庐山JL剖面粒度敏感组分的提取与环境意义初探

粒度环境敏感组分能够更准确地指示沉积物的沉积环境。该文采用粒级—标准偏差法提取JL剖面的敏感组分,分析了粒度敏感组分含量在剖面上的变化,并探讨其环境指示意义。结果表明:1)JL剖面有3个粒度敏感组分(组分1平均粒径波动范围为0.7~1.04μm,平均值为0.94μm;组分2平均粒径的波动范围为5.15~5.50μm,平均值为5.34μm;组分3平均粒径的波动范围为22.16~32.84μm,平均值为25.83μm),其中组分3对环境变化的反应最敏感,能够指示冬季风的强弱变化。2)敏感粒度组分的含量在网纹红土中最低,棕黄色黄土层中含量最高,古土壤层的含量介于网纹红土层和棕黄色土层之间。3)JL剖面敏感粒度组分含量的纵向变化表现为高低值相间的多个旋回。初步认为,庐山地区第四纪以来冬季风呈明显增强的趋势,并存在冬夏季风强弱交替的波动。     

陇西六盘山黄土及最近1.8 Ma B.P.以来的构造运动气候变化

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上断岘剖面的古地磁、磁化率和粒度分析表明,该剖面具有1.8 Ma B.P.以来完整的黄土-古土壤沉积序列.断岘剖面以下7级黄河阶地的发育形成以及在1.1和0.8 Ma B.P.前后所指示的腾格里沙漠扩张变化,反映了第四纪早更新世以来青藏高原阶段性隆升对黄土高原西部环境变化影响,以及在青藏高原隆升过程中构造与气候的变化与耦合响应.     

陇西六盘山黄土及最近1．8Ma B．P．以来的构造运动与气候变化

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上断岘剖面的古地磁、磁化率和粒度分析表明,该剖面具有1.8 M a B.P.以来完整的黄土-古土壤沉积序列。断岘剖面以下7级黄河阶地的发育形成以及在1.1和0.8 M a B.P.前后所指示的腾格里沙漠扩张变化,反映了第四纪早更新世以来青藏高原阶段性隆升对黄土高原西部环境变化影响,以及在青藏高原隆升过程中构造与气候的变化与耦合响应。     

南方红土的剖面风化特征

对地处九江的南方红土所作的观察和元素地球化学分析表明 ,南方红土在剖面上存在风化强度的系统变化特征。剖面下部对应网纹红土的层位风化强度大大高于剖面上部对应褐黄色土的层位 ,其中氧化铁游离度从下部 90 %降至上部 4 5 %左右 ,相当于从砖红壤环境转变为红壤环境。这种风化强度的系统变化在北方黄土地层中没有相似表现 ,但可能与黄土记录的中更新世晚期以来粉尘通量逐步加大、干旱化程度逐步加深有着某种关联 ,暗示中更新世晚期以来可能存在较为普遍的气候恶化趋势。     

南方红土的剖面风化特性

对地处九江的南方红土所作的观察和元素地球化学分析表明,南方红土在剖面上存在风化强度的系统变化特性。剖现下部对应网纹红土的层位风化强度大大高于剖面上部对就褐黄色土的层位,其中氧化铁游离度从下部９０％降至上部４５％左右,相当于从砖红壤环境转变为红教育部帝种风化强度的系统变化在北方黄土地层中没有相似表现,但可能与黄土记录的中更瘭世晚期以来粉尘通量逐步加大、干旱化程度逐步加深有着某种关联,暗未中更新世晚工     

庐山JL剖面红土粒度体积分形特征及其环境意义

分形理论在地貌学、土壤学、沉积学等领域得到了广泛应用,但在南方第四纪红土研究中的应用尚不多见.选取庐山北麓一个典型的第四纪红土剖面--JL剖面,根据三维空间内的体积分维模型和线性回归法,对红土颗粒粒径的体积分形特征进行研究,得出该剖面红土粒度体积分维值.研究结果表明:(1)剖面红土粒度的体积分形特征显著,其粒度特征和体积分维值与北方黄土具有较好的可比性,指示该剖面红土母质具有风成特性,并体现堆积与风化同时进行的加积特征.(2)网纹红土粒度体积分维值最大,第①～⑤均值介于2.080 9～2.141 1间;第⑥和第⑧棕黄色土层体积分维值最小,分别为1.998 4和1.972 3;第⑦古土壤层的体积分维值介于网纹红土层和棕黄色黄土层之间,为2.065 3.体积分维值与粘粒含量及分选系数显著正相关,与粉砂含量呈负相关关系.(3)JL剖面红土粒度体积分维值的纵向变化表现为高低值相间的7个旋回,与传统粒度参数相比具有更显著的分段性,并与红化率和CIA值峰谷变化存在对应关系,可以作为指示沉积-风化环境变化的指标.初步认为庐山地区红土母质第四纪以来成壤环境存在强弱变化并逐渐减弱.     

新疆西风区黄土与古土壤磁化率变化特点

在东部季风区的黄土研究中,磁化率是反映季风区气候变化的重要替代性指标之一,但关于中国西风区黄土磁化率的研究至今仍然为空白。通过对新疆典型的西风区——伊犁地区现代土壤和两个典型剖面黄土与古土壤序列磁化率研究发现,两个剖面黄土与古土壤磁化率特征存在差别。地处荒漠草原地带的则克台黄土剖面中马兰黄土的磁化率值略高于弱成壤层,末次间冰期古土壤层的上部磁化率也低于黄土,与东部季风区相比黄土磁化率偏高;而位于草原地带的库尔德能布拉克剖面黄土磁化率为低值,古土壤为高值,表现出与东部季风区类似的变化特点。两个黄土剖面所反映的磁化率的区域差异在一定程度上揭示了气候对磁化率变化的控制作用,但另一方面也反映了该区磁化率物理意义的复杂性。提出虽然在西风区黄土记录研究中不能简单套用东部季风区的方法,但磁化率和碳酸盐含量在西风区可指示湿度变化。     

安徽郎溪县十字镇第四纪红土理化性质及其古环境意义

第四纪红土广泛分布于中国长江中下游地区,是反映中国南方第四纪古环境的重要载体。基于安徽郎溪县十字镇一处典型黄棕色土-网纹红土剖面的155个样品的粒度分析,并结合磁化率、色度和漫反射光谱数据,再结合前人年代地层学和磁性地层学的研究,将郎溪十字镇剖面与长江中下游地区广泛分布的下蜀黄土进行对比,旨在探索该剖面红土的物源。并且对上部黄棕色土和下部埋藏红土的风化程度进行比较,进而揭示从网纹红土到黄棕色土的转变反映出的古气候古环境变化信息。结果表明:1)样品均不含2 mm的砾石,砂质量分数较少,以"风尘基本粒组"(10~50μm)为优势粒级,其次为黏粒(2μm),粒度组成特征反映了明显的风成特性;粒度频率曲线和粒度参数对比分析表明,网纹红土平均粒径较上覆黄棕色土细,细粉砂(2~10μm)和黏粒(2μm)更加集中,说明网纹红土沉积后经历了更强的风化成土过程;2)磁化率、色度和漫反射光谱数据分析表明,网纹红土较上覆黄棕色土含有更多的赤铁矿和针铁矿。这是因为网纹红土形成于中国南方一个极端湿润期,高温高湿的还原环境导致强磁性的亚铁磁性矿物部分被溶解转化为弱磁性矿物(如赤铁矿和针铁矿);3)郎溪十字镇剖面磁化率值与黏粒(2μm)质量分数具有很好的可比性,呈明显负相关关系,说明郎溪十字镇剖面的磁化率值具有指示风化作用强度的意义。郎溪十字镇剖面从上部黄棕色土到下部网纹红土的各项理化指标都具有非常明显的变化,可能反映了中国南方一次重大的气候转型事件,可以被视为长江中、下游地区对中更新世全球性重大气候变化的响应。     

网纹红土稀土元素地球化学特征的初步研究

稀土元素(REE)在揭示沉积环境,研究沉积物物源及成因方面具有重要的示踪意义。江西、湖南、浙江等地更新世加积型红土REE含量和分布特征的研究结果表明: ①除结核外,红土各类样品的REE总量变化于158.2～224.0 μg\5g-1之间。由大至小排序为:无网纹棕黄色土>无网纹均质红土>网纹红土。网纹层内白网纹REE含量高于红网纹。结核样品REE异常富集,是网纹红土母质的3～6倍,Ce富集为主要贡献者。②来自中亚热带地区不同红土沉积剖面的各类网纹红土样品,其稀土分布模式相似,与上地壳(UCC)稀土组成相近。比较研究发现,网纹红土母质与黄土高原黄土、镇江下蜀黄土、西峰第三纪红粘土的稀土配分模式非常一致,而与碳酸盐红土、花岗岩红土存在明显差异。这些特征暗示网纹红土母质与北方黄土红粘土间存在物源联系,网纹红土物质组成均匀,经历了高度混合,显示风成特性。③网纹红土稀土元素特征一方面继承了原始物质的特性,另一方面体现了南方湿热气候条件下,化学风化导致的再分馏特征。化学风化中,Eu未出现明显的再分馏,而Ce的再分馏显著。通常情况下,风化淋溶指数越小,Ce富集程度越高。然而,网纹化过程中Ce分馏特征显示出复杂性。     

衡阳盆地红土剖面的磁化率、Rb/Sr值及其古气候指示意义

通过对衡阳市区高兴红土剖面元素含量分析、磁化率分析和ESR年代测定,探讨该剖面的低频磁化率值（χ_lf）、Rb/Sr值、化学蚀变指数（CIA）、退碱系数（Bc）和化学淋溶系数（BA）等的分布特征及其古气候意义。研究表明：① 样品Rb/Sr值与化学风化参数值有显著的相关性,磁化率值与化学风化参数值有很好的相关性,Rb/Sr比值和磁化率值一同可以作为红土沉积古环境变化的替代性指标,极好地记录了衡阳盆地更新世以来古气候的变化,大致可以划分为3个阶段：2.23~1.323 Ma B.P.期间,Rb/Sr值和磁化率值为相对高值区,气候特征为温暖湿润;1.323~0.76 Ma B.P.期间,Rb/Sr值、低频磁化率值和CIA值呈现最高值区,气候为本区最温暖湿润阶段;0.763 Ma B.P. 以来,Rb/Sr值、磁化率值和CIA值为最低值区域,气候特征为温暖干燥。② Rb/Sr值、低频磁化率值、CIA值曲线从剖面底部往上呈现出先波动递增后快速递减的变化趋势,反映了衡阳盆地早更新世以来,气候整体上是由暖湿向温干的方向发展。     

影响中国黄土磁化率差异的多因素评述

 通过查阅最近30 a来对黄土古土壤磁化率与气候的关系等方面的研究结果,认为：成壤作用过程中由生物作用和风化作用产生的超顺磁粒级的磁铁矿、磁赤铁矿等强磁性矿物是导致古土壤磁化率增强的主要原因。另外,磁化率值高低也不容忽视其他因素的影响,如黄土古土壤本底值的区别、淋溶作用、有机质对磁性矿物老化的阻碍及其本身的磁化率等。因此,黄土古土壤磁化率的高低是在气候条件为主导的作用下多种因素参与的结果。     

网纹红土的成因及其研究意义

本文阐述我国网纹红土的分布和特征,着重讨论网纹红土的形成原因,指出网纹红土可表征我国南方中更新世以来新构造运动的幅度和性质,并可作为我国东部是否存在古冰川作用的佐证.     

磁化率测量过程中样品重量对磁化率的影响

磁化率是新生代乃至前新生代地层古环境研究的常规代用指标,被广泛用于风尘堆积、湖泊沉积物以及海洋沉积物中。沉积物磁化率值的准确测量对于古环境重建十分重要。在磁化率测量过程中单个样品质量对于磁化率测量值的影响,目前尚无报道。选取甘肃临洮晚第四纪黄土—古土壤样品,通过测量同一样品不同质量的磁化率,查看样品质量对磁化率值的影响。结果表明,1)样品质量对于磁化率值具有显著影响。样品质量小于6 g时,LT297和LT365样品的低频磁化率值(!lf)随着样品质量增加而变大,质量达到6 g之后!lf基本保持不变。2)样品的频率磁化率(!fd%)与质量之间关系复杂,没有一定的规律,样品质量小于6 g时与大于等于6 g时相比,!fd%变化幅度加大。3)建议测量磁化率的样品净重以不少于6 g为宜。     

颖河上游全新世黄土古土壤物质来源研究

淮河支流颖河上游嵩山东麓丘陵台地与河流阶地一典型全新世黄土-古土壤剖面磁化率、粒度成分和 >0.1 mm粒级百分比含量分析结果显示, 该地黄土磁化率明显偏低, 粒度比黄土高原地区粗, 表明该地黄土具有不同的粉尘源区, 由不同风力系统形成。深入论证分析揭示出颖河上游黄土是近源风尘沉积物, 粉尘主要来源于孟津以东黄河冲积、洪积扇的松散河流沉积物。黄河下游的频繁决口、改道、泛滥沉积为风沙活动提供了丰富的物源, 形成风沙活动的动力是东北风。3 100 a B.P.以后气候趋于干旱, 黄河下游泛滥频率增加, 风沙活动范围扩大, 沙尘暴活动强烈。     

九江下蜀黄土和红土的化学风化特征

南方下蜀黄土和红土为研究亚热带地区的古风化强度提供了良好的地质记录。对九江两个下蜀黄土和红土剖面(JJ3和JJ4)的色度、磁化率和常量元素组成进行了研究。JJ3和JJ4剖面沉积物的磁化率和红度(a*)变化趋势较一致。与上地壳相比,九江下蜀黄土与红土的Ca、Na重度亏损,K轻度亏损。九江下蜀黄土的CIA值小于80,而红土的CIA值大于80。Rb/Sr比值和CIA值显著正相关(R2为0.95),二者可有效指示下蜀黄土和红土的化学风化程度。     

新疆塔城黄土古土壤磁化率特征及其影响因素

 对新疆塔城奴拉厚13 m的黄土-古土壤剖面磁化率、粒度、TOC、CaCO3进行了实验分析。结果表明,奴拉剖面粒度组成以粉砂(63~4 μm)为主,由于该区黄土磁化率受控于原生磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿等较粗颗粒磁性矿物,而黏粒物质吸附的铁磁性矿物及成土过程中生成的超顺磁颗粒和磁性矿物较少,磁化率与细颗粒物质成负相关,与粗颗粒物质成正相关关系; 受生物成磁、化学作用以及TOC自身磁性的影响,磁化率与TOC表现出很强的正相关性; 对磁化率与CaCO3含量的相关性分析发现,两者关系密切,CaCO3含量对该区磁化率的独特变化有重要影响。     

风化成壤对原始粉尘粒度组成的改造证据

对现代粉尘、黄土、古土壤、红粘土全样和对应石英样的粒度分析结果表明,现代粉尘和对应石英样的粒度组成最为相似,而其它经历了风化成壤改造后的全样,粒度组成发生了不同程度的变化,其中以古土壤和红粘土样尤为显著。全样和石英样品的平均粒径比值变化,反映了原始粉尘经风化成壤改造而细化的程度,可能与夏季风强度关系密切。灵台剖面L₆以来的黄土—古土壤序列的磁化率、全样和石英样平均粒径及其比值变化对比表明,在冰期-间冰期旋回时间尺度上,全样和石英样平均粒径记录的冬季风变化特征类似,但在千年时间尺度上,平均粒径比值和石英样的平均粒径变化则揭示出东亚季风具有更高频次的变率特征。     

蓬莱黄土剖面光释光年代学及其沉积特征研究

对山东半岛北部蓬莱林格庄黄土剖面进行了系统的野外考察,并进行了光释光测年以及粒度、磁化率指标分析。研究表明,磁化率的变化与不同粒级的百分含量具有一定的相关性,频率磁化率与粗颗粒含量基本呈一定的负相关。结合野外地层划分与光释光年代学测试可以将该剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次间冰期以来该区气候和环境变化的历史。