·℃) and from 3.03×10~(-3)m~2/h to 2.44×10~(-3)m~2/h,respectively.Meanwhile the spe‐cific heat capacity and thermal expansion coefficient rise from 5.38×10~(-1)kJ/(kg·℃) to 5.76×10~(-1)kJ/(kg·℃) and from9.63×10~(-6)/℃ to 14.02×10~(-6)/℃,respectively.The adiabatic temperature rise is found to decrease with an increasing Paraffin wax content.Considering both the mechanical and thermal properties,15%of Paraffin wax was elected for the mass con‐crete model test,and the model test results confirm the effect of Paraffin wax in automatic mass concrete temperature control.     

长江南京段近20年来河槽演变及其对人类活动的响应

利用 1998年和2013年历史水下地形数据,结合2015年和2016年多波束测深、流速与河床沉积物数据,探讨了南京段河槽演变对人类活动的响应规律。结果表明：① 1998~2013年南京河段整体呈现冲刷状态,净冲刷量为0.56亿 m³。② 南京段主河槽发育有平床和沙波等微地貌,两侧发育有水下陡坡。其中,平床和小尺度沙波区域平均流速为0.79 m/s,而巨型沙波区域平均流速为1.41 m/s。③ 人类活动对该河段的水下微地貌演变与河势演变起到至关重要的作用。由于三峡大坝等人类活动的影响,上游来沙量仍将持续低于多年平均值,南京段河槽会进一步冲刷并极可能给涉水工程安全带来威胁。     

中国第四纪冰川作用与深海氧同位素阶段的对比和厘定

随着冰期(阶)与间冰期(阶)旋回的不断细化,第四纪冰期系列与深海氧同位素阶段(MIS)对比之间所反映的问题开始逐步显现。通过中国第四纪冰期与MIS阶段对比,结合分析气候旋回与构造运动对地貌演化的控制作用,研究表明:①冰期(阶)或者间冰期(阶)发生的时段应尽可能对应于MIS的偶数或奇数阶段,有助于MIS框架下新的冰期(阶)的发现;②中更新世以来,中国第四纪冰期-间冰期旋回可能受控于100 ka轨道偏心率变化的气候大背景,昆仑冰期-倒数第二次冰期的冰川规模总体上与全球冰量变化一致。然而,末次冰期早、中期的冰川规模却与MIS所记录的全球冰量变化不尽一致,强烈显示气候与构造环境对冰川作用的影响;③目前在中国第四纪冰期划分方案中,存在着冰期系列由时间和地点双重命名的现象,建议用大理冰期、古乡冰期分别代替末次冰期和倒数第二次冰期。     

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。