中国北方沙漠/沙地锆石形态特征及其对物源的指示

单颗粒锆石的形态、颜色等特征记录了其母岩结晶过程的温度、压力、结晶介质的化学性质等信息,鉴定不同沙漠/沙地碎屑锆石的晶体形态特征可以指示沉积物的原岩类型,进而可以帮助追溯物源.本文分析了中国北方塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等6个沙漠/沙地36个地表样品的碎屑锆石形态特征.结果显示,同一沙漠/沙地样品锆石形态特征较为一致,而不同沙漠/沙地样品锆石形态有差异.塔克拉玛干沙漠锆石多为无色或淡紫色,包裹体较少,锆石颗粒锥面较发育,短柱状锆石含量较多,指示该沙漠物质主要来自其北缘天山山脉早中生代碱性花岗岩.巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠锆石形态特征较类似,相比较而言巴丹吉林沙漠锆石多为淡粉色,形态上锥面较发育,较少见到包裹体;而腾格里沙漠锆石颗粒细长柱较多和含包裹体颗粒较多,这两个沙漠物质可能来自其南部中央造山带的变质岩和其北缘中亚造山带早中生代碱性花岗岩.毛乌素沙地多为深色、锥面发育和短柱状颗粒锆石较常见,含包裹体颗粒较多,该沙地物质主要来自其西北孔兹岩带以及北部阴山山脉碱性花岗岩.浑善达克沙地锆石形态似毛乌素沙地,指示其物源与毛乌素沙地类似.科尔沁沙地锆石磨蚀严重,扁柱状锆石颗粒较常见,指示该沙地物质大部分来自其南缘燕山山脉的显生宙浅海沉积岩.本研究表明碎屑锆石形态特征可以指示沙漠或沙地沉积物的源区.     

Heinrich事件和末次冰期气候的不稳定性

对北大西洋深海沉积物的研究表明：末次冰期北大西洋沉积物记录中有多次洋面温度降低、有孔虫含量减少、盐度降低和粗颗粒的碳酸盐碎屑快速堆积的现象，这些时间跨度上千年或几百年的气候快速波动被称为Heinrich事件^{［１－４］}，很难用古气候的米兰科维奇理论来解释。最近对末次冰期中国马兰黄土堆积的调查发现，在末次冰期之中东亚冬季风也有多次加强，它与北大西洋沉积物中的Heinrich事件对应很好，暗示着东亚季风的变迁更直接受控于北半球冰量的变化，而不是过去人们认为的东亚古季风气候变化与地球轨道变化引起太阳辐射变化直接相关。      

黄土高原黄土粒度组成的古气候意义

对黄土高原西北 东南方向一条断面上 3个末次间冰期以来的黄土沉积剖面进行了间隔 5cm的粒度测量 ,分粒级研究了各颗粒组分的古气候意义 .结果表明 ,黄土高原黄土粒度组成中不同粒级组分的古气候意义不同 ,并且各粒级组分界线随着研究地区的不同而发生变化 .同时发现 ,黄土粒度分布中可以分离出具有全球的和区域的古气候意义的颗粒组分 .其中较粗颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化正相关 ,它具有全球的古气候意义 ;较细和细颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化反相关 ,这些颗粒含量可能与粗颗粒的沉降量变化和风化成壤作用强度变化相关 ;粗颗粒组分含量变化具有区域的古气候意义 .     

青藏高原黄土堆积典型元素相对含量变化与古气候意义

青藏高原东北部黄土分布广厚,较好的记录了第四纪古气候变化的信息。为了从地球化学的角度寻找能更好指示高原气候变化的代用指标,本文对西宁盆地湟水河高级阶地之上的大墩岭黄土剖面顶部末次间冰期以来(S1古土壤层之上)沉积的黄土—古土壤系统取样,并做了易迁移元素(Sr、Ca)与难迁移元素(Rb、Zr、Ti)的含量变化分析。结果发现,水迁移能力差别较大,矿物组成不同的元素(或氧化物)比值Rb/Sr、Ti/Sr、Zr/CaO比较灵敏的指示了高原末次间冰期以来古气候,特别是古降水变化信息,而且其与常用的磁化率指示的中国北方古气候变化及深海沉积氧同…     

中国北方晚第四纪气候变化的沙漠与黄土记录* ——以光释光年代为基础的直接对比

中国北方有约200×10⁴km²的面积被黄土、沙漠和荒漠戈壁沉积物覆盖,这些地区堆积物的形成变化与第四纪气候变化密切相关。关于中国北方沙漠与黄土记录晚第四纪古气候变化的研究不少,但是,由于受到方法和条件等限制,系统的(高密度的)和独立的年代学工作比较薄弱,从而使诸多已经发表的关于沙漠-黄土记录的亚轨道时间尺度气候变化的结论受到质疑。文章通过对黄土高原代表性的4个末次冰期以来的黄土剖面以及毛乌素、浑善达克和科尔沁沙地的20多个末次冰期-全新世的沙-砂质古土壤剖面的研究,获得了150多个独立的光释光年龄数据。在此基础上,结合200多个样品的粒度、有机质含量和磁化率数据,重建末次冰期以来中国北方气候变化过程,对比分析沙地与黄土古气候记录的联系。结果表明,中国北方古气候在57.5~52.5kaB.P.相对干旱,41.5~37.3kaB.P.相对湿润,26~22kaB.P.逐渐干旱,22~18kaB.P.极端干旱,15~10kaB.P.干旱,10~8kaB.P.为干旱减弱的时期,8.0~2.4kaB.P.相对湿润,而2.4kaB.P.以来气候为相对干旱。其间,在8.0~2.4kaB.P.的湿润时期有几次干旱事件,而2.4kaB.P.以来气候变化频繁。具有独立年代控制的黄土和沙漠记录表明,中国北方的气候变化对轨道时间尺度的太阳辐射变化有大约3~4ka的滞后。     

利用黄土沉积速率与粒度的相关性建立黄土序列年龄的新方法

基于黄土沉积速率与粒度的相关性提出了一种通过求解代数方程组而确定黄土地层年龄的新方法。以洛川剖面为例,用该方法确定了其Ｓｌ顶部至Ｓ２底部深度－年龄的转换关系,与ＳＰＥＣＭＡＰ高分辨率的深海氧同位素记录的对比表明了该方法在确定黄土序列年龄上的有效性。     

皖南风尘堆积序列氧化物地球化学特征与古气候记录

根据安徽宣城向阳剖面64个样品系统的氧化物地球化学测试结果,分析讨论了皖南更新世风尘堆积序列氧化物地球化学特征及其所记录的气候变迁规律。结果表明：该区气候总体上以湿热为主,淋溶及氧化作用较强;近0．8Ma以来经历了8次大的干冷-暖湿气候旋回,显示本区中、晚更新世气候变迁具有全球一致性特点;中更新世以来本区气候演变的总趋势是由湿热向偏于偏凉发展。     

陕西旬邑新近系红土剖面粒度组成的古气候意义

陕西旬邑下墙新近系红土的粒度组成中,粗颗粒含量在剖面中的变化不大,<2 μm粘土粒含量有较大幅度的波动。结合其他因素分析推断,可能与当时青藏高原已升至有意义高度,冬、夏季风已初步形成,但都较弱,其中夏季风相对强一些,气候以暖湿为主,在暖湿的背景上,还存在凉干与暖湿的交替。在新近系距今 5.2Ma前后,可能有一次较明显的降温与变干。粒度曲线变化最显著的是由新近纪进入第四纪后,曲线上粗颗粒含量明显增加,<2 μ粘土粒含量明显减少,曲线由高频低幅突然变为低频高幅。这很可能主要与青藏高原在第四纪初发生剧烈隆升有关。     

郑州邙山黄土碳酸盐和白云石含量记录的80 ka以来季风降水变化及驱动机制

揭示东亚季风气候精细变化过程和区域差异,是第四纪古气候学研究的重要内容。本文以季风影响显著的中原郑州黄土堆积上部31 m为研究对象,基于高密度光释光独立定年和619份样品的碳酸盐、白云石含量、磁化率测试,重建了约80 ka以来东亚季风降水/季风强度变化过程。黄土碳酸盐、白云石含量时间序列显示,末次间冰期末期以来,中原地区发生过数次季风降水增强事件,每次降水增强期持续时间短于岁差、偏心率等轨道周期,表明存在亚轨道时间尺度季风快速变化现象。中原黄土碳酸盐/白云石含量主要受土壤呼吸CO₂的影响,土壤呼吸CO₂含量由季风降水和土壤温度控制,因此,碳酸盐/白云石含量是东亚夏季风强度的良好替代指标。中原地区千年时间尺度的季风湿润和干旱事件与其他地区黄土、石笋记录具有同步性,证实在东亚季风降水核心区、中心区和边缘区千年时间尺度干湿变化的同步性,支持季风环流大空间同步增强的模式。这一季风降水型式与现代观测到的"南涝北旱"的"+-+"三极型季风降水分布不同,可能表明不同时间尺度季风降水型式有明显区别。进一步分析表明,季风降水增强/减少事件存在约22 ka和约1.6 ka的周期,表明低纬太阳辐射、大洋环流和高纬度冷事件对东亚季风的联合驱动作用。