两高分辨率黄土剖面末次冰消期气候事件的差异探讨

高分辨率黄土剖面的获取使我们对亚轨道时间尺度上的气候事件的研究成为可能。通过对六盘山东、西部两个高分辨率黄土剖面与GRIP冰芯记录的对比研究,我们发现两剖面都捕捉到了末次冰消期内的Younger Dryas 事件与Heinrich-1事件及Blling和Allerd事件,并且它们在时间上与冰芯的结果较为一致。更为重要的是,这些亚轨道时间尺度上的气候事件在东西两剖面内存在较大差异:Heinrich-1事件在西面沙沟剖面的烙印较东面的王官剖面要深;对于Blling和Allerd事件,沙沟剖面较王官剖面的波动要多;在沙沟剖面,Younger Dryas 的结束是一种突变行为,而在王官剖面中则是一种渐变行为;此外,沙沟剖面比王官剖面表现出更大的波动幅度和更多千年尺度上的快速波动。初步推测上述差异是由高、低纬地区对它们影响的不同所造成的。     

鄂尔多斯地区倒数第二次冰期冰楔假型的发现以及中国倒数第二次冰期多年冻土边界重建

首次发现鄂尔多斯地区发育有倒数第二次冰期冰楔假型,并根据此发现结合以往资料恢复了中国倒数第二次冰期多年冻土的边界,即105° E以东,118° E太行山一线以西地区的冻土南界在36°33' N附近,太行山以东地区位于40°20' N附近;而105° E以西的青藏高原地区多年冻土则分布在36°～29° N,现代海拔为2 000～3 100 m的地区.边界附近倒数第二次冰期时的年均气温比现今要低10～15 ℃.     

黄土高原0.8Ma以来地面抬升的时空特征研究

根据黄土高原地区黄河阶地的形态特征和成因分析,认为其形成主要是地面抬升所致并且在黄河达到均衡状态下形成,可以推断黄土高原的地面抬升。根据对黄土高原地区黄河0.8 Ma阶地的研究并结合相关文献资料,选取兰州段、黑山峡段、晋陕峡谷段和三门峡段作为典型研究区域,得出黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升存在显著的时空特征,即空间特征表现为地面抬升量有西大东小的规律,时间特征表现为地面抬升速率有后期加速趋势、特别是晚更新世以来。并认为黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升与青藏高原的构造抬升有成因上的联系。     

昆明红色石灰土经酸碱处理后的pH值与磁化率的关系研究

土壤磁性变化机制的研究中,越来越多的证据指示成壤作用的影响,而土壤理化性质是其分类的主要因素,却很少有关于土壤理化性质与磁化率关系的研究报道。通过对碳酸盐岩上覆红色石灰土的酸碱处理实验,探究土壤pH值与其磁化率的影响。研究结果表明：酸碱处理前,红色石灰土的磁化率集中在3000～4500×10m^3／kg,pH值在7～8,为碱性土壤;经HCI溶液处理后,pH值下降到1～4,磁化率下降到250—4000×10^-8m^3／kg,pH值与磁化率呈现正相关关系;经NaOH溶液处理后,pH值上升到8～13,磁化率反而下降到2500-4000×10^-8m^3／kg,pH值与磁化率呈现负相关关系。上述现象的产生,与酸和强碱所分别带来的还原和氧化环境有关,改变了弱磁性矿物和强磁性矿物之间的转化方向,抑制了趋磁细菌作用,最终引起土壤磁化率的变化。     

金沙江金江街段河流阶地年代及对河谷水系演化历史的启示

100多年来,关于金沙江独特水系格局的形成历史一直是地学界争论的重要话题之一。多数学者认为,现代金沙江水系是古长江袭夺古红河上游发展过来的。红河海底扇5.5 Ma泥沙供给中断被认为与这一袭夺事件有关。然而,长期以来人们一直没有找到与这一时代相匹配的地貌证据。最近在金沙江金江街段找到了多达8级的河流阶地序列,ESR测年结果显示这些阶地的形成年代为1.07 Ma、0.70 Ma、0.65 Ma、0.51 Ma、0.47 Ma、0.44 Ma、0.30 Ma和0.18 Ma,结合GPS高程测量数据,推算最近1.0 Ma以来的河谷平均下切速率为147 mm/ka。以填充河谷地形为主要手段的古地形恢复结果（基于DEM数据）显示,古长江袭夺古红河上游形成现代金沙江水系发生在这一区域内海拔2000 m左右的古地形面解体之后,依照河谷平均下切速率外推,古地形面解体时代为5.5 Ma,即现代金沙江水系形成于5.5 Ma之后。我们的研究结果与红河海底扇的资料形成一个相互呼应的证据链,为重建现代金沙江水系格局形成历史提供重要依据。     

兰州盆地黄河800ka B.P.阶地的发现及其古地磁年代

兰州东盆地的枣树沟黄河第四级阶地(T4),砾石层顶高出黄河河面84 m,其上堆积厚约64 m的风成黄土,黄土地层中包括八层古土壤,最底部发育了古土壤S8.光释光(OSL)测年结果显示古土壤S1上部的年龄为70.4±7.6 ka.黄土古土壤对比以及磁性地层学研究表明,枣树沟T4上覆风成黄土的年龄为865 ka,T4至少形成于865 ka B.P..     

兰州东盆地最近1.2Ma的黄河阶地序列与形成原因

毗邻青藏高原的兰州地区的黄河阶地系列是地面抬升和气候变化的信息载体.通过古地磁、光释光测年及黄土-古土壤地层序列对比,初步确定了兰州东盆地1.2Ma以来主要有两个阶地发育时期.第1个时期是1.24～0.86Ma, 黄河至少发育了4级阶地,其形成时代分别为:1.24Ma, 1.05Ma, 0.96Ma和0.86Ma; 第2时期为最近0.13Ma,黄河发育3级阶地,时代分别为0.13Ma, 0.05Ma和0.01Ma.每级阶地河漫滩顶部都有一层古土壤发育,表明黄河下切形成阶地发生在古土壤开始发育的冰期向间冰期的过渡阶段,但是并非1.2Ma以来的每次冰期-间冰期的气候交替都能引起黄河下切形成阶地.气候变化只是阶地形成的必要条件之一,不是充分条件.对比黄河下切速率和阶地年代序列发现,地面上升仍然是影响黄河下切的重要因素.只有在地面上升速率达到一定程度的时候 (例如:1.2～0.8Ma和最近0.13Ma),气候变化才能导致黄河堆积与下切交替形成阶地;而在地面上升缓慢时期(例如:0.80～0.13Ma),即使发生了大幅度的气候变化,黄河也没有阶地记录.     

黄河三门峡至扣马段的阶地序列及成因

通过对黄河三门峡至扣马段的野外地貌调查, 结合黄土地层学、年代学分析, 发现黄 河在位于豫西断隆的三门峡至孟津段发育至少4 级阶地, 其形成时代由老到新分别为: 0.86 Ma BP、0.62 Ma BP、0.13 Ma BP 和0.05 Ma BP; 在位于华北断坳的孟津至扣马段仅发育 3 级阶地, 形成时代分别为: 1.24 Ma BP、0.25 Ma BP 和0.05 Ma BP。黄河各级阶地的河流 相沉积物顶部都有一层古土壤发育表明, 黄河下切形成阶地的过程发生在古土壤发育的间冰 期, 气候变化对阶地的形成有一定影响, 但是, 黄河流经豫西断隆和华北断坳两个抬升状况 差异较大的构造单元所表现出来的阶地序列和年代的迥然差异则证明了地面抬升也是控制黄 河阶地发育的重要因素。     

宛川河阶地的年代与下切机制

宛川河是黄河一条小规模支流,在榆中盆地中发育了至少四级堆积阶地。以"古土壤断代法"为基础,结合OSL测年和14C测年,较准确的确定了宛川河四级阶地形成的年代为330、130、50和10 ka。区域构造表明榆中盆地相对下陷,地面抬升不是引起河流下切的主要原因,同时阶地位相说明作为宛川河侵蚀基准面的黄河对宛川河下切影响只限于距河口不远的一小段距离。每级阶地面上都堆积一层古土壤指示宛川河下切于古土壤开始发育时期,对应于气候由冷干向暖湿转换的时期,河流下切的主要原因是气候变化。     

末次间冰期以来渭河上游气候演化的黄土记录研究

对渭河上游樊家台剖面末次间冰期以来黄土地层的粒度与CaCO3进行综合分析表明,末次间冰期时,受夏季风影响较大,粒度较细,CaCO3有较强的淋溶与淀积,气候呈现较为暖湿的特点;末次冰期时,受冬季风影响较强,粒度较粗,CaCO3淋溶淀积微弱,气候较为干冷。间冰期早期（相当于深海氧同位5e阶段）由于夏季风较强,粉尘堆积较少,古土壤向下发育,并与下部土壤融合,导致粒度较5a、5c阶段粗;2阶段的早期,由于粉尘源区出现了高湖面,环境湿度大,造成此时段早期黄土粒度较晚期细;表现出区域气候的特点。