柴达木盆地第四纪沉积环境演化

文章以柴达木盆地察尔汗地区ZK2号钻孔沉积物为研究对象,选取古气候替代指标——色度,应用数理统计和时间序列的方法,从色度L*、a*、b*在整个钻孔剖面的变化曲线上,找出特征值,再参照年代数据,划分出不同水平的色度变化区间,揭示了柴达木盆地第四纪以来高分辨率古环境演变规律。     

湖泊沉积物色度在短尺度古气候研究中的应用

在ODP对大西洋海洋沉积物的研究中,色度作为最直观和简便的指标被普遍用于反映千年尺度的气候环境变化。能否用湖泊沉积物色度反映短时间尺度的气候环境变化？利用CIE／L a b表色系,通过青藏高原可可西里苟仁错湖泊沉积物的 L、a和 b值与有关地球化学指标的统计相关关系分析,对湖泊色度指标在短尺度古气候研究中的意义进行了探讨,并据此分析了 1440年以来苟仁错地区的古气候演变。研究表明,L值（亮度）与沉积物 碳酸盐含量正相关,L高时,气候冷干,碳酸盐含量较高;反之,气温上升,湿度增加;a值（红-绿彩度）与沉积物中Mg含量相关,高 a值对应于沉积物中高MgO含量和高Mg／Ca比值,反映气温较高;b（黄-蓝彩度）值与三价铁的含量相关,较高的 b值代表了湖泊处于较强的氧化条件下,因此 b值可以用于反映湖水深度变化,反映有效湿度的变化,b值高,湖水浅,氧化作用增强;苟仁错沉积物 a值和 b值曲线镜像对称进一步反映了冷干-暖湿的气候组合特征。根据沉积物的色度意义,判断苟仁错地区自 1430年进入小冰期,至1890年结束。近40年来气候变化与邻近气象站的器测相吻合。     

色度学指标反映古气候的探索研究——以松辽盆地晚白垩世土伦阶（Turonian）为例

本文运用色度学方法对采自松辽盆地＂松科Ⅰ井＂南孔的上白垩统泉头组四段（K2q4）、青山口组一段（K2qn1）的51件样品进行了研究,得出以下结论：（1）利用CIE1976 L＊a＊b＊表色系统分析发现,样品的色度参数L＊和a＊,b＊和a＊呈显著的负相关性（负相关系数分别达到-0.564和-0.663）,L＊和b＊则呈显著的正相关性。（2）样品的色度参数与总有机碳质量分数（TOC%）的相关性分析表明,b＊和TOC%呈现较显著的负相关性,TOC%与L＊和a＊的相关性不明显。有机碳作为碳旋回中的一部分,对松辽盆地古气候的研究具有举足轻重的意义,b＊受到总有机碳质量分数（TOC%）的制约,可以在一定程度上作为反映古气候变化的替代指标。     

中国帕米尔地区黄土上部色度变化特征及古气候意义

以中国境内帕米尔黄土-古土壤序列为研究对象,对剖面上部进行土壤色度指标与其他常用气候替代指标（如磁化率、碳酸盐和有机碳）对比研究后发现:在帕米尔黄土沉积期间,亮度L*很大程度上受控于颜色分量a*和b*,进而可能与影响a*、b*的物质相对含量有关。红度a*在整个黄土-古土壤剖面中变化特征明显,与磁化率呈明显的负相关关系,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切。由于a*和b*具有较高的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相似的气候因子。色度a*、b*和亮度L*的变化表明其可以作为帕米尔地区良好的气候代用指标,结合磁化率共同反映该地区的古气候变化过程。     

东北平原东部天恒山钻孔色度变化特征与古气候意义及对松嫩古湖演化的指示

东北平原东部荒山(HS)剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,针对该剖面的色度研究未见报道.在该剖面北约50 m处进行钻探,通过该钻孔——天恒山(THS)钻孔对该区哈尔滨组黄土-古土壤地层开展了高分辨率的色度研究,与烧失量进行了相关性分析,并与磁化率、粒度曲线对比.结果显示,亮度(L*)主要受控于有机质含量.黄度(b*)在整个黄土-古土壤地层中变化特征明显,与磁化率曲线旋回的相似性较好,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切,同时还受控于有机质含量.由于红度(a*)和b*具有一定的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相近的气候因子.a*可能并不能很好地作为该区气候代用指标.L*、b*、a*/b*可以作为较高纬度东北平原东部黄土地层良好的气候代用指标,并结合磁化率、粒度指标共同反映了该地区中—晚更新世以来的古气候变化过程,能较好重建该地区古气候环境的演化历史.经分析,以天恒山(THS)钻孔28.3 m为界,a*和b*发生明显变化,反映了沉积环境的显著改变,可能指示松嫩古湖于476 ka消亡.     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和 瓣鳃化石碳氧稳定同位素*

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6~17.1kaB.P.(未校正¹⁴ C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ¹⁸ O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6~35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。     

鄂西走马地区南华纪古城期-南沱早期古气候和古氧相演化：来自细碎屑岩元素地球化学的证据

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰川期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积,同时,大塘坡期是我国重要的成锰时期。本文通过对走马地区ZK702钻孔岩心古城组、大塘坡组、南沱组底部细碎屑岩样品元素地球化学的研究,计算了CIA、CIW、PIA、Al/Ca、Rb/Sr、V/Cr、U/Th等特征值,探讨了该区南华纪冰期至间冰期的古气候和古氧相演化过程,结合岩石学证据认为：古城冰期气候寒冷干燥(CIA值从底部的69. 2过渡至57. 8,均值为62. 2),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于54. 3～62. 7,均值59. 7),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润并趋于稳定(CIA值介于70. 2～81. 1,均值75. 8),南沱冰期气候又转向寒冷干燥(CIA值由78. 6降低至61. 9),CIW、PIA、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致,Al/Ca值的变化也反映了陆源碎屑输入量随着古气候波动;V/Cr、U/Th、Ni/Co等比值反映出研究区古海洋古城期-南沱早期总体处于氧化环境,其中大塘坡早期处于弱氧化环境,古城期、大塘坡中晚期和南沱早期处于氧化环境;研究区大塘坡锰矿形成于间冰期早期寒冷气候下的弱氧化环境,气候转暖后锰矿停止沉积,锰矿成矿与古气候和古氧相具有耦合关系。     

北京地区新5孔晚新生代沉积物中的地球化学特征及古环境意义

通过对新5钻孔晚新生代地层中的主要氧化物、微量元素和主要元素比值的变化特点进行研究分析。表明该地区自新近纪以来该地区气候总体趋势是由温暖湿润向温和干旱气候方向发展。其中经历了3个较大的氧化阶段。本文综合分析磁化率、古地磁和孢粉等资料。分析了主要氧化物、微量元素在不同地层中的分布特征。从地球化学角度把新5钻孔的沉积环境分为6个变化波动区间。揭示该地区晚新生代以来的气候经历了温暖湿润-温和湿润—温和偏干—温暖湿润—温凉湿润—温和偏干的气候波动。     

色度学方法的深时研究:以藏南贡扎剖面白垩系赛诺曼/土仑阶为例

色度学方法在揭示未固结或半固结沉积物沉积时的古气候方面有着良好的应用,但成岩或成岩后演化对原岩成分的改造使得其在已成岩岩石中的应用还不多。文中以藏南定日贡扎剖面白垩系晚赛诺曼阶到早土仑阶的98件岩石样品为研究对象,应用色度学方法,并结合镜下观察和主量元素分析,得到以下的主要结论:(1)对样品的CIE1976L*a*b*色度空间分析显示,L*与a*的变化趋势呈镜像对称,通过快速傅里叶变换可识别出半周期分别为9.2m和1.8m的两个主周期;而L*与b*的变化趋势大致相同。(2)色度指标与主量元素的相关性分析表明,L*值与碳酸盐含量正向相关,b*值可能主要与Mn元素含量相关,L*和b*可以对古海洋化学条件做出一些制约;a*受粘土矿物含量制约,反映了古气候的变化。     

湛江田洋玛珥湖孢粉组合与古气候变化

田洋玛珥湖位于我国雷州半岛热带亚热带地区，以其独特的封闭性与特殊的物化条件，成为研究全球古气候变化的重要场所。根据孢粉组合研究，按冷、暖，湿润、干燥的变化，把近40万a来的古气候划分为13个气候期。第11气候期（35万a B.P.)最热，年平均气温23℃以上；第7气候期（20万a B.P.)气候炎热，年平均气温23℃左右，是玉木／里斯间冰期；7万－1.2万a B.P.气候变冷，称玉木冰期。第3气候期（4.8万－3万a B.P.)相对温暖，称玉木亚间冰期，表现为湿热多雨。第2气候期（3.0万－1.2万a B.P.)最冷，年平均气温为14℃，称为玉木主冰期。第1气候期就是近1.2万a以来的温暖的全新世，年平均气温22℃左右。     

华南陆缘粤南地区晚三叠世-早、中侏罗世古气候演化及其对华南构造体制转换的响应

华南早中生代构造体制转换对粤南地区古气候演化产生了深远影响,但对其内在联系的研究尚有不足.本文以粤南地区上三叠统—下、中侏罗统小坪组、金鸡组、桥源组为研究对象,采集各组泥岩样品进行了X-射线荧光光谱主量元素和ICP-MS微量、稀土元素测试,并开展了沉积特征和古生物特征综合分析.测试表明,小坪组凤岗段泥岩样品CIA（75.7~81.3）、Sr/Cu（0.83~21.3）、Rb/Sr（2.32~12.8）、Mg/Ca（0.57~2.50）和Sr/Ba（0.04~0.19）均指示该区晚三叠世早期为温湿气候,δCe（0.93~0.95）指示弱氧化环境,间接反映该时期为温湿气候;小坪组马安段泥岩样品CIA（77.5~82.2）、Sr/Cu（8.41~13.3）、Rb/Sr（2.08~5.83）、Mg/Ca（0.79~3.10）和Sr/Ba（0.06~0.26）指示该区晚三叠世晚期为干热气候,δCe（1.04~1.05）指示还原环境,间接反映该时期为干热气候;金鸡组、桥源组泥岩样品CIA（77.1~82.3）、Sr/Cu（1.51~4.38）、Rb/Sr（2.16~12.1）、Mg/Ca（0.84~2.94）和Sr/Ba（0.04~0.24）指示该区早侏罗世—早、中侏罗世以温湿气候为主,短暂出现干热气候,δCe（0.92~1.00）指示弱还原—弱氧化环境,间接反映该时期气候以温湿为主,短暂出现干热.将研究区与周缘地区古气候进行对比,晚三叠世—早、中侏罗世粤南及其围区古气候都经历了由温湿（晚三叠世早期）—干热（晚三叠世晚期）—温湿为主,短暂出现干热（早侏罗世—早、中侏罗世）的转变,这一具有相同演化趋势的古气候转变,正是对该时期华南经历了由特提斯构造域向古太平洋构造域转换的响应.      

台湾头社盆地湖沼相沉积孢粉记录的6.2~1.3 cal ka BP以来气候研究

头社盆地位于中国台湾省中部,东亚季风区的最前沿,对东亚季风的响应十分敏感,研究其中晚全新世以来古植被、重建古气候序列,探讨其气候与东亚夏季风的关系具有重要的科学意义。文章对头社盆地泥炭—湖泊沉积的AMS14C测年、体积磁化率测试的基础上,基于孢粉记录,重建晚全新世来植被变化,恢复古气候。结果表明全新世中晚期以来分六个阶段：6.2~6.0 cal ka BP,气候凉干,植被类型是亚热带常绿阔叶林;6.0~4.0 cal ka BP,气候转暖湿,植被类型为含较多热带成分的亚热带常绿阔叶林;4.0~2.2 cal ka BP,气候相对凉干,植被类型转为亚热带常绿阔叶林;2.2~1.9 cal ka BP,气候又变暖湿;1.9~1.7 cal ka BP,气候快速冷干事件,森林退化;1.7~1.3 cal ka BP,气候重转温暖湿润,植被类型为接近现代的沼泽草原。整体上6.2~2.2 cal ka BP的气候变化是由温暖湿润向温凉干燥转变的趋势,这是全新世中晚期以来的太阳辐射量减少所导致的,太阳辐射量的减少导致热带辐合南移,进而导致东亚夏季风减弱,而2.2 cal ka BP之后气候波动较大,可能是在东亚夏季风减弱的背景下,ENSO活动加强与人类活动的干扰下耦合的结果。     

吐哈盆地中二叠世古气候重建:来自木化石年轮的证据

收集木化石年轮数据有助于古气候重建工作.首次通过对吐哈盆地北东缘中二叠统塔尔郎组中发现的木化石的年轮统计分析,还原了吐哈盆地中二叠世的古气候演化过程.木化石的年轮分析表明:该区中二叠世整体处于季节性明显的北亚热带,气候整体相对温暖,但出现过间歇性相对炎热的气候.木化石较低的晚材率以及部分年轮早材到晚材为过渡突变,反映树木生长时期季节性非常明显,夏季湿热,冬季干冷,为典型的亚热带季风型气候.木化石具较高的平均敏感度 (MS平均可达0.4),显示树木生长期间受季风气候的影响,环境非常不稳定,每年大气降水量有很大的变化.连续年轮宽度的宽窄不一以及伪年轮的存在,表明当时气候变化频繁,整体较为湿润,但也具有干旱-半干旱的波动.      

江苏省里下河(兴化-泰州)地区浅表沉积物特征及古地理环境演变

里下河地区浅部沉积物多为全新世中、晚期堆积,多数地区缺失全新世早期沉积。沉积物以淤泥质亚粘土、亚粘土、亚砂土,粉砂质淤泥、淤泥质粉砂、淤泥及泥炭为特征。沉积前的古地貌为四周高、中间低的碟形盆地。古气候经历了温湿—暖湿—温湿—温干的变化过程。区内曾有两次海侵,第一次海侵发生在全新世早中期,范围几乎遍及全区;第二次海侵发生在全新世晚期,规模小、范围窄、时间短,为海水沿江河倒灌、回溯形起。该区古环境自全新世以来经历了浅水海湾—古泻湖—湖沼地及平原的演变过程,最终形成现今河湖稠密的低凹平原。     

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K2O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。     

河北坝上地区植硅体空间分布特征及其环境意义

了解不同区域表土植硅体组合特征及其对气候环境的响应过程，是利用植硅体指标恢复古植被和古气候的基础。本文通过对河北坝上地区103块表土植硅体的分析鉴定，共统计出棒型、尖型、帽型、鞍型、哑铃型、齿型、块状、扁平状、扇型、三棱柱型、锥骨状、导管型、弓型和特殊型14种植硅体类型，其中植硅体类型主要以棒型和尖型为主，而短细胞植硅体的含量较少。通过研究区相对暖湿区、暖干区、冷湿区和冷干区的表土植硅体组合特征对比发现，在相对较冷的区域棒型量含量较高，在相对较暖的区域扇型、扁平状和鞍型含量较高，在相对较湿的区域尖型含量较高，在相对暖湿的区域块状含量较高，在相对冷湿的区域齿型含量较高，这表明研究区表土植硅体组合特征对气候环境响应较为敏感。本研究成果可为重建坝上地区古植被和古气候提供基础资料。     

济阳坳陷古近纪的古气候区分析

古气候分区是古湖泊学研究的一个重要方面,对古湖泊生产力和有机质的保存有重要影响.本文尝试利用孢粉、沉积地球化学、沉积学等手段,根据不同气候带冷热干湿组合和碳酸盐矿物δ18O与古气候干湿对应关系,结合古风向,来恢复济阳坳陷古近纪的古气候分区.分析结果表明济阳坳陷在沙河街组沉积时孢粉组合表现出温暖与湿润、寒冷与干燥同步,碳酸盐矿物δ18O增高与古气候干旱同步的规律,东营组孢粉组合则表现为寒冷与湿润同步,碳酸盐矿物δ18O增高与古气候湿润同步的规律.这些特征揭示出,在沙河街组沉积时期,济阳坳陷主要处于东亚季风气候区;在东营组沉积期,济阳坳陷则更多地处于西风带的控制下.此外,古近系碳酸盐礁滩、碎屑浅滩的沉积规律也表明,济阳坳陷在沙四上-沙一段沉积时期盛行东亚季风.湖相优质烃源岩主要发育于季风气候带中由干冷向暖湿过渡的时期.     

北黄海盆地中侏罗世-早白垩世构造体制转换期的古气候演化及元素地球化学响应

中侏罗世-早白垩世华北地台东部的北黄海盆地受古亚洲构造体制向滨太平洋构造体制转换的影响,其构造演化经历了伸展-反转挤压-伸展的转变.构造体制的差异不但表现在大地构造性质及其产生的地质效应上,也表现在盆地沉积特征、古生物及古气候等方面.本文以北黄海盆地东部坳陷X1井中侏罗统至下白垩统为研究对象,利用泥岩元素地球化学特征对古气候的指示,结合盆地沉积特征及古生物资料,对古气候演化展开研究.研究显示,中侏罗世-早白垩世X1井泥岩样品的Sr/Cu比值（2.12~34.10）、Sr/Ba比值（0.16~1.60）、Rb/Sr比值（0.13~1.23）、Fe₂O₃/FeO比值（0.22~11.10）、V/Cr比值（0.91~1.78）、V/Sc比值（4.89~8.33）、Ni/Co比值（1.14~3.85）、δU比值（0.50~0.84）和U/Th比值（0.11~0.24）的纵向变化反映古气候经历了温湿→整体湿润、短暂干热→干热的演化.沉积物经历了暗色细粒沉积物为主→灰色、灰色夹灰绿色、灰色与红褐色互层细粒沉积物为主→灰色粗粒沉积物和红褐色、灰黄色细粒沉积物为主的变化.古生物经历了喜湿植物丰富→喜热植物出现→喜热植物丰富的过程.结果表明,受古亚洲构造体制和滨太平洋构造体制的影响,华北地台向北漂移,北黄海盆地古气候经历了由中侏罗世-晚侏罗世早期以温湿气候为主,至晚侏罗世晚期-早白垩世早期整体相对湿润,出现短暂干热气候,到早白垩世中期-早白垩世晚期为干热气候的演化.北黄海盆地中侏罗世-早白垩世古气候由温湿向干热的转变正是对华北地台东部晚中生代两大构造体制转换的响应.