沙漠/黄土过渡带杨桥畔全新世地层微量元素特征及其所揭示的古气候变化

通过对沙漠-黄土过渡带杨桥畔全新世地层中20种微量元素的地球化学特征分析,结合年代学资料,探讨了该地区13.0ka B.P.以来的气候环境变化过程。研究表明,微量元素地层分布规律明显,化学成分具有很高地一致性,Cr、Cs、Co、Cu、Mn与I可作为衡量东亚夏季风强度的古气候替代性指标。根据主要微量元素演替所揭示的古气候变化特征,将该地区气候变化可划分为5个阶段:13.0~11.7ka B.P.气候干燥寒冷;11.7~10.0ka B.P.气候略温偏干;10.0~6.4ka B.P.气候温暖湿润;6.4~1.60ka B.P.偏冷干气候恶化期;1.6ka B.P.以来气候继续朝冷干方向发展,并且冷暖干湿交替频繁。通过与黄土、石笋等记录变化对比,发现杨桥畔地区全新世气候演化过程与全球气候环境的变化基本一致。     

陕西岐山黄土剖面Rb、Sr组成与高分辨率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb,Sr含量和磁化率系统测定表明，黄土中Rb,Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤，它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏，分辨率更高。Rb,Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期，相对低的Rb,Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约6000－5000aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期，使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的土壤期。黄土高原南部自全新世以来，经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

新疆伊犁地区典型黄土磁学特征及其环境意义初探

黄土地层记录的磁学参数受控因素复杂,全球不同地区黄土磁化率的主要受控因子存在差别。文章在伊犁地区选取两个地层磁化率与成壤作用分别存在较明显正相关和负相关的典型黄土剖面,进行了系统磁性地层学研究。结果表明伊犁地区黄土地层中磁性矿物浓度较大,磁学性质主要受呈现准单畴状态磁铁矿控制,黄土沉积物中磁性矿物主要为原生矿物,后期改造作用弱,地层的磁学特征受物源影响明显。地层的成壤强度与地层中磁性矿物浓度无明显相关关系,与磁性矿物中细粒磁性矿物的含量呈正相关关系。本研究结果暗示伊犁地区黄土沉积物的磁化率增强模式既区别于典型的西伯利亚黄土风速说模型,也不同于中国黄土高原成壤说模型; 当后期改造作用弱时,地层的磁学特征主要受物源影响; 随着地层成壤作用的增强,对原生磁性矿物的改造作用逐渐增强,次生磁性矿物含量逐渐增加,磁化率变化规律趋近于成壤说模型。     

新疆伊犁黄土元素地球化学特征及古环境意义

通过对新疆伊犁波马剖面黄土-古土壤序列常量、微量元素及相关参数分析研究,讨论末次冰期以来伊犁黄土常量元素分异规律及古环境意义.结果表明,伊犁波马剖面S1以来黄土-古土壤序列各层常量元素含量均呈现出SiO2>Al2O3>CaO>Fe2O3>MgO>K2O>Na2O变化特征,剖面序列中常量元素含量及相关参数变化,与黄土、古土壤层相互交替叠置不具对应性,明显有别于黄土高原.末次冰期以来黄土和古土壤形成时干冷程度强于黄土高原黄土,更高于古土壤,淋溶差异程度不及黄土高原.S1以来伊犁黄土物质来源基本相同,古土壤形成时环境条件不相同,以干冷或湿冷为特征,即使同一古土壤地层单元不同层位其水热组合条件也存在差异,波马剖面黄土-古土壤元素地球化学记录末次冰期以来沉积气候环境总体相对干旱.     

大别山北麓黄土-古土壤Rb、Sr与磁化率及其古环境意义

对大别山北麓0.78 Ma以来的黄土-古土壤样品的磁化率及Rb和Sr的地球化学特征研究表明,相对高的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及低w(Sr)值指示夏季风占优势的湿润时期,对应古土壤层;相对低的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及高w(Sr)值指示冬季风占优势的干旱期,磁化率相对较低,对应黄土层。剖面的w(Rb)/w(Sr)值自下至上降低反映大别山北麓地区的风化作用逐渐减弱,也揭示自0.78 Ma以来气候具有由湿向干的趋势;磁化率与w(Rb)/w(Sr)值的对比分析表明,它们的变化曲线存在显著不同,原因可能是由于磁化率在古土壤中的增强机制比较复杂所致,w(Rb)/w(Sr)值作为气候替代指标比磁化率更灵敏。与洛川剖面相比,大别山黄土-古土壤的w(Rb)较高而w(Sr)较低及Rb、Sr较强的分异能力特征反映了大别山气候整体较为温湿,沉积物遭受的风化程度更强。     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO,含量、A120卵i02比值（小于100）、Rb／Sr比值和Rb／Ba比值低,但CaO／Na2O比值高（大于0．3）。稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。LILE（K、Rb、Ba）相对富集,HSFE（Nb、Ti、P）亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带—致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物。     

西藏古堆地区煌斑岩地球化学特征及其构造意义

近些年许多学者对煌斑岩的研究较多,但对藏南地区的煌斑岩研究甚少。本文通过对藏南古堆地区煌斑岩进行了主量元素、稀土及微量元素的研究,以便了解藏南古堆地区的构造演化环境。结果表明:煌斑岩中SiO_2含量为32.99%~52.62%,平均值41.39%,K_2O/Na_2O为0.01~2.31,平均值为0.73,为碱性玄武岩系列。岩石地球化学特征表明:以富集大离子亲石元素(如K、Ba),高场强元素相对亏损(如Ta、Zr)为特征,但高场强元素Nb相对富集。煌斑岩的成因具有幔源特征,是在新特提斯洋形成后经扩张,在岩石圈拉张伸展的动力学构造背景下,致使岩石圈减薄、地幔物质上涌,并遭受地壳物质混染而形成的。     

武夷山紫色土磁学特征及其对成壤的指示意义

紫色土是非地带性土壤, 具有磁性本底值低的特征, 是研究成土初始阶段土壤磁性矿物与成土因素关系的良好材料。目前, 国内紫色土系统的环境磁学研究处于起步阶段。本研究以福建省武夷山市的紫色土剖面(简称WYS剖面, 地理坐标为27°44'24'N, 118°00'36'E; 海拔216.3m)为分析对象。该剖面发育于白垩系紫红色粉砂质泥岩之上, 厚度为0.9m。通过系统的环境磁学研究, 结合漫反射光谱一阶导数曲线、色度指标和常量地球化学元素指标, 分析其磁学特征的层次分异, 探讨磁学参数对成壤的指示意义。结果表明: 1)WYS剖面以反铁磁性矿物赤铁矿为主。A层的亚铁磁性矿物磁铁矿含量略有增加, 超顺磁(SP)颗粒含量更高, 磁颗粒相对更细。成壤作用是造成A层和C层的磁学特征差异的主导因素。2)WYS剖面母岩具有易于物理风化、不易化学风化的特征。由于成土时间短, 即便在湿热气候条件下, 母质中磁性矿物转化微弱。母质和成土时间是影响紫色土磁学性质的主导因素。3)成壤过程中, 少部分赤铁矿转化为磁铁矿。磁学参数的微小变化响应于弱成壤作用, 表明紫色土磁学特征可以非常敏感地指示成壤强度。

     

京西地区寒武系凤山组地球化学特征及古环境意义

为重建京西地区芙蓉世古海洋环境演化、更好地理解沉积环境对碳酸盐岩沉积的影响,选取下苇甸剖面凤山组为研究对象,在沉积环境分析基础上,运用碳-氧同位素、主-微量元素和稀土元素等分析手段,探讨地球化学特征对沉积古环境的指示意义。下苇甸剖面凤山组主要发育泥岩、薄板状泥晶灰岩、薄板状泥晶灰岩与泥岩互层、灰泥丘、生物扰动藻黏结泥晶灰岩、砾屑灰岩、粉屑砂屑灰岩和白云质灰岩8种岩相类型,垂向上表现为多个向上变浅的米级旋回,构成了一个三级层序,其中海侵体系域以潮下低能带沉积为主,高位体系域以潮下高能带-潮间高能带藻席沉积为主。凤山组碳酸盐矿物含量以方解石为主,Al和Si等陆源碎屑元素含量较低。δ13C_car介于-0.71‰~1.51‰,反映沉积期海平面逐渐上升、末期短暂下降的变化趋势;Ce/Ce*和氧化还原敏感微量元素特征表明凤山期沉积水体以弱氧化性为主。     

藏南贡嘎晚侏罗世—早白垩世海相地层地球化学特征与古海洋环境演化

西藏南部有出露良好的海相侏罗纪—白垩纪地层。本研究针对采自藏南贡嘎东拉剖面的样品进行了常量、微量和稀土元素分析,探讨晚侏罗世—早白垩世海洋沉积环境的演化。Fe_2O_3+MgO与TiO_2、Al_2O_3/SiO_2关系判别图显示,从晚侏罗世维美组到早白垩世桑秀组,研究区经历了从大陆岛弧到大洋岛弧的构造演化。Mn、Fe、V、Co、Ni、REE等指标元素,和U/Th、V/Cr、Sr/Ba、Lan/Ybn、V/(V+Ni)等比值结合显示:沉积条件也从维美组浅海富氧、低盐、高沉积速率的环境演化为早白垩世桑秀组深海、水体分层、盐度升高、沉积速率降低,具有明显深海沉积特征的环境。地化数据分析结果总体上与岩性成因分析相一致,即维美组砂岩所指示的浅海相沉积,桑秀组从下部的粉砂岩到上部钙质泥岩,经历了水体由浅到深的变化过程。     

Rb and Sr Geochemical Characterization of the Chinese Loess Stratigraphy and Its Implications for Palaeomonsoon Climate

Concentrations and distributions of Rb and Sr in loess and palaeosol samples from the Luochuan profile have been studied, in grain-size fractions and chemical forms. Results show that Rb is quite rich in the fraction of less than 2μm, and exits only in the residual phase, while Sr is distributed in sand and silt fractions, occurring in the residual and carbonate phases. Therefore, variations of the concentrations of Rb and Sr in loess and palaeosols are closely related not only to dustfall compositions depending on winter monsoon wind strength but also to summer monsoon-induced pedogenic intensity. This indicates that variations of Rb/Sr ratio in Chinese loess sequences represent cyclic alternations of East Asian summer and winter monsoon climates on the orbital time-scale. Variations in Sr concentrations along the sequence bear a high similarity to the oxygen isotope record of the deep sea sediments over the past 2.5 Ma, whereas variations in Rb concentrations are in good agreement with the record of     

Variation of Rb/Sr Ratios in the Loess-Paleosol Sequences of Central China during the Last 130,000 Years and Their Implications for Monsoon Paleoclimatology

Rb, Sr, and magnetic susceptibility have been measured in the last interglacial–glacial loess profiles at Luochuan and Huanxian, central China. A high degree of similarity between the parameters in both profiles suggests that variations of Rb/Sr ratios in the sequence can be regarded as an indicator of East Asian summer monsoon strength. Matching the Rb/Sr record with the SPECMAP δ¹⁸O curve suggests that the Rb/Sr ratio responds sensitively to changes of the East Asian monsoon induced by global ice-volume variation.     

黄土高原南部全新世黄土-古土壤 序列若干元素分布特征及意义*

选择黄土高原南部的XJN,XMC和JYC全新世剖面为研究对象。通过对地层中Ca,Ba,Rb和Sr元素分布的研究,发现Ba/Sr和Rb/Sr比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中Rb和Ba较稳定,Sr和Ca元素十分活跃,易于迁移,其中Ca的迁移能力高于Sr元素;从XJN→XMC→JYC剖面,Rb和Ba元素含量增加,而Sr和Ca元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候。     

陕西岐山黄土剖面 Rb、Sr组成与高分辩率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb、Sr含量和磁化率系统测定表明 ,黄土中Rb、Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤。它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏 ,分辩率更高。Rb、Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期 ,相对低的Rb、Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约 6 0 0 0～ 5 0 0 0aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期 ,使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的成壤期。黄土高原南部自全新世以来 ,经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

六盘山朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值通常被视为流域化学风化强度的代用指标, 然而不同湖泊沉积物Rb/Sr比值的古气候意义有时也存在一定差异。本研究以六盘山朝那湫湖泊73cm长度(1743~2012A.D.的沉积序列)岩芯沉积物Rb/Sr比值为分析对象, 结合同一岩芯其他主要元素以及古气候代用指标(TOC、C/N比值、δ¹³C_org等)指示的环境变化信息, 对朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值在十年/数十年尺度上的古气候意义进行综合判别。研究结果显示: 朝那湫湖泊沉积物中的Rb、Sr元素主要以残渣态赋存, Rb/Sr比值与其他陆源组分元素有较好的相关性, Rb/Sr比值变化主要受控于陆源碎屑物质输入。Rb/Sr比值与同一岩芯TOC、C/N比值、δ¹³C_org等降水代用指标以及邻近区域树轮等古气候记录的对比结果表明: 在十年/数十年尺度上, 气候偏干期, 陆源碎屑物质输入较多, 沉积物Rb/Sr比值减小; 气候偏湿期, 陆源碎屑物质输入较少, 沉积物Rb/Sr比值增大。这主要是由朝那湫流域降水特点和植被覆盖共同决定的, 同时也暗示朝那湫流域物理风化和化学风化强度可能呈反向变化。因此, 在将Rb/Sr比值作为流域化学风化强度的代用指标之前, 有必要对湖泊沉积物的Rb、Sr元素的赋存形态进行辨别, 并结合湖泊自身沉积环境以及其他古气候指标进行综合分析, 方可获得更加全面准确的流域物理侵蚀搬运或化学风化信息。

     

湖光岩玛珥湖非残渣态Rb/Sr比值研究及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值变化主要受控于Sr含量的变化,而真正反映流域化学风化强度的主要是迁移至集水盆地(湖泊)的溶解态Sr2+,在沉积物中主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态等形式存在.通过对不同赋存状态的Rb/Sr比值与相应的Sr含量之间相关关系的对比分析发现,沉积物非残渣态Rb/Sr比值更好地反映了流域化学风化.根...     

长春腰分水岭黄土剖面常量化学元素特征及其气候意义

长春腰分水岭中更新世晚期黄土剖面的野外观察和常量化学元素分析结果表明：各层中常量化学元素的规律性变化不仅能够揭示出剖面沉积时气候干冷－湿暖的多次波动，而且与野外各层的宏观特征具有良好的对应性；该项研究对于恢复中更新世晚期古气候及其变化具有重要意义，也为松辽平原东部第四纪地层的划分与对比提供了重要证据。     

高Rb/Sr岩石样品中Sr同位素多接收等离子体质谱分析校正方法研究

在利用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)进行Sr同位素研究中,⁸⁷Rb对于⁸⁷Sr干扰严重。岩石样品经化学分离后,若Rb/Sr≤0.0005,可以采用传统的Rb干扰扣除方法对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值进行准确校正;但如果样品经化学分离后仍含有较高的Rb/Sr比,同量异位素的干扰不能完全消除,则无法准确校正⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值,直接影响测试结果的准确度。本文针对Rb含量较高的地质样品设计两组实验,确定了⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值与Rb/Sr元素含量比值的关系曲线,并在理论分析的基础上,提出包含同位素分馏校正在内的重叠干扰校正方法。通过实际地质样品验证,该校正方法在较高含量Rb元素共存(Rb/Sr<0.2)的Sr纯化液中,能够较为准确地测量⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值,降低了MC-ICPMS分析地质样品中Sr同位素时对化学分离步骤的要求。而对于Rb/Sr>0.2的地质样品,因仪器分馏效应和记忆效应影响,测试精确度大大降低,无论采用何种校正方法均无法得到准确的Sr同位素组成。     

Typical Geochemical Elements in Loess Deposit in the Northeastern Tibetan Plateau and Its Paleoclimatic Implication

Widespread and thick loess deposit in the northeastern Tibetan Plateau records paleoclimatic changes over the Quaternary period. In this study, we investigate a loess section located in a high terrace of the Huangshui River in the Xining Basin, and collect samples at 20-cm intervals by digging a well of 16-m depth （including paleosol S1 and SO and several loess interlayers over the last glacial-interglacial cycle and the Holocene）. Concentration of some active elements （Sr and Ca） and inert elements （Rb, Zr, Ti） in these loess samples are measured. The results show that ratios of those elements （oxide）, such as Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios, would indicate sensitively paleoclimatic changes, especially the history of precipitation over the last glacial-interglacial and the Holocene. Moreover, the curves of Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios had almost the same variable trends from the bottom to the top and also closely correlated with values of magnetic susceptibility and the global marine δ^18O record. But compared with the curves of magnetic susceptibility, the changes of ratios of these elements （oxide） are clearer and easy to understand. Therefore, the ratios of these typical chemical elements in the loess deposit may be used as an excellent index to investigate the history of paleoclimate, particularly precipitation changes in the northeastern Tibetan Plateau.     

湖泊沉积物Rb/Sr比值在古气候/古环境研究中的应用与展望

Rb和Sr在赋存矿物和表生地球化学行为等方面存在显著差异,因而各种记录体中的Rb/Sr比值被广泛应用于古气候/古环境研究。湖泊沉积物中的Rb、Sr主要包括2部分来源：一是流域物理侵蚀直接带来的陆源碎屑组分,在沉积物中多以残渣态（碎屑矿物）形式存在;二是流域化学风化带来的溶解态物质,在湖泊水体中通过物理吸附、化学沉淀和生...