Instability characteristics of the East Asian Monsoon recorded by high-resolution loess sections from the last interglacial (MIS5)

The selection of high-resolution loess sections is needed in order to determine the climatic variability of the East Asian Monsoon during the last interglacial. Two sequences of S1 on the eastern and west-ern sides of the Liupan Mountain were both composed of five paleosol layers and four loess layers,indicating that there were five strong summer monsoon events and four strong winter monsoon events in MIS5. This corresponds with other records of the East Asian Monsoon,along with NGRIP and the North Atlantic records,implying that the climate of the Northern Hemisphere was very instable during the last interglacial. Two layers of paleosols and one layer of loess had developed during MIS5a and MIS5c. Compared with MIS5e,the climate in MIS5a and MIS5c fluctuated more intensively on a millen-nial scale,whereas the climate was relatively stable in MIS5e.     

青海共和盆地早全新世古风向重建及其对黄土物源的指示

青藏高原东北部地处黄土与沙漠的过渡地区,在冰期-间冰期旋回中受中纬西风与东亚季风环流的交替控制,曾发生大范围的沙漠进退,是黄土高原重要的潜在物源区。恢复该区地质历史时期的大气环流格局可为重建东亚地区的环境面貌、探讨黄土高原的物源区、检验东亚地区古气候模拟结果的有效性等方面提供重要依据。但目前对高原东北部的古大气环流特征却鲜有研究。青藏高原东北部保存有一系列的古沙丘,可为古大气环流的重建提供直接依据。本文选取青海共和盆地一处代表性新月形古沙丘开展光释光测年研究,并通过其平面形态和前积层产状恢复了当时的古风向。结果表明:共和盆地的风沙活动自早全新世以来开始显著减弱,此时近地面盛行与现今风向一致的西北风。前人的研究揭示出青藏高原东北部在冰期时很可能盛行西风,并存在广泛的荒漠化,因而很可能是黄土高原冰期时重要的物源区之一。而本研究指示,该区的盛行风向在早全新世以来转变为西北风,且荒漠范围显著退缩,导致其全新世不再是黄土高原的物源区。青藏高原东北部的盛行风向和荒漠范围在冰期-间冰期旋回中的这种变化,为理解黄土高原的粉尘物源在空间和冰期-间冰期旋回上的变化提供了依据。     

黄土沉积物原生组分磁化率与风力的物质分选

本研究选取我国西北地区典型荒漠表土和黄土-古土壤序列样品为研究对象,探讨黄土沉积物及其潜在物源区表土的原生磁性矿物浓度在不同粒级间的变化规律、黄土剖面中粒度与磁化率的关系,以验证中国黄土沉积物中磁性组分在搬运过程中是否存在分选作用及其变化规律。来自西北地区表土的地质证据表明,磁性组分主要集中于>63 μm和31~63 μm粒径组分,并以后者的含量最高;与之相对应,黄土沉积中原生磁性组分主要集中于31~63 μm粒径组分,但>63 μm粒径组分不再是主要载磁组分,其磁性显著低于31~63 μm粒径组分。同时,多个剖面的证据表明黄土沉积的原生磁化率与31~63 μm粒径组分的含量是同相位变化的,进一步支持沉积物中原生组分的磁化率受到风动力的分选作用影响。需要强调的是,沉积物原生磁化率的主要载磁粒径组分为31~63 μm的颗粒物,而并非最粗粒组分。本研究结果暗示,相较于沉积物的全样粒度,干旱半干旱地区风成沉积的磁化率在指示古风场强度方面具有潜力。

     

黄土覆盖区金矿勘查评价技术方法研究——以豫西申家窑金矿邻区为例

豫西申家窑金矿及其邻区大部分被第四系黄土覆盖。高精度磁法、甚低频电磁法和CO2、Rn气测量法等方法,可有效地探测黄土覆盖下的控矿构造破碎带。金属活动态测量可以确定构造破碎带中矿致异常的部位。这些轻便的物化探方法的有机组合使用,可为此类地貌地质条件下的金矿勘查提供有效的技术支持。     

山西临汾盆地黄土剖面重金属分布特征及其影响因素

山西临汾盆地2条黄土剖面重金属分布特征及其影响因素研究表明,Pb、Cu和Zn的垂向变化特征非常相似,而As、Cd和Hg在剖面中的分布特征与前三者不同。各重金属元素在黄土剖面中的变化特征首先均受到黄土源区物质成分的控制,其次不同程度地受到古气候变化的影响。依据Pb、Cu、Zn与各古气候替代性指标(例如磁化率,w(SiO2)/w(Al2O3)等)均呈显著相关,As、Cd和Hg与古气候替代性指标的相关性较差,推断剖面中Cu、Pb、Zn的分布特征受古气候变化的影响,其原因可能主要是这3个金属元素易以类质同象形式赋存在磁性矿物中;而As、Cd和Hg在剖面中的分布特征与古气候无关。但各重金属元素与源区指示元素的相关性表明其在剖面中的分布特征均受黄土源区物质成分的影响和控制。     

高速铁路地基黄土微结构的分形研究

基于分形理论,结合Photoshop等图像分析处理软件,在图像处理过程中选择适当的阈值,本文对郑州-西安客运专线地基黄土在动荷载作用下变形前后的孔隙微观结构进行分形研究.研究表明,黄土孔隙微观结构具有分形特征,揭示了黄土孔隙分形分维同孔隙比之间有近似直线的关系,且孔隙微结构分形分维越大,土体强度越大,反之越小.     

塔里木盆地中的大气环流及昆仑山北坡的黄土堆积

通过分析塔克拉玛干沙漠风积地貌形态所揭示的风向及盆地边缘25个气象站40 a的盛行风,我们恢复了盆地中沙尘暴形成时的风场。对大气环流分析表明,在暖季（春、夏）由于地面对大气感热加热作用强烈,形成了浅薄的热低压。当冷空气入侵时,在和田—于田—民丰一带形成强大的辐合上升区,使这个地区成为中国沙尘暴发生频率最高的地区,其扬起的粉尘沉降在昆仑山北坡而形成黄土堆积。由于冷空气入侵的强度不同,粉尘的扬升高度也不同,昆仑山北坡黄土厚度表明平均扬升高度在海拔2 900~3 400 m左右,最强的沙尘暴可将粉尘扬升到5 500 m的西风急流区。     

西安地区黄土含水率变化特点

通过对西安地区黄土剖面的野外观察、颗粒分析和含水率的测定 ,系统地研究了黄土层含水率的变化特点 ,初步认识到在同一黄土剖面上 ,黄土含水率从上到下呈波动变化 ,其峰值位于古土壤层内 ,而波谷处于黄土层内 ,并呈波动增加的趋势。在具有结核层的黄土层中 ,其含水率从上部到下部呈由大变小再变大的趋势 ,其峰值位于结核层之上 ,CaCO3 结核层具有隔水作用 ;在古土壤层中 ,从上向下 ,其含水率呈由小变大再变小的规律 ,其峰值出现在古土壤的中、下部位 ,即粘土化最强的部位。土壤质地是决定含水率大小的重要因素 ,在包气带中 ,黄土含水率的变化与粘土颗粒含量具有明显的正相关关系。     

中国东部南北方过渡带淮河半湿润区全新世气候变化

淮河流域位于中国东部的南北方过渡带, 属于半湿润区气候环境, 这里既有冬季风从北方干旱半干旱区携带而来的粉尘堆积, 又有江淮地区特有梅雨天气, 但与北方干旱半干旱区和南方湿润区均存在着差异, 因此其古气候环境变化对于理解东亚古气候格局具有十分重要的意义, 然而由于缺乏合适的材料, 对淮河流域古气候的研究一直是全球变化研究中空白地区。本文针对襄城的一个全新世黄土-古土壤连续剖面, 根据粉尘沉降动力学原理, 利用粉尘搬运距离、风力强度、春季近地面气温和有效湿度等几个半定量和定性指数, 分析了淮河流域的全新世气候波动特征, 结果表明:1)淮河半湿润区与北方干旱半干旱区的湿度变化总体有反向波动趋势。大约7.0~3.8ka B.P. 是北方粉尘源区的全新世适宜期, 而在淮河流域环境只有小幅改善。淮河流域的适宜期在大约3.8~1.8ka B.P. 期间, 晚于北方干旱区。2)淮河流域全新世时期冬季风强度一直在持续减弱, 而有效湿度一直在持续增加。大约1.8ka B.P. 以来形成的黄土层是因粉尘源区扩展所致, 并非因冬季风加强。3)淮河流域这种异于北方干旱半干旱区的全新世气候特征是由于印度季风减弱、西太平洋副高西伸增强造成江淮地区梅雨加强, 同时也是淮河地区冬季风减弱致使梅雨带北移的共同作用所造成的。     

不同时间尺度洛川塬地貌演化与侵蚀量估算

黄土高原降雨集中与黄土沉积松散等特性,使地表侵蚀严重。洛川塬作为黄土高原中部典型的地貌体,堆积了完整的第四纪黄土-古土壤序列,成为揭示我国乃至东亚第四纪环境演变的重要地质记录。另一方面,现在洛川塬遭受强烈侵蚀作用,沟谷密度大于2km/km2。对洛川塬地质时期侵蚀程度的定量认识有助于全面理解黄土高原堆积和侵蚀过程,进而定量判断在自然过程和人为作用下黄土高原侵蚀的未来趋势。本文利用GIS和RS技术,结合第四纪地质的研究,在定量提取地貌数据和获得侵蚀期年代的基础上,分析了洛川塬地貌特征和具代表性的黑木沟侵蚀状况,认为洛川塬已经进入地貌发育的壮年时期。通过地统计方法中的空间插值恢复古地形面,得到洛川塬自550ka以来平均侵蚀模数约为272.6t/km2·a,黑木沟自250ka以来侵蚀模数为464.1t/km2·a; 基于通用土壤流失方程得到洛川塬现在的侵蚀模数达到4389t/km2·a。这些结果显示,现代洛川塬的侵蚀强度是550ka以来平均侵蚀强度的16倍。本文从定量的角度证明,人类的土地利用等加强了水土流失强度。