中新世以来我国季风-干旱环境演化与青藏高原的生长*

根据中国北方地质、生物和构造记录与南海及全球记录的对比研究, 讨论了中国中新世以来季风-干旱环境与青藏高原阶段性生长耦合演化的关系。研究认为, 在研究季风环境的同时, 应加强我国季风-干旱环境整体系统变迁及其动力学的研究。     

用锆石U/Pb测年技术追踪黄土红黏土物源:进展与展望

黄土高原的黄土和红黏土沉积序列蕴藏着丰富的古气候和古环境信息,为理解黄土高原地区的气候历史和气候演化机制提供了良好载体。然而,跟古气候信息相比,地学家对于黄土物源的演化历史还存在较大争论。单颗粒锆石U/Pb测年是一种新兴的物源示踪方法,因为这种方法能提供样品里单颗粒锆石的年代,能够最大限度地恢复物源信息,具有较高的可信度。因此,这种方法可能能够帮助解决地学家关于黄土红黏土物源演化历史的争论。比较了锆石U/Pb方法与其他传统示踪方法在构造尺度和轨道尺度上指示的黄土物源的异同,并根据这些结果提出了今后利用锆石U/Pb测年研究黄土物源的重点方向。     

黏土矿物在古环境重建中的应用

黏土矿物组成、含量以及结晶参数的变化与古环境(气候与沉积环境)变化密切相关,可以反映气候冷、暖周期性变化和沉积环境特征。近些年来,黏土矿物分析成为重建古环境的有效手段之一。在阐述黏土矿物的研究方法和古环境意义的基础上,对近20年来黏土矿物在海洋、黄土、湖泊古环境恢复当中的应用进行了回顾和评述。指出随着新的研究方法的不断引入与创新,黏土矿物分析已从定性研究转向半定量、定量研究;黏土矿物记录与孢粉、硅藻、粒度和氧同位素反映的古气候基本吻合,说明黏土矿物是古气候研究的有效方法。但气候以外的其他因素也能引起黏土矿物含量和组合的变化,因此,在进行古气候重建时必须考虑物质来源、水动力条件、地质地貌特征和地球化学环境以及构造运动等因素的可能影响。结合其他多种古环境代用指标的联合运用,黏土矿物研究将在古环境重建中发挥越来越重要的作用,具有广阔的应用前景。     

天山北坡黄土记录的中更新世以来干旱化过程

对天山北坡沙湾县东湾镇厚71 m的风成黄土剖面气候代用指标的研究表明,中更新世以来北疆地区气候环境演化经历了0.80~0.60 Ma气候相对湿润时期、0.60~0.25 Ma干旱化时期和0.25~0 Ma干旱气候3个时期,气候总的变化趋势是越来越干旱。在0.60和0.25 Ma左右发生了重要的干旱化气候事件,这些事件加速了该区的干旱化进程。黄土的形成年代说明,北疆的古尔班通古特沙漠早在0.8 Ma前就已经有相当规模了,现在的干旱气候格局是0.25 Ma左右形成延续至今。天山北坡0.8 Ma开始堆积黄土、准噶尔盆地沙漠大规模扩张主要是1.2 Ma左右青藏高原及亚洲山地强烈隆升造成大气环流发生巨大调整的结果。     

佳县红粘土堆积的磁学性质及其古气候意义

对佳县剖面红粘土作了较为详细的岩石磁学研究. 实验结果显示, 该地区红粘土堆积与黄土高原黄土-古土壤及其他红粘土堆积既具有相似的磁学性质, 又有明显的自身特点, 磁性矿物以磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿为主, 褐铁矿/针铁矿含量较小. 同时, 红粘土与剖面上部午城黄土中的古土壤和黄土相似, 较强发育的古土壤层与弱发育的古土壤层相比, 显示低矫顽力特征和较高的超细颗粒含量, 说明在相对湿润气候条件下成壤作用的增强对超细颗粒的形成和磁性矿物的转化具有重要贡献, 体现出晚第三纪红粘土发育的古气候环境与黄土-古土壤相似, 具有波动变化的特点. 与黄土高原东部和南部风尘堆积的磁滞回线特征相比, 佳县红粘土样品达到饱和需要相对较高的磁场强度, 进一步证明了硬磁性矿物的存在和相应较弱的生物化学作用特征, 说明黄土高原北部与东部和南部的气候环境存在一定的差异性, 干旱化的程度相对较高.     

天山黄土记录的古尔班通古特沙漠形成演化

沙漠形成演化是第四纪古气候、古环境研究的重要内容之一。通过位于古尔班通古特沙漠下风向天山北坡河流最高阶地上的厚层风成黄土的形成时代和>63 μm砂含量变化的研究,确定古尔班通古特沙漠最迟在0.8 Ma前已经存在。0.8 Ma以来沙漠发育经历了基本稳定期(0.8~0.4 Ma)、强烈波动扩展期(0.4~0.13 Ma)和收缩稳定期(0.13~0 Ma)三个阶段。昆黄运动造成东亚大气环流形势的改变,使准噶尔、塔里木盆地等我国西北地区降雨减少,气候显著变干及冬季风强化,盆地中湖泊萎缩消失、大片河湖相松散物质裸露产生的丰富物源为沙漠形成提供了充足的条件,沙漠开始广泛发育,沙漠主体形成。     

江汉平原钟桥遗址地层揭示的史前洪水事件

通过野外考古调查研究,利用对钟桥遗址疑似古洪水层和研究区现代洪水沉积物的锆石微形态、粒度、磁化率、Rb/Sr等地球化学指标的比较、AMS¹⁴C技术和考古器物断代,发现钟桥遗址在4800~4597 cal. a BP、4479~4367 cal. a BP和4168~3850 cal. a BP分别经历了三次古洪水事件并相应堆积了古洪水沉积层;结合江汉平原及其周边地区众多遗址的古洪水沉积层时代对比证据,揭示了屈家岭文化中晚期（4900~4600 cal. a BP）和石家河文化末期至夏代（4100~3800 cal. a BP）两次大洪水事件在江汉平原地区非常普遍。对史前洪水发生环境背景的进一步分析,反映江汉平原在5000~4500 a BP及4000 a BP前后的时段气候表现得不稳定,古洪水事件与气候环境变化驱动的江汉平原湖群扩张存在一定的联系,并影响区域新石器文化兴衰过程。同时,其它证据也表明该区社会发展过程和环境变化过程特别是古水文过程的矛盾在石家河文化末期已特别突出,发现具有全球意义的4000 a BP前后气候异常引起的大洪水事件是江汉平原地区石家河文化消亡的重要环境因素;而石家河文化末期该区内部或同中原以及其它地区间的冲突,都加速了石家河文化的崩溃。这些研究成果,提供了可靠的大禹时代史前洪水证据来说明其对新石器文化兴衰的社会影响,对于揭示4000 a BP气候事件中区域气候水文变化的响应规律,亦具有重要的科学意义。     

长安少陵塬S4古土壤化学成分与环境变化

通过对长安少陵塬双竹村S₄古土壤的野外观察、元素分析及粒度分析,讨论其环境变化。结果表明:(1) 根据剖面特点、元素淋溶迁移特征及脱离粘化层的钙淀积层,可判断S₄属于酸性淋溶土,其剖面构型为Bts-Bs-BC-Bck-C;(2) 根据S₄的颜色、质地、结构及铁质胶膜和钙淀积层的特点,但又不具明显的铁铝化特征,可判断S₄可能相当于现今中国北亚热带的黄棕壤;(3)根据CaCO₃迁移深度、风化淋滤黄土层厚度及红色铁质粘土胶膜的最大深度与江苏六合地区现代黄棕壤的剖面很相似,可判断当时西安地区的年均温、年均降水量与六合地区较接近。     

裂变径迹法与青藏高原隆升

裂变径迹法是20世纪60年代发展起来的一种放射性同位素年代学方法,以测年范围广, 样品用量少,方法简便等优点,在地质学和考古研究中获得了广泛应用.近些年,随着径迹退火特性和径迹长度研究的深入,裂变径迹方法在造山带热历史分析和构造隆升过程研究中发挥了重要的作用,它不仅能为构造隆升研究提供年代控制,而且还能获得隆升幅度、隆升速率及隆升方式以及低温热历史等比较全面的山体隆升史资料, 成为研究构造隆升十分简捷、有效的方法.本文首先简述了裂变径迹方法研究构造隆升的基本原理,然后介绍了研究构造隆升的3种方法:年龄-高程法、矿物对法和径迹长度分析法,并对青藏高原构造隆升研究进展作了简要回顾,综合分析已有的青藏高原裂变径迹年代数据,发现在中新世晚期(约10～8 Ma)之前隆升速率较慢,之后隆升速率加快,尤其是上新世晚期(4～3 Ma)以来隆升速率迅速加快.这与地层学、沉积学等其他传统方法得出来的结论基本一致.并探讨了将来青藏高原裂变径迹研究的方向.