罗马尼亚第四纪黄土沉积的岩石磁学特征及成土模式探讨

欧洲罗马尼亚发育着典型的第四纪风积黄土-古土壤地层,通过对Mircea Voda剖面黄土-古土壤样品进行磁化率、频率磁化率、非磁滞剩余磁化强度、等温剩磁、热磁曲线和磁滞回线等岩石磁学参数测试分析,发现罗马尼亚Mircea Voda黄土-古土壤序列磁化率曲线形态与中国黄土高原中部西峰黄土极为相似;而且所含磁性矿物种类也很相似,主要以亚铁磁性矿物(磁铁矿和磁赤铁矿)为主,也含有反铁磁性矿物(赤铁矿和针铁矿).罗马尼亚Mircea Voda黄土与中国西峰黄土有相似的成土模式,成土过程都是在干旱氧化环境中进行,磁化率与成土作用基本成正相关关系.磁化率在成土弱的黄土层中获低值,在成土强的古土壤层中获高值,反映冰期、间冰期旋回在全球范围内对气候影响的一致性.成±过程粒度小的超顺磁(SP)和单畴(SD)亚铁磁性矿物相对含量的增加是罗马尼亚Mircea Voda剖面古土壤磁化率增强的主要原因.罗马尼亚Mircea Voda黄土的磁化率数值整体低于中国西峰黄土的值,物源的差异以及罗马尼亚气候的水热不同期使得古土壤发育弱于中国黄土,以及地下水对剖面底部土壤层的淋溶作用,可能是造成Mircea Voda黄土磁化率低于西峰黄土的原因.     

福州盆地MIS 3以来海侵层分布特征及指示盆地内部构造活动

福州盆地晚第四纪海侵-海退研究在近几十年内获得了较多的成果积累,已证实淤泥层可作为海侵活动的标识层。海侵层除了能够指示海平面上升,其在盆地内部的分布特征能够反演其沉积后期经历的构造活动。本研究在前人的基础上,收集了盆地内不同位置913根钻孔岩芯资料,分别提取全新世与MIS 3两次海侵层层顶、层底埋深、厚度以及现代地表高程等参数,对其进行相关性分析,并将两期次海侵层的厚度和层底埋深利用ArcGIS进行反距离权重插值分析,结合盆地内已探明的断裂构造,探讨盆地沉积中心的演变。结果表明,不同期次的海侵层在盆地内分布特征存在显著差异：1)全新世海侵层的层顶与层底埋深具有显著的正相关关系,层底埋深与海侵层厚度之间存在显著的负相关关系,而与现代地表高程也存在一定的正相关关系,表明全新世海侵层沉积以来盆地内部未发生明显的差异性构造沉降;2)MIS 3海侵层的层顶、层底埋深同样具有显著的正相关关系,而层底埋深与海侵层厚度之间有一定的负相关关系,但是相较全新世弱得多,层底埋深与现代地表高程不存在相关关系,表明MIS 3海侵层沉积以来盆地内部可能发生过差异性的构造沉降;3)ArcGIS反距离权重插值结果显示...     

腾格里沙漠边缘表土磁学性质及其意义

通过对腾格里沙漠边缘表土进行岩石磁学的测试和分析,发现样品中的磁性矿物主要是铁的氧化物。主要为磁铁矿,其次为磁赤铁矿和赤铁矿。磁颗粒以多畴和准单畴为主。样品之间低频磁化率值相差很大,靠近雅布赖山附近的样品明显高于其他样品。频率磁化率普遍很弱,最大3.7%,反映了该沙漠边缘区的干旱条件下所进行的以物理风化为主的地质过程。结果表明,本地区磁化率几乎不受成土作用的影响。磁化率增强机制与黄土高原不同,可能主要反映了局部地区的母质、地形和微气候的影响。     

印度河流域平原表土的成因及其意义

有关印度河流域黄土的研究零星报道集中集于北部山区,南部平原长期以来普遍被认为是由印度河携带的沉积物冲积形成。人们对印度河流域是否存在第四纪风积物知之甚少。本研究小组从伊斯兰堡至卡拉奇沿着印度河河谷和平原,以及塔尔沙漠边缘进行了广泛考察,发现印度河平原广泛分布着第四纪风成黄土。采样研究结果表明,印度河流域黄土样品中的磁性矿物与中国黄土一致,以磁铁矿为主,含有少量磁赤铁矿,可能含有赤铁矿;粒度组成也与中国黄土高度相似;元素地球化学结果显示,样品的稀土元素配比模式依然表现为轻稀土富集、重稀土亏损,Eu中度负异常的特征,与中国风积黄土特征高度相似;常量元素以SiO₂、Al₂O₃、CaO和Fe₂O₃占主导。印度河流域表土具有质地均一、疏松多孔等典型风成黄土特征,这些易耕又宜耕的黄土地沿着印度河平原广泛分布,与现代农业耕地高度重合。因此印度河流域与中国黄河流域相似,黄土地上快速发展的原始农业是推动古印度文明发展的重要动力。

     

2012年“海葵”台风影响江苏的两段大暴雨特征分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及加密自动气象站资料,对2012年8月8-10日"海葵"台风影响江苏的一次大暴雨过程进行诊断分析。大暴雨过程有两个不同发展阶段,分析结果表明:两段大暴雨的影响系统不同、热力机制不同导致大暴雨落区、强度的不同。第一段是出现在江苏的沿江和苏南地区的台风本体大暴雨。随着海葵台风在浙江登陆,台风东北象限东南低空急流携带强劲的海上暖湿气流伸至江苏南部,下层暖湿上层干冷的不稳定层结积聚了大量不稳定能量。第二段大暴雨为发生在江苏北部的台风倒槽大暴雨。"海葵"台风减弱向西北移动进入安徽东南部,西南季风的加强和台风倒槽东侧低空东南急流的汇合为强降水提供丰富的水汽,而台风倒槽东侧低空急流携带的暖湿气流与高空槽后冷空气叠加,冷暖空气交汇触发了不稳定能量释放,激发了大暴雨过程的维持和增幅。整段大暴雨过程持续时间长、强度大,第二段比第一段降水区域小、持续时间短,但大暴雨中心过程雨量和降水强度更大。高低空急流耦合作用和强垂直螺旋度柱是此次大暴雨过程的动力抬升机制。     

江苏一次冬季强浓雾天气持续和消散诊断分析

本文利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料及加密自动气象站资料对2006年12月24—27日江苏省持续了4 d的大雾天气进行分析,重点对强浓雾天气的持续和消散特征进行了诊断研究。结果表明:此次雾在辐射降温条件下形成,在暖平流作用下辐射雾转为平流雾并且增强;暖湿平流为雾的发展提供了有利的水汽和热力条件;中高层辐合下沉增温和低层弱上升运动,使得逆温层稳定维持,是浓雾持续不消有利的动力条件;雾消散阶段,低层正涡度平流南下,使大气层结出现位势不稳定,伴随着冷空气入侵,辐散下沉,垂直运动相应增大,逆温层彻底被破坏,动力和热力条件相配合最终导致雾消散。     

福建霞浦钻孔沉积物记录的约7800a B.P.以来海平面波动的磁学响应

海平面上升造成的一个直接后果就是沿海盆地发生海侵事件,可能给低海拔沿海城市带来灾难,因此地质时期的海平面升降一直是学术界研究的热点。本文通过对福建霞浦钻孔沉积物进行详细的环境磁学参数测试和AMS 14C定年,并结合岩性描述及前人对福建沿海全新世以来海平面波动曲线的重建结果,探讨了约7800a B.P.以来研究区海平面波动的磁学记录。研究表明,钻孔沉积物中的主导磁性矿物为陆源碎屑磁铁矿。当海平面上升时,沉积区水动力条件减弱,陆源碎屑物质输入量减少,沉积物以浅海相淤泥为主,κ、ARM及SIRM值很低,TOC含量升高;当海平面波动下降时,沉积区水动力条件加强,陆源碎屑物质输入量增加,沉积物以潮滩相含中粗砂沉积为主,κ、ARM及SIRM值升高,TOC含量下降。结果表明磁学参数可以很好地响应海平面上升过程中次一级波动变化,但是不同的研究区海平面升降的磁学响应不同,在使用时应当谨慎。此外,本文的研究结果与前人对研究区重建的海平面变化曲线相比存在一定的差异,可能是由于定年手段及研究材料的不同或区域性差异造成的。     

套管井井壁附近地层横波速度径向分布反演

套管外地层受异常地应力、油气开采的影响,在径向上表现出非均质性;采用声波测井可以对该非均质性进行探测,利用偶极子横波测井数据可以对横波速度的径向分布进行反演.本文建立了套管井外地层横波速度径向分层参考模型,采用修正的微扰法计算了该模型的偶极弯曲波频散曲线,建立了横波速度径向分布反演目标函数,采用高斯牛顿法和快速模拟退火法对目标函数进行了求解,得到了套管井外地层横波速度的径向分布.分析了偶极弯曲波频段、套管横波速度对反演结果的影响,对比了高斯牛顿法和快速模拟退火法对反演过程的影响.分析对比结果表明,采用偶极弯曲波激发强度较高的频段与采用全频段的反演结果相近;套管的横波速度准确度越高,反演结果越准确;高斯牛顿法和快速模拟退火法计算精度相同,都可以得到高精度的横波速度径向分布;快速模拟退火法的计算效率略低于高斯牛顿法,但其收敛性对初始值依赖更小,实际处理中应选择快速模拟退火法.     

巴基斯坦Bahawalpur黄土岩石磁学特征及磁化率变化机制研究

风成黄土是陆地上分布最广泛的沉积物之一,记载了各种古气候演化信息.目前巴基斯坦的黄土研究甚少,磁化率与气候对应的变化机制研究尚未开展.本文对位于巴基斯坦印度河平原Bahawalpur地区新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的岩石磁学研究,结合粒度和漫反射光谱(DRS)数据,讨论巴基斯坦黄土的磁化率变化机制.实验结果显示：Bahawalpur (BH)剖面黄土层主要的载磁矿物为磁铁矿,同时含有少量磁赤铁矿和针铁矿,磁性颗粒以原生的MD和PSD颗粒为主.相对于黄土层,古土壤层则是以针铁矿为主,含有顺磁性矿物和少量磁铁矿.BH剖面磁化率与成土作用关系和中国黄土高原典型剖面相反,磁化率的变化可能存在一个阈值12.8×10^-8m³·kg^-1,在阈值之上,强磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)占主导;阈值之下,以弱磁性矿物(主要是针铁矿)为主,这种磁性矿物的转变可能导致磁化率降低.本文可为今后利用磁化率解读该地区地层蕴含的古气候信息提供新线索.

     

宝鸡剖面S5古土壤磁化率变化机制

运用岩石磁学和地球化学相结合的方法对宝鸡剖面S5和S3古土壤的磁性特征进行了详细对比分析,结果表明S5古土壤层 Rb/Sr 比值较高,S5古土壤形成期气候温暖湿润,成壤程度比S3时期强。S5层亚铁磁性矿物含量低于S3层,反铁磁性矿物主要为针铁矿; 而S3层的反铁磁性矿物主要为赤铁矿。S5层土体表面及土壤空隙中可见大量黑褐色的铁锰胶膜分布,由于沉积后土壤长时期处于偏干或偏湿的氧化、还原交替环境中,细粒的磁铁矿和/或磁赤铁矿、赤铁矿溶解转化成褐铁矿、针铁矿等弱磁性矿物,主要转化成在局域湿润环境下能够稳定存在的针铁矿,这种磁性矿物的转化可能导致了成壤强的S5古土壤超顺磁亚铁磁性矿物含量的减少和磁化率的降低。