基于人工和TIMA自动化方法的松花江水系重矿物组成：对源-汇物源示踪的指示

松花江水系作为中国东北地区最主要的河流系统,其重矿物组成对于揭示其沉积环境、沉积物源-汇过程和水系演化等地表过程具有重要意义。但目前对松花江水系重矿物组成了解有限,对影响其重矿物组成的控制因素尚不明晰。为此,在松花江干流和10个主要支流的边滩采集河流沙样品,在通河获取2个松花江T3阶地样品,分别采用TESCAN Integrated Mineral Analyzer(TIMA)自动化矿物识别技术和人工方法,对63～250μm粒级组分进行重矿物分析,旨在给出松花江水系的重矿物组成,并分析物源、河流过程和化学风化等因素对重矿物组成的影响和控制,以及评估人工和TIMA方法在重矿物鉴定中的应用情况。结果表明,发源于不同山岭(大兴安岭、小兴安岭和长白山)的各支流具有显著不同的重矿物组成,角闪石、榍石、绿帘石、白钛石、辉石、钛铁矿和赤、褐铁矿是区分各物源的指示性矿物。源自大兴安岭的嫩江支流具有显著高含量的辉石(诺敏河)、钛铁矿(甘河、多布库尔河和阿伦河)和赤、褐铁矿(甘河、多布库尔河和雅鲁河),显示了基性火成岩物质对重矿物组成的控制,这在现代河床砾石的岩性中得到证明。然而,在松花江干流中,这些重矿...     

哈尔滨城市道路表土记录的痕量元素在不同粒级中的分布特征

将城市道路表土样品进行粒度分级(全样、＞63μm、63～30μm、30～11μm和＜11μm),测定了各粒级组分的微量元素和稀土元素组成.结果显示,微量元素在不同粒级组分中的变化程度按照以下顺序依次递增:Sr＜Rb＜Ga＜Y＜V＜Zn＜Nb＜Cr＜Zr＜Cu＜Ni,Sr和Rb受粒度影响较小,Zr、Cu和Ni受粒度影响很大.绝大部分微量元素(V、Cr、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb)随粒度的变细含量趋于增加,而Rb则相反,Ni和Ga与粒度不存在明确的相关关系.Rb/Sr比值是一个基本不受粒度分选作用影响的化学风化指标,Zr/Rb、Cu/Zn、V/Cr和Ni/V比值受粒度的影响很大,Zr/Rb比值随粒度变细而明显增高.所有REE在不同粒级组分中的分布规律和波动幅度高度一致,趋向于在细颗粒物质中富集.δEu明显受粒度的影响,随粒度变细,Eu从正异常向负异常演化.δCe在不同粒级组分中的变化不大,显示受粒度的影响较小.     

民和黄土粗颗粒组分的气候意义初探

民和黄土各粒径组分含量变化与磁化率曲线对比,并进行相关分析发现：民和黄土〉３０μｍ的粗颗粒组分可以作为较敏感的东亚冬季风代用指标。明确了民和黄土粗颗粒组分与气候变化的良好对应关系。     

呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物组成和锆石U-Pb年龄——对沉积环境和区域岩浆构造事件的指示

【目的】砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而,呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及区域地表过程的深入理解。【方法】为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。【结果】（1）沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中—酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化;（2）结合宏观和微观角度（重矿物和地球化学指标等）,并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲—洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组;（3）构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100～200 Ma和250～350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。【结论】该研究为大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建...     

中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、 地球化学和总有机碳记录

哈尔滨黄土位于松嫩平原东北部,处于欧亚大陆中纬度干旱—半干旱地带的东部边缘,是季风和非季风区的过渡地带,对季风气候的变化非常敏感.然而,由于沉积档案露头的缺乏,使得该地区的气候变化研究极为薄弱.为此,我们对哈尔滨黄土进行了磁化率、总有机碳(T O C)和地球化学测试,并结合小波分析,对松嫩平原中更新世以来的夏季风演变及...     

中更新世以来的哈尔滨黄土物源变化——来自TIMA自动定量矿物的证据北大核心CSCD

黄土隐含丰富的古气候信息,了解其物源变化对理解亚洲内陆干旱化、大气环流模式和亚洲季风演变至关重要。哈尔滨荒山剖面地层出露厚度大,地层连续,保存了松嫩平原最完整的黄土-古土壤序列。此外,重矿物在河流源-汇研究中得到广泛应用,但在风成沉积物中较少。定量矿物学方法分析速度快,能在较短时间内获得大量数据。因此,我们对哈尔滨黄土-古土壤序列进行TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)自动定量矿物分析及年代学(OSL、ESR和14C)测试,以期了解哈尔滨黄土在冰期-间冰期时间尺度上的物源变化。结果表明:TIMA方法鉴别的矿物种类高于传统方法,且TIMA定量的重矿物含量与传统方法相比存在一定的差异,但两者揭示的重矿物组合基本一致。黄土-古土壤序列在15.1 m(234.2 ka)上、下地层的20—63μm组分的铁板钛矿、闪石类、锆石、磷灰石、金红石、钛铁矿、铬铁矿、榍石、辉石以及重矿物特征指数(ZTR和GZi)等存在明显不同的变化特征;然而,除了铁板钛矿和独居石外,<20μm组分并没有表现出如此特征。黄土-古土壤序列上、下地层重矿物组成的差异指示了哈尔滨黄土物源的变化。15.1 m以下,哈尔滨黄土除了接受松嫩沙地的近源粉尘贡献外,也有远源(比如,浑善达克和科尔沁沙地)粉尘的贡献。随着干旱化气候的加剧,松嫩沙地范围扩大,使得15.1 m以上黄土的远源贡献比例减少,近源贡献显著增加。即增强的气候干旱化导致的松嫩沙地粉尘源区范围扩大,是哈尔滨黄土物源发生变化的主要原因。     

松嫩平原杜蒙沙地地表物质的地化组成及风化特征

本文分析了杜蒙沙地表土样品各粒级组分（全样、>63 μm、63~30μm、30~11 μm和<11 μm）的常量元素组成。结果表明：杜蒙沙地地表物质化学元素组成以Si、Al为主,与上地壳相比,除Si、Mn和Ti外,Fe、Mg、Ca和P严重亏损,Al和Na中度亏损,K轻微亏损;除Si、Al、Na、K外,Fe、Mg、Ca、Ti、P、Mn的变异系数均很高;常量元素在不同粒级中的变化程度按照Al相似文献   

东北平原东部天恒山钻孔的粒度特征及其对地层划分的指示

东北平原东部荒山剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,但针对该剖面的地层划分和成因的研究尚存在不同看法,对其开展详细的粒度特征研究有望对该剖面的地层划分和地层成因提供进一步的认识。通过天恒山（THS）钻孔对该区地层进行高分辨率的粒度特征研究,并与黄土高原典型黄土进行对比。研究结果显示哈尔滨组地层平均粒径、中值粒径以及粒级百分含量等大幅度波动,呈现黄土-古土壤地层旋回变化特征,黄土层粒度粗,古土壤层粒度细,与黄土高原典型第四纪黄土的粒度特征一致。荒山组地层则呈现小幅度波动,沉积动力较稳定。哈尔滨组和荒山组的粒度频率分布、C-M图及粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、峰度）等特征均存在显著差别,指示二者的沉积动力过程明显不同。基于以上粒度特征,结合沉积相特征和已有划分方法,THS钻孔中-晚更新世地层自上而下可划分为哈尔滨组和荒山组,并将哈尔滨组地层判定为风成堆积,将荒山组地层判定为河湖相沉积。      

哈尔滨尘暴天气沉降物的物质组成及其对物源的限制

本文对哈尔滨尘暴事件（2011年5月11日）的干沉降和湿沉降粉尘进行了粒度、REE和Sr-Nd同位素组成分析。同时,为了限制尘暴粉尘的源区,还对东北沙地（科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地）进行了表土采样。结果显示,干沉降粉尘呈双峰态粒度分布,众数值分别为3.6 μm和28 μm,而湿沉降呈单峰态粒度分布,众数值为6 μm。哈尔滨尘暴事件粉尘的粒度分布模式可与黄土高原黄土、红黏土及世界上其他地区的长距离搬运粉尘相对比。这些尘暴粉尘来自遥远的源区。干沉降和湿沉降粉尘表现出相同的REE模式和Sr-Nd同位素组成,它们来自科尔沁沙地和浑善达克沙地。现代尘暴事件的干沉降与湿沉降粉尘相同的物质来源暗示了黄土高原黄土的细颗粒和粗颗粒组分有相同的风尘源区。     

松嫩平原中更新世以来气候干旱化

哈尔滨黄土位于欧亚黄土带最东端,是研究气候干旱化的理想载体,对于重建松嫩平原气候干旱化历史及完善亚洲内陆干旱化东进进程具有重要意义。然而,松嫩平原干旱化的相关研究相当薄弱,黄土与区域构造—气候—水系演化之间的耦合关系尚未明确。对哈尔滨黄土—古土壤序列进行了沉积学特征分析以及粒度、磁化率、总有机碳和Sr-Nd同位素组成测试,结合粒度端元和小波分析,对松嫩平原气候干旱化历史及驱动机制进行研究。结果表明:受高纬度寒冷气候影响,哈尔滨黄土—古土壤序列的沉积特征与其他地区存在显著差异,潜育化的沉积环境是古土壤层磁化率呈现低值的主控因素;哈尔滨黄土堆积的出现指示了松嫩平原干旱化和松嫩沙地的发育始于~460 ka;黄土大于63 μm以及EM3端元组分共同指示了380 ka和300 ka两次明显的干旱化加剧和沙地扩张事件;TOC和Sr同位素指标揭示了这种干旱化加剧的现象一直持续到180 ka。此后,松嫩平原的气候逐渐趋于暖湿。研究显示,全球气候变冷（冰量的扩增）—区域构造（松辽分水岭隆起）—水系演化（松辽水系的变迁）共同驱动了松嫩平原气候干旱化。上述认识对松嫩平原的生态与社会经济的可持续发展具有重要意义。