江西信江盆地晚白垩世风成沙丘的发现及其古风向

长期以来,江西信江盆地晚白垩世圭峰群塘边组(K2t)均定为水成沉积,本文的研究结果则认为属风成沉积.沉积结构、构造和石英沙颗粒表面特征研究结果表明,该组的主体岩性为紫红色中-细粒净砂岩,基本不含泥质和云母等悬移质,大型高角度平板状交错层理发育,层系厚度巨大,风成沙丘前积层特征明显,石英沙磨圆度好,在电子显微镜下普遍可见风成沙特有的碟形撞击坑、新月形撞击坑和毛玻璃化表面特征,属于风成沙丘沉积.古流向恢复表明,信江盆地以西风为主,东北风为次,同时见有少量东南风与西北风.根据当时的古地理格局及地表风带模式判断,研究区位于当时的北半球西风带和东北信风带之中,同时可能存在东南向和西北向的古季风.     

兰州风尘沉积的粒度分布模式及其古气候意义

通过对兰州不同气候背景下形成的风尘沉积 1 80个样品详细的粒度分析,建立了该地区风尘沉积的粒度分布基本模式。发现研究区风尘沉积具有以下特征:(1 )沉积物分选差,主要由粒径 >4Φ的颗粒组成,平均6.4Φ (2 )粒级构成为极细砂 2.6 %、粉砂 77.8%、粘土 1 9.6 %,属粉质重亚粘土或典型黄土 (3)频率曲线为单峰、极正偏类型,且具有粗头短促、中间宽大和细尾拉长的特点 (4)短期悬浮颗粒与长期悬浮颗粒大致呈对等配比。这些特征同时也为兰州现代尘暴沉积物所具备,因而可视为该地区风尘沉积的一个基本诊断模式搬运方式。颗粒粒径 <5.5 0Φ的含量指标 (GSP1)和 4.5 0～ 6.5 0Φ的含量指标 (GSP2 )可分别作为冰期-间冰期尺度和冰段-间冰段尺度东亚冬季风演化和沙尘暴强弱程度的基本判据。     

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。     

腾格里沙漠西北缘湖泊沉积记录的区域风沙特征

对位于腾格里沙漠西北缘的青土湖QTL01剖面进行了沉积物粒度分析,并利用粒级—标准偏差模型,提取出了对沉积环境变化敏感的粒度组分,60~550 μm粒级含量指示了区域风沙活动的强弱,而<60 μm颗粒含量指示了入湖径流量的变化。结合14C测年结果,探讨了10~2.5 Cal kaBP青土湖地区风沙活动和环境演化特征:10～7.8 Cal kaBP,<60 μm组分含量逐渐增加,指示湖区入湖径流逐渐增多,同时60～550 μm组分含量逐渐减少表明湖区风沙活动逐渐减弱,总体上表明了早全新世该区域环境逐渐转湿;7.8～7.5 Cal kaBP,60～550 μm组分含量几乎占该阶段沉积物的95％以上,表明风沙活动极为强烈,区域非常干旱;7.5～5 Cal kaBP,沉积物中<60 μm、60~550 μm的组分含量相对稳定,且<60 μm组分含量达到了10～2.5 Cal kaBP期间最高值,表明了区域风沙活动较弱,气候环境湿润稳定; 5～2.5 Cal kaBP,<60 μm组分含量逐渐降低,而60～550 μm组分逐渐升高,表明了区域风沙活动逐渐加强,入湖径流逐渐减小,指示了区域干旱化的趋势。     

海坛岛风成沙基本特征及其开发利用意义

海坛岛是福建省的主要风沙分布区,风成沙同花岗岩、风力并列为岛上的三大自然资源。风成沙是海坛岛风沙土的成土母质,也是高质量的石英砂矿源,但是如果开发利用不当极易酿成沙害。根据风沙地貌类型及其分布特征、风成沙成分特征等,提出了以防风固沙为前提,把风沙地划分为东部沿岸防护林区、内侧农业开发区和西部砂矿开采区三个不同功能区。     

Sediment sequences and paleosols in the Kyichu Valley, southern Tibet (China), indicating Late Quaternary environmental changes

Abstract The Tibetan Plateau is highly sensitive to environmental changes and affects the settings of a far larger territory in Central Asia and beyond. Thus, knowledge on past environmental changes in that area is essential. Even though the Kyichu (Lhasa River) Valley and its tributaries is an easily accessible area, the Late Quaternary landscape evolution of southern Tibet is in general scarcely known. Therefore, 12 sedimentary sections in the middle and lower catchment were subjected to multidisciplinary analyses (sedimentology, paleopedology, AMS ¹⁴C and luminescence dating, and charcoal determination) aiming at results on regional paleoenvironmental changes. At the altitude studied (3600–4000 m above sealevel), no glacial relics could be detected, indicating that the valley positions have been unglaciated since the Last Interglacial. The lack of fluvial–lacustrine structures above the floodplain is due to the aggradational character of this tectonically (sub‐)active valley, which caused an alluvial burying of older valley bottoms. During the Late Pleistocene the mouth area of the Kyichu was occupied by a lake which was part of a larger dam‐lake in the superordinate Yarlung Zhangbo Valley. On the valley flanks, loesses were predominantly deposited before the Last Glacial Maximum (LGM), whereas eolian sands were predominantly deposited around and after the LGM. Paleosols of Last Interglacial, Last Glacial and Holocene ages regularly occur at terrestrial sites representing temperate to cool and humid to semiarid conditions during soil formation. Ages of colluvial sediments indicate that the widespread barren valley slopes were primarily formed by Late Pleistocene erosion followed by a secondary Holocene erosion phase. Charcoal spectra indicate a Late Holocene change from a forest environment to a pastoral environment with sparse grasses, herbs and dwarf shrubs. It is assumed that the Late Holocene environmental changes, such as loss of forests/woodlands and erosion, have at least been reinforced by humans, enhancing a regional climatic aridification and cooling trend.     

利用次网格技术模拟华东地区大气硫氮沉降

采用数值模拟方法,在区域酸性沉降模式系统中引入次网格处理技术。通过4种次网格方案模拟结果的相互比较,选择最优方案,然后利用最优次网格方案,选取华东地区为例,进一步模拟研究大气硫氮沉降的空间分布。结果表明,就干沉积速率而言,以细网格方案(水平分辨率25 km)为参照,采用次网格方案比粗网格方案(水平分辨率75 km)有明显改进,其中“次网格风速与摩擦速度之积为常数”为最优次网格方案。华东地区硫的年总沉降量是1.92 mt(1 mt=106ton),氮的年总沉降量是0.65mt。华东地区硫化物(SO2、硫酸盐SO42-)干沉降量占总沉降量的49%,氮化物(NO、NO2、硝酸盐NO3-)干沉降量占总沉降量的80%,可见干沉降在大气沉降中具有重要地位。华东地区总的大气硫、氮沉降量中,70%以上到达有植被覆盖的土壤生态系统,这将对农田、草地和森林的硫素和氮素平衡有重要影响。此外,华东部分地区的硫沉降已经超过了临界负荷,而氮沉降尚未出现超临界负荷的现象。     

不同粒级组分碳酸盐与碳同位素分布特征及其对风尘物源的指示意义

在科尔沁沙地采集沙地表土样品16组,松嫩平原杜蒙沙地样品15组,同期还收集了城市道路表土样品10组,对各组样品进行粒度分级(全样、＞ 63 μm、63 ～ 30 μm、30 ～ 11 μm和＜11 μm),分别测定碳酸盐含量和碳同位素组成.结果显示,不同区域不同性质样品各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度不同,科尔沁沙地最小(0.8％),其次为杜蒙沙地(1.9％),道路表土最大(2.7％).大部分杜蒙沙地样品(66.7％)和小部分科尔沁沙地样品(37.5％)以及全部道路表土样品的碳酸盐含量随粒度变细而增大,且变化模式各不相同.碳酸盐含量随粒度变细而增高是非匀速的,先是增幅较大(＞ 63 μm-→63 ～ 30μm→30～ 11 μm),后增幅较小(30～11μm→＜11μm).沙地样品碳酸盐含量与粒度的关系并不限于随粒度变细而增大这一种,风成砂和经历过强烈成壤作用改造的沙地样品中的碳酸盐含量与粒度的关系皆表现为随粒度变细而减小,沉积物中碳酸盐含量随粒径变细而增高是否是一种普遍规律还需要更多区域的更多样品来检验.大部分沙地样品和道路表土样品不同粒级组分的碳酸盐δ13C值变化范围较小(＜1.8‰),并表现出随粒度变细而趋于偏正的特征,但变化幅度很小.杜蒙沙地和科尔沁沙地碳酸盐含量的地区差异性极不明显,且各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度大大超过了杜蒙沙地与科尔沁沙地的碳酸盐差异值,不能作为区分杜蒙沙地和科尔沁沙地风尘源区的示踪指标;而科尔沁沙地和杜蒙沙地碳酸盐δ13C组成存在明显差异(在63 ～ 30 μm粒级组分表现最为明显),且不同粒级组分碳酸盐δ13C值差别较小,说明它是一个比碳酸盐含量更好的风尘源区示踪指标,但是不同粒级组分碳酸盐δ13C组成的差异会随离中国西部沙漠沙地风尘源区距离的加大或者风尘物质成壤作用的增强而变大,增加其风尘源区示踪的复杂性.     

Assemblage characteristics of clay minerals and its implications to evolution of eolian dust input to the Parece Vela Basin since 1.95 Ma

To understand the provenance and evolution of eolian input in the last 1.95 Ma in the Parece Vela Basin in the eastern Philippine Sea, the clay mineral assemblage of a gravity core PV090510 from the basin was investigated using paleogeomagnetic dating and X-ray diffraction. The assemblage of the core mainly consisted of smectite （-46%） and illite （-40%）, with some chlorite （-10%） and kaolinite （-4%）. Analysis of the provenance of these minerals suggested that smectite was mainly derived from volcanic rocks of the Mariana Arc, while illite, chlorite, and kaolinite were mainly transported as eolian dust by the East Asian monsoon from central Asia. We used the ratio of （illite＋chlorite＋kaolinite）/smectite as a proxy for Asian eolian input to the Parece Vela Basin since 1.95 Ma. This ratio followed glacial and interglacial cycles and was consistent with the intensity of the East Asian monsoon and aridity of central Asia since 1.95 Ma. The changes of the ratio reflected three different stages of the East Asian monsoon and provenance climate.     

华北晚侏罗世—早白垩世风成砂沉积及其古地理和古生态学意义*

华北晚侏罗世—早白垩世风成砂主要分布于鲁西蒙阴盆地上侏罗统三台组、辽西金—羊盆地上侏罗统—下白垩统土城子组、冀西北尚义盆地上侏罗统—下白垩统土城子组/后城组（原阎家窑组）、鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群和甘肃下白垩统河口群。各地风成砂岩均具高角度大型—巨型板状、楔状交错层理及平行层理,分选较好—好,磨圆次棱角状—次圆状等沉积特征。对华北晚侏罗世—早白垩世风成砂赋存层位以及风成砂岩形成时代进行了对比,将风成砂主要划分为3个时期,即基末利期—贝利阿斯期、凡兰吟期—欧特里夫期和欧特里夫期—阿普特期,且从鲁西到甘肃风成砂岩形成时代逐渐变新。通过上述5个地区风成砂的古风向研究发现,当时西北风盛行,古地磁研究显示风成砂岩发育于N25°—N45°之间区域。根据当前全球风带分布特征,认为华北晚侏罗世—早白垩世处于西风带上,为行星风系所控制。通过对比南半球同期风成砂岩古风向研究,提出全球南北半球中纬度地区均处于西风带上。结合风成砂及相应层位沉积特征、沉积环境的研究,初步推测晚侏罗世—早白垩世,华北N30°以北地区为干旱寒冷气候,而N30°以南地区则干旱炎热,华北北部整体处于海拔较高的山地环境,山间盆地发育,火山活动频发。燕辽生物群与热河生物群的演替过程与风成砂沉积相耦合,体现了古地理、古环境对生物群发展的制约作用。