晚泥盆世古土壤元素地球化学特征及其古气候意义

有重要的地学意义。本文通过野外观察,结合常量元素、碳酸盐和磁化率,对祁连山东段甘肃白银地区晚泥盆世古土壤地球化学特征及古气候进行研究。结果表明：大红沟（DHG）剖面和磁窑（CY）剖面古土壤碳酸盐含量从剖面顶部向下是逐渐呈升高趋势,由于碳酸盐溶解度小,导致碳酸盐在土壤中聚集,形成钙质土壤表明气候环境是干旱或半干旱。通过对DHG和CY剖面样品常量元素分析,发现其化学成分相对均一,Na、Ca值较低,古土壤化学风化指数（CIA）平均值为46.59,显示出较弱的化学风化强度,气候环境为干旱。磁化率范围为3.14×10-8 m3/kg～11.2×10-8 m3/kg,磁化率的变化反映了古土壤的风化成壤强度的变化情况,DHG剖面的磁化率明显高于CY剖面,表明DHG剖面的风化成壤作用强,CY剖面的风化成壤作用弱。同时结合泥裂和肺鱼洞穴遗迹所反映的干旱—半干旱气候特征,推断研究区晚泥盆世时期气候以干旱—半干旱为主。     

甘肃天水全新世黄土-古土壤序列化学风化特征及其古气候意义

对甘肃天水地区师家崖典型黄土-古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO₂、Fe₂O₃、K₂O和Al₂O₃含量变化趋势基本一致,均在古土壤层（S_0上和S_0下）中较高,黄土层（L₀、L₁和L_t）中较低;而氧化物CaO和Na₂O变化呈相反趋势;根据钙镁比（Ca/Mg）、钾钠比（K/Na）、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数（CIA）等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义。     

伊犁典型黄土磁学与常量元素地球化学特征及其古气候意义

选取有多层古土壤发育的新疆伊犁尼勒克黄土剖面,分析其地球化学特征与粒度分布,并做详细的岩石磁学研究,检测磁性矿物组成和亚铁磁性矿物粒度在各黄土-古土壤层的变化,探讨其记录的古气候演变过程。常量元素地球化学元素测试结果显示：尼勒克剖面MgO、Na₂O与CaO在剖面下部变幅较大,在最底部的S₃古土壤层含量低;各常量元素含量与伊犁的波马剖面和塔勒德剖面一致,普遍低于天山北麓黄土;元素含量比值风化指标显示古土壤层化学风化程度较高,其中又以S₃最高;Fe₂O₃/Al₂O₃在古土壤层较高,反映化学风化过程中铁相对富集。剖面磁性强弱的垂向变化主要受控于风成输入的磁铁矿。就整个剖面而言,成壤生成的超细颗粒亚铁磁性矿物相对含量随深度减少呈降低的趋势,在古土壤层比在黄土层更高;亚铁磁性矿物的粒度在S₃最细,较多分布在超顺磁至稳定单畴的粒径范围之内。各黄土-古土壤层样品热磁曲线变化都受磁铁矿主导,L₃热磁曲线有别于L₁和L₂,而与S₂相似。 < 4 μm粒度组分的磁性矿物组成并不像较粗组分一样以磁铁矿为主,而是含有较多赤铁矿,反映过湿条件下成壤产生的磁赤铁矿转化为赤铁矿,不同于黄土高原的成壤过程生成大量磁赤铁矿的磁性成壤增强模式。尼勒克黄土地球化学、粒度与环境磁学指标一致揭示自S₃发育以来至全新世古气候干旱化的趋势。综合各指标变化与热磁曲线差异,研究区古气候演变可以分为两个阶段,即S₃发育至L₂堆积之前阶段与L₂堆积以来至全新世阶段,在S₂/L₂过渡时期干旱化突然加剧。虽然伊犁黄土不同剖面的磁学性质不同,但都反映了干旱化的趋势。

     

中国黄土磁性矿物特征及其古气候意义

最直观、最直接的古气候记录莫过于陆相黄土地层,它由许多黄土和古土壤层叠覆而成,详细地记录了第四纪以来的古气候变化。黄土高原中部黄土和古土壤的风化和发育程度可以用磁学参数,如磁化率等来描述。本文作者对甘肃西峰剖面约13万年以来的黄土地层做了详细采样,测量其磁滞回线各参数,频率磁化率、低场和高场磁化率、温度磁化率、磁组构等参数。研究表明,黄土与古土壤中的磁性矿物组分相似而且稳定。磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿(主要是磁铁矿)的含量及其颗粒大小决定了它们的磁学特征。黄土和古土壤的磁学性质差别主要受成土过程中形成细小磁铁矿的影响。     

古土壤:沉积环境和古气候变化的灵敏指针

古土壤是古代沉积环境和气候变化的灵敏记录者,可以为深刻认识地球演化历史中的重要地质事件提供有效信息,并成为当前沉积学领域的研究热点之一。国外古土壤研究已经涉及到太古代以来的几乎所有沉积地层,而国内古土壤的研究仍以第四纪地层为主,对前第四纪漫长地质时期地层记录中的古土壤研究较少。基于古土壤的识别特征及其埋藏后发生的可能变化,分析了古土壤在沉积环境解释和地层划分对比中的作用。其中,古土壤钙积层发育深度、元素地球化学、成土碳酸盐岩稳定同位素等对于合理评价成土作用过程、划分成土相及定量恢复古气候（年均降水量、年均气温和pCO₂）等方面的研究发展迅速,不同估算古气候参数的经验公式都有明显的适用性特点。近年来,国内学者对松辽、四川、胶莱盆地等的白垩系古土壤进行了很多调查研究,并取得了较好的研究成果。而包括江西、广东、浙江等在内的中国东南地区白垩系陆相红层研究结果显示,这些地层含有丰富的古土壤,总体为地表干旱氧化条件下形成的红色古土壤序列。通过对国际古土壤研究动态的综述,以期引起国内更多沉积学工作者关注前第四纪地层记录中的古土壤,为更好地认识古代地球环境变化做出更大贡献。     

辽宁朝阳凤凰山古土壤序列粒度特征与古气候变化

通过对朝阳凤凰山剖面风成古土壤序列进行2 cm间距的高密度连续采样,测量样品的粒度百分含量,分析不同粒度组分的古气候意义,选择了粗粒组分、超细粒组分和细粒组分的百分含量分别作为研究区冬、夏季风和西风强度变化的替代性指标,分析了71~453 ka BP 间该剖面记载的冬、夏季风和西风的演化和古气候变迁。结果表明：71~453 ka BP 辽宁地区冬、夏季风和西风变化较同步,其中夏季风和西风的变化趋势较一致,明显存在着4 个增强阶段和4 个减弱阶段,与深海氧同位素曲线的MIS5~MIS12 这8 个阶段相对应。冬季风的变化趋势与夏季风和西风的变化趋势相反。该时期辽宁地区的古气候变化可以划分为8 个阶段：其中71~148 ka BP, 176~208 ka BP, 225~243 ka BP和311~403 ka BP 阶段为温暖湿润气候; 148~176ka BP, 208~225 ka BP, 243~311 ka BP 和403~423 ka BP 阶段为较寒冷干燥气候。     

浙闽地区白垩纪中期古土壤类型与古气候

对浙江西南和福建西南数个小型沉积盆地的11个剖面和观察点进行了地质调查,在中国大陆第一次识别了白垩纪中期三种古土壤类型,分别是粘土红壤、钙质土壤和铁质土壤型。粘土红壤型以发育红色(粉砂质)泥岩、生物潜穴、植物根系(根迹)为特点,钙质土壤型以发育紫灰色调钙质泥岩、钙质结核(含姜结石)为标志,铁质土壤型显示了紫红和橙黄色调泥岩、粉砂岩与铁质皮壳及结核组合。进而提出,白垩纪中期的阿普特期-阿尔布时期,在浙江西南金华—衢州—丽水盆地、中部的永康盆地大量发育钙质土壤,以横山组、中戴组、金华组、馆头组和朝川组为代表,属于亚热带干旱—半干旱气候产物;在闽西南地区出现丰富的铁质氧化型土壤,由板头组、均口组和沙县组为代表,反映热带半干旱气候;之后的白垩纪中期赛诺曼期(衢县组)在浙西局部地区气候变为亚热带温湿气候,古土壤变为粘土红壤型,开始产生较为丰富的生物活动,而闽西南主体气候格局可能不变,但沉积建造因区域构造断隆作用转变为巨厚的"丹霞"砾岩。     

磁山地区黄土-古土壤微形态特征及其古气候意义

为了探究磁山地区历史时期的古气候特点,本研究以河北省武安市磁山文化遗址区的黄土-古土壤为研究对象,该地区分布的黄土主要为晚更新世的马兰黄土和次生黄土,利用土壤切片图像处理分析系统和image-pro plus 6.0等软件对图像进行处理和分析,主要从微结构、孔隙特征及矿物成分这3个方面分析黄土和古土壤的微形态特征,并研究该地区黄土及古土壤的粒度和磁化率特征。得出结论如下：1）磁山地区的马兰黄土主要是粒状结构,孔隙度低,矿物以石英和长石为主;次生黄土主要有镶嵌微结构,还有典型的"斑状"微结构,孔隙度比马兰黄土小,粗颗粒仍然主要为石英、长石。2）马兰黄土中古土壤的粗颗粒主要为石英,孔隙壁沉淀较多方解石,存在发育良好的淀积粘粒胶膜,反映当时该地区气候温暖湿润,古土壤形成后,马兰黄土中的微形态特征、磁化率和粒度特征显示气候逐渐变得干冷,且冬季风强;次生黄土的微形态特点及磁化率特征,反映出次生黄土形成的后期比前期相对湿润。3）根据微形态和磁化率特征可知：磁山地区在晚更新世中期,气候从温湿逐渐变为干冷,晚更新世晚期则从干冷向相对温湿发展。     

大别山北麓黄土地球化学特征及其古气候意义

通过对大别山北麓GS剖面系统的氧化物地球化学的测试及综合分析,讨论该地区中更新世以来GS剖面的氧化物地球化学分布特征及其所记录的古气候变迁规律.综合分析表明:大别山北麓富含硅、铝、铁,三者之和高达85%,该区中更新世以来以湿热气候为主;氧化物地球化学分布特征和变化规律可推断该地区中更新世以来经历了8次暖湿期与8次干凉期的交替过程;氧化物比值分析验证该地区经历多次干冷-温湿大幅度的波动,同时伴随着成壤程度、淋溶和化学风化强弱多次旋回.     

可可西里地区中新世湖相叠层石成因及其古气候意义

青藏高原北部可可西里地区新发现湖相叠层石,它们集中分布在中新世五道梁群地层中.这些叠层石形态以穹隆状最为常见,局部地区甚至形成叠层石藻丘礁,根据显微镜和扫描电镜观察,其纹层构造和显微结构与现代海洋叠层石和前寒武纪时期的叠层石十分相似.根据对采集的叠层石样品进行微量元素分析、碳氧同位素分析.并与藻团块灰岩、生物碎屑灰岩和泥质灰岩以及少量白云岩进行对比研究,结果表明:叠层石灰岩、藻团块灰岩具有相似的地球化学特点,表现为低Sr/Ba、高Fe/Mn的特点,判断这些叠层石碳酸盐沉积在低盐度湖泊环境,建造叠层石的蓝绿藻生长在滨浅湖地带.它们的δ18O值变化于-6.63‰～-7.63‰之间,接近一般湖相淡水灰岩的范围内,指示入湖水量增加、湖水向淡化方向发展.湖泊中蓝绿藻类繁盛和叠层石的出现指示高湖面湖泛事件,说明青藏高原中新世时期曾出现过气候异常湿润期,这为判别区域气候的干湿变化提供了一个沉积标识.     

土耳其Nallihan黄土-古土壤岩石磁学特征及其环境意义

黄土广泛分布在东欧和西亚地区, 但位于欧亚大陆连接地带的土耳其未见风积黄土的报道, 本文对位于土耳其首都安卡拉西北的Nallihan新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的环境磁学研究, 结合粒度参数和稀土元素指标, 讨论土耳其黄土的成因和磁化率变化机制。研究结果显示: 土耳其Nallihan S0~L3黄土剖面与典型风积的西伯利亚和中国西峰黄土的粒度特征图形态相似, 暗示它们的成因相似性; 稀土分配模式与黄土高原黄土基本一致, 为上地壳平均值, 指示了风积黄土在搬运过程中经过充分混合, 整个剖面上下稀土模式分配高度吻合, 说明研究区黄土堆积期间物源区相对稳定。热磁和磁滞分析表明样品的主要载磁矿物是亚铁磁性矿物磁铁矿/磁赤铁矿。该剖面磁化率在古土壤获得高值, 在黄土层获得低值, 磁化率与成土作用和指示细颗粒磁性矿物贡献的χfd % 、χARM正相关, 说明成土作用生成的细颗粒亚铁磁性矿物是磁化率增强的主导因素, 土耳其黄土剖面磁化率总体上低于中国黄土高原地区黄土。该黄土剖面中有一层古土壤层S2, 其顶部覆盖一层砾石层, 说明在该间冰期发生过洪水作用, 将高坡风化的砾石层冲到土层中堆积下来, 在该砾石层之下的古土壤层, 磁化率降低, 可能与该时期土壤层湿度大, 形成湿润氧化环境, 导致部分强磁性的超顺畅/稳定单畴(SP/SSD)颗粒磁性矿物转化为弱磁性矿物, 使得磁化率降低。     

泥河湾盆地大长梁剖面河湖相沉积序列的细腰磁滞回线性质及其环境意义

对华北泥河湾盆地大长梁剖面更新世河湖相沉积序列进行的多参数岩石磁学研究表明磁铁矿和赤铁矿是大长梁剖面最主要的磁性矿物。磁铁矿的粒度主要为准单畴和多畴,主要来自盆地周围侵蚀的碎屑矿物;赤铁矿主要为风成成因,来源于中国西北部的黄土高原或沙漠地区的化学风化作用产物;某些沉积层中还含有主要由碎屑成因的粗颗粒磁铁矿经低温氧化形成的磁赤铁矿,该过程可能与泥河湾古湖的氧化环境演化密切相关。大长梁剖面的磁滞回线大多具有细腰特征,细腰的明显程度主要由样品中磁铁矿和赤铁矿的相对贡献控制。因此,细腰磁滞回线可以用来衡量泥河湾河湖相沉积物中赤铁矿的相对含量,并进而在一定程度上指示亚洲内陆干旱/半干旱地区化学风化作用的强弱以及相对温湿或冷干的气候环境变化。     

吐鲁番盆地古近纪和新近纪的气候变化

新疆吐鲁番盆地的连木沁剖面古近系与新近系的沉积厚度约1770m,是研究吐鲁番盆地这一时段古气候的良好载体。通过对连木沁剖面沉积物中常量元素地球化学分析,表明吐鲁番盆地在晚古新世阶段和晚始新世阶段,气候炎热湿润,但后者波动比较频繁。在渐新世,气候温暖干旱。中新世的气候变化明显可分为两个阶段,早期气候炎热潮湿,而晚期阶段温暖干旱。到上新世,气候显著干旱化。      

澳大利亚黄土磁学性质及环境意义

澳大利亚内陆广大而干旱,发育着大面积沙漠,却没有多少黄土的报道.本文对惟一报道的黄土,新南威尔士州Mackenzie地区Waterholes Creek剖面进行了详细的采样和磁学参数测量,并与中国黄土高原洛川和西峰经典剖面进行了对比.结果表明该剖面磁学性质与中国黄土高原有许多异同.它成土特征强,百分比频率磁化率较高,但...     

陕甘宁盆地泥质岩氧化物的比值及其古气候意义

应用泥质岩的多种氧化物比值,探讨了陕甘宁盆地石炭至侏罗纪的古气候状况及其演变规律,自中石炭世至中三叠世,再由晚三叠世至安定期,泥质岩的各种氧化物比值有着逐渐依次增大或减小的两个互不雷同的旋回,与之相应,以上时期反映在古气候上存在着由潮湿→半潮湿→半干燥的早、晚两个旋回。     

黄土和古土壤中磁性矿物的粒度分布

磁化率是一种重要的环境替代性指标,对中国黄土中古土壤磁性增强已有不少讨论．本文对采自吉县、西峰和西宁的S1和L2的代表性样品进行了粒度分离,并测量了各个不同粒级的磁性参数,对所获得的结果就不同粒级的颗粒对磁化率的贡献、黄土和古土壤中磁性矿物颗粒的粒度和古土壤磁性增强的原因进行了初步的探讨,指出古土壤形成过程中并没有像一些学者所认为的那样,有大量超顺磁颗粒生成,它们对古土壤磁化率增大的作用有限。     

陕西渭南黄土剖面系列链烃化合物的分布与古气候意义

用ＧＣ－ＭＳ分析了陕西渭南阳郭剖面Ｓ０－Ｌ１－Ｓ１层段代表性样品的链烃组分与分布。古土壤和黄土亚层中正烷烃呈不对称双峰分布,前组峰位于Ｃ１６－Ｃ２４,主峰为Ｃ１８;后组峰高于前组峰,主峰为Ｃ３１,ＣＰＩ值为２－０４。     

山西平陆两个黄土剖面及古气候重建

对黄河三门峡北岸的山西平陆庙下、阳凹两个黄土剖面研究结果表明,S6、S1的磁化率值较黄土高原明显偏高,S5~S2的磁化率值则相对偏低,L7~L2的磁化率值也表现出较低值,与黄土高原内部L9磁化率值相近。另外,S5~L5地层厚度较大。把两剖面磁化率曲线与曹村剖面黄土-古土壤序列磁化率曲线、深海氧同位素曲线、北半球65°N太阳辐射变化曲线进行对比后表明,两剖面磁化率曲线反映的气候变迁,在0.1Ma尺度上与黄土高原内部基本相同,反映出与地球轨道要素变化控制的太阳辐射变化诱导的全球冰期-间冰期气候旋回的一致性;但并不是简单的一一对应关系,表现在地层厚度较大、磁化率值相对较低。其原因可能有4个:一是粉尘堆积速率不同,二是受流水侵蚀,三是物质来源有别,四是局地的成壤条件差异。     

准噶尔芦草沟组与黄山街组的古气候条件

准噶尔中二叠统芦草沟组无论是从岩性还是所含古生物，均表明形成于持续炎热的气候条件之下，当时由于准噶尔古板块与塔里木古板块的拼合造山，造成准噶尔周缘火山强烈喷发和自欧洲东移的干旱炎热气流对准噶尔均有明显的影响。上三叠统黄山街组形成时干旱气候缓解，降水量增加，该组沉积物反映出温暖的亚热带气候特征。因此，从成油的古气候条件来说，芦草沟组要优于黄山街组。