甘肃庄浪全新世黄土土壤物源分析及古气候恢复重建

通过对六盘山西侧黄土地区进行详细的野外调查,在甘肃庄浪县城北水洛河第三级阶地平坦地面发现出露厚度3 m的全新世风成黄土古土壤剖面。确定以此为基础进行黄土古土壤物源分析及古气候恢复重建研究。在对该剖面土壤与沉积学宏观特征观察分析描述的基础上,从上向下,以每2 cm连续采样,共获得170个样品。在实验室进行理化指标分析和OSL测年、粒度成分端元分析和时间过程小波分析。结果表明,该剖面全新世黄土古土壤中可以识别出4个端元组分。它们分别代表了沉积物沉积后就地风化成壤改造作用、后期的淋溶淀积作用、西北冬季风和区域北风作用下的沙尘暴沉积作用。其中反应短尺度气候变化比较敏感的端元1组分在时间尺度上呈现出0.3 ka、0.7 ka、1.2ka、1.5 ka、1.8 ka以及2.4 ka的震荡周期。该研究结果对于推动量化分析六盘山西黄土高原全新世黄土古土壤物源和恢复重建该区域气候变化规律具有重要意义,也可为其他地区全新世气候变化过程恢复重建和区域对比提供参考材料。     

汉江上游湖北段低阶地风成黄土-古土壤释光测年研究

通过对汉江上游湖北郧县-郧西段河谷的野外考察,选择前坊村汉江第一级阶地典型的黄土覆盖层剖面进行了深入研究.我们系统进行采样,分选出40～63μm石英颗粒,利用单片再生剂量法(SAR)技术,测得这些样品的光释光(OSL)年龄在2.90±0.15～16.76士0.60ka之间.OSL年龄值与地层深度表现出良好的对应关系.其...     

汉江上游谷地与渭河谷地黄土化学风化程度比较

比较汉江上游谷地及渭河谷地典型黄土剖面的元素组成、化学风化强度及常量元素迁移特征,揭示秦岭南北两侧黄土-古土壤剖面的成壤强度及其所指示的环境演变特征,两者差异及共性如下：① 两剖面化学组成均以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,元素组成均一且高度混合,与上部陆地壳（UCC） 的化学成分十分接近,该些证据均指示两区域黄土是来源广泛并经过充分混合的风尘堆积产物。② 据CIA 值可判定MTS 及YHC 剖面均经历了中等风化作用,比较两剖面CIW值、A-CN-K三角图投点特征及元素迁移率知,汉江上游谷地的黄土-古土壤序列经历的化学风化作用更强,Ca 及Na 元素的丢失率更高,Al、Na、Mg、Si 等常量元素的迁出率更大。③ 依据Fe、Na迁移率的全剖面变化曲线知,汉江上游谷地与渭河谷地自全新世以来经历了相同的气候演变阶段,均记录了6000-5000a BP的干冷气候事件。     

六盘山东麓晚更新世以来黄土粒度指示的物源特征及演变

在宁夏长城塬完整的晚更新世-全新世黄土-古土壤剖面(长城塬剖面)进行高分辨率采样,对125个样品的粒度数据做了粒度端元分析,并对各端元组分含量在地层深度尺度上做了小波分析。结果认为：端元分析法可以把代表4种不同动力的沉积端元分离出来。端元1可能代表了西风带控制下的由高空气流搬运的远源粉尘物质;端元2可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化以及成壤改造作用;端元3可能代表了后期的淋溶作用动力特征;端元4可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土粗颗粒组分特征。根据小波分析认为各端元组分含量在不同的深度上均存在着准周期变化,指示了相对应的时间尺度上古季风变化具有准周期性的特征,同时也说明了沉积剖面一直处于较为连续沉积状态,比较完整地记载了各沉积动力过程。各端元组分在不同的时间尺度上具有不同的准周期性特征。     

郑州全新世黄土的颗粒形态特征及其环境意义

用偏光显微镜和图像处理软件对黄土颗粒形态进行观察和定量分析,用激光粒度仪测量黄土的粒度分布。结果表明:郑州地区黄土中颗粒的一般呈次圆状-圆状,具有较高的圆度和球度;矿物组合以石英和长石占绝对优势,但郑州黄土中石英/长石比值和C/F_{(10 μm)}值高于关中黄土;郑州黄土粒度峰值集中在50~80 μm且曲线形态较陡,而关中黄土粒度峰值在20~40 μm且曲线形态较缓。综合分析认为,郑州地区黄土可能来源于孟津以东的黄河冲积扇,应属于近源黄土。     

汉江上游黄土常量元素地球化学特征及区域对比

本文对汉江上游黄土的常量元素含量及相关地球化学参数CIA、Na/K、淋溶系数、退碱系数、残积系数等进行了系统分析。结果显示：① 汉江黄土的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,三者含量总和达767.3 g/kg;常量元素含量大小排序为SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K₂O>MgO>Na₂O>CaO。风化成壤过程中Na、Ca、Mg、Si发生不同程度的迁移淋溶,而Fe、Al、K相对富集。② 其风化成壤强度呈现从马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀又降低的规律,记录了该区域气候经历了末次冰期（55.0-15.0 ka BP）冷干、早全新世（15.0-8.5 ka BP）增温增湿、中全新世（8.5-3.1 ka BP）达到最暖湿,晚全新世（3.1-0.0 ka BP）降温变干的演变过程。③ 汉江黄土与洛川、巫山、下蜀黄土的元素组合特征高度一致,不同地区常量元素（CaO除外）含量十分接近且UCC标准化值变幅均小于0.25,这暗示了它们风化之初具有相似的风成沉积基础;但不同区域黄土的化学风化强度差异明显,大致呈现洛川黄土<汉江黄土<巫山黄土<下蜀黄土的趋势,与中国现代季风气候的空间变化规律相吻合,即不同地区黄土风化程度差异主要是东亚季风变化影响的结果。     

玛曲谷地3 ka以来气候变化对黄河一级阶地土壤发育过程的影响

青藏高原东部若尔盖盆地不同地貌位置发育了较好的黄土- 古土壤序列,但目前关于这些风积物的时间序列、空间分异及其对地表过程的指示意义尚不十分清楚。本文根据野外考察所获资料和实验室数据,针对这些问题进行分析论述,成果可为准确理解若尔盖古湖泊消亡后,该地区风沙活动的盛衰变化、风化成土强度变化和气候变化规律及其他们之间的关系提供直接证据。选择黄河一级阶地玛曲老桥西（LQX）剖面为探究对象,对其剖面构型、磁化率、地球化学、微形态等进行研究,用光释光（OSL）方法进行测年断代。研究认为：在若尔盖盆地普遍发育多周期土壤,但不同地貌位置发育的黄土- 古土壤序列的时间序列和构型并不相同。LQX剖面具有MS0- MS1- L- MS2- L构型,为近3. 0 ka以来连续发育所成,风沙活动强度变化是影响土壤连续发育的主要原因;矿物组合、CIA、Rb/Sr比值、磁化率等数据指示该剖面整体处于低级风化强度阶段,土壤层风化成土强度有所增加,但增强的幅度有限;5~4 ka形成的黄河一级阶地为风成堆积和保存提供了有利条件,3. 0 ka前后区域气候转向较干旱,风沙活动较强形成了黄土L。1. 5 ka前后,气候向较湿润方向转化,降水增加,地面的水热条件有利于草甸类植物生长,形成土壤层MS2。0. 6 ka 前后,出现短暂的气候较干旱时段,土壤发育中断,风尘堆积加剧形成约30 cm厚的黄土。0. 3/0. 4 ka始,气候干旱降低,风沙活动减弱,土壤又重新发育,形成MS1 +MS0。     

关中东部全新世黄土—古土壤序列粒度组分变化特征及古气候意义

通过在陕西关中东部的一条全新世黄土古土壤剖面(尧禾村剖面)进行高分辨率采样,对150个样品的粒度数据做了端元分析,并进一步对各端元组分含量在深度变化的时间尺度上做了小波变换。粒度端元分析结果认为,可以把代表3种不同沉积动力以及改造动力的组分端元分离出来。并结合磁化率、地球化学指标的对比分析,初步认为,尧禾村剖面端元1可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化及成壤改造作用;端元2可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土组分特征;端元3可能代表了区域东北风或北风搬运的近源沉积物。小波分析认为,各端元所代表的动力强弱大致在1.5,3.0和4.5 ka的尺度上具有较为明显的准周期性。通过对沉积物进行粒度端元划分,在识别沉积物沉积动力环境和物源特征上具有良好的效果,各端元组合特征能够很敏感地反映出沉积动力组合特征,对全新世各动力变化特征能够很好地反映,同时在更长时间尺度上重建古季风气候具有参考意义,应用小波分析对划分相应时间尺度上的周期性和推断未来可能的变化趋势提供了可能。     

汉江上游安康东段古洪水事件光释光测年研究

通过对汉江上游河谷广泛的野外考察,结合粒度和磁化率分析,证明汉江上游安康东段阶地剖面夹有两层典型的古洪水滞流沉积层,其记录了两期古洪水事件。选择该河段LSC两个剖面进行系统采样,对其进行了年代学和沉积学研究。应用单片再生法（SAR）光释光测年技术,获得其光释光年龄值,结合地层对比,确定这两期古洪水事件分别发生在距今13050~12270 a（对应BL+AL事件向着YD气候恶化事件转折阶段）和发生在距今1000~900 a左右,相当于我国历史上的北宋时代后期（A.D. 1000~1100）。通过与国内外多种高分辨率气候变化记录的对比分析,揭示了古洪水事件的发生与气候恶化转折时期,季风气候格局突变、气候波动不稳定、降水变率增大有密切关系,这对汉江上游水资源综合开发利用以及防洪减灾有着重要的意义。     

秦岭南北河流不同尺度特大洪水对比研究

以秦岭南北的汉江上游、渭河为例,对比分析了万年以来洪水发生的时间、流量的差异,并探讨了气候变化与洪水发生的联系。结果表明:在长时间尺度上,秦岭南北的汉江上游、渭河均有古洪水事件的沉积记录,汉江上游的洪水流量远大于渭河流域的洪水流量,洪水发生时间主要集中在4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP这两个时间段内;对季风气候变化分析表明,4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP是季风突变气候恶化的两个转折期,气候突变使得秦岭南北河流在这个时间段均有古洪水事件记录,但因测年分辨率的限制,似乎秦岭南北洪水发生时间具有一致性。在短时间尺度上,对秦岭南北实测洪水分析发现,虽然大多数年份秦岭南北没有洪水同时发生,但在个别年份内秦岭南北还是有洪水同时发生情况;从华西秋雨角度分析表明,秦岭南北的汉江上游、渭河处于华西秋雨核心区,但因多种因素的影响,在多数情况下秦岭南北洪水发生的时间并不都是完全相同。研究成果有助于从水文学角度在长时间尺度上揭示秦岭南北地区主要河流洪水发生规律,深化特大洪水事件与季风气候的关系;同时也加深了对秦岭地理分界作用的认识,对秦岭南北因地制宜的进行防洪减灾和水资源的合理调度开发有重要的实践意义。