Composition and assemblage characteristics of magnetic minerals in layer S<Subscript>5-1</Subscript> of Xifeng and Duanjiapo sections

Relatively strongly magnetic fine components (< 30μm, XS-4J and DS-4J) which are most environmentally sensitive were separated from layer S_5-1 in the Xifeng and Duanjiapo loess sections and analyzed by MPV-3 for their morphometric characteristics and reflectance, SEM-ESD for their element contents and XRD for their mineral phases, respectively. The results showed that minerals in both samples are dominated by detrial Fe-Ti oxides of aeolian origin. In sample XS-4J the reflectance and iron contents of magnetic minerals are usually high. In addition to magnetite (Fe₃O₄), maghemite (γFe₂O₃) and hematite (Fe₂O₃), some Fe-high oxide (72.25 wt%–86.67 wt%), ilmenite (FeTiO₃), and magnetite-ulvöspinel [Fe(FeCr)O₄, Fe (FeNi)O₄] were also detected. In sample DS-4J obvious negative linear correlations were found between Ti and Fe, and the contents of Mn, Si, Al and Ca are usually high and the minerals are dominated by magnetite (maghemite), goethite (FeOOH) and limonite (containing Si and OH). In addition, the signs of corrosion of magnetic minerals and newly crystallized magnetite (maghemite) were recognized. Differences in the composition and assemblage characteristics of magnetite minerals between XS and DS reflect significant differences in source rocks and preserving conditions.     

黄土高原全新世黄土-古土壤演替及气候演变的再研讨

文章从黄土-古土壤的演替规律、黄土再沉积与古土壤埋藏后的次生成壤特殊性,揭示了第四纪生物气候演变的实质。对黄土高原具代表性的现代耕种土壤壤土和黑垆土的研究,揭示了土壤剖面内伏形成环境较现代暖湿的古土壤层;对于土壤剖面上部的覆盖层,证实不仅是人为施加土粪的堆积物,且包含新的黄土沉积物;从土壤发生学观点,埃土与黑垆土称之耕种埋藏型古土壤较合适;通过分辨古土壤剖面层内干旱草原和暖湿型森林植被孢粉共存的矛盾实质,证实黄土高原全新世曾存在茂密的森林和森林草原植被及森林型土壤的发育,并延续到人类历史时期。在第四纪研究中,通常把黑垆土作为全新世代表地层,以S0表示,我们的研究补充提出,根据黄土高原生物气候地带性的分异规律,自南而北,S0应以埃土与黑垆土分别表示,并应在S0层上部划分出Lx,说明气候冷干化的趋向及新一轮黄土沉积期已悄然来临。以上问题的再研讨,对第四纪生态环境演变和当前黄土高原生态环境建设的战略部署,具有重要的理论和实际意义。     

六盘山东麓晚更新世以来黄土粒度指示的物源特征及演变

在宁夏长城塬完整的晚更新世-全新世黄土-古土壤剖面(长城塬剖面)进行高分辨率采样,对125个样品的粒度数据做了粒度端元分析,并对各端元组分含量在地层深度尺度上做了小波分析。结果认为：端元分析法可以把代表4种不同动力的沉积端元分离出来。端元1可能代表了西风带控制下的由高空气流搬运的远源粉尘物质;端元2可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化以及成壤改造作用;端元3可能代表了后期的淋溶作用动力特征;端元4可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土粗颗粒组分特征。根据小波分析认为各端元组分含量在不同的深度上均存在着准周期变化,指示了相对应的时间尺度上古季风变化具有准周期性的特征,同时也说明了沉积剖面一直处于较为连续沉积状态,比较完整地记载了各沉积动力过程。各端元组分在不同的时间尺度上具有不同的准周期性特征。     

黄土沉积中红光/反射光亮度值变化及古气候意义

第四纪黄上沉积的一个最直观的野外现象是黄色的黄土层与红色的古土壤层相间排列,在我国黄土高原,完整的黄土沉积具数十层古土壤。大量研究表明,黄土层堆积于干冷的冰期,古土壤则堆积于温湿的间冰期。冰期一间冰期旋回过程中,大气温度可随之作大幅度的波动。而土壤学...     

漫反射光谱赤铁矿和针铁矿定量研究进展

沉积物-古土壤是记录古环境演化及古气候变迁的有效载体,利用沉积物-古土壤对气候环境信息的记录来研究全球变化问题,已成为当前地球科学研究的热点课题。赤铁矿和针铁矿是沉积物-古土壤中常见的次生矿物,二者含量的变化能有效反映成土过程中冷、暖、干、湿的变化。然而,赤铁矿和针铁矿在沉积物-古土壤中结晶度差且含量低,因此,对二者进行有效定量一直是研究的难题。近年来,漫反射光谱(DRS)分析在沉积物-古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量研究中取得了一系列显著的成果。本文系统总结了漫反射光谱在赤铁矿和针铁矿定量中的原理,并对3种常见定量方法及其应用进行归纳,同时对定量过程中存在的问题和发展趋势进行深入讨论。     

典型黄土-古土壤系列浸水渗透及湿陷变形规律

为查明典型黄土-古土壤系列地层结构的水分运移及湿陷变形规律,依托西安北至机场城际轨道项目于渭北黄土塬区所进行的大型试坑浸水试验,采用现场实时观测的方法,跟踪测试了无渗水孔条件下的湿陷性土层浸水渗透及湿陷变形。结果表明:在浸水前期,渗透水流以垂直运动为主,整体形态似一不断加大的“秤砣”形,随着水分运移至埋深较大土层时（约15.0 m）,水平运动开始加大,直至达到水分入渗扩散角界限,最终,浸润区及饱和区均呈现形似倒置“漏斗”的形态;受水分扩散的影响,沉降过程可划分为:初始浸水段-剧烈湿陷段-湿陷稳定段-停水孔压消散段-固结沉降段-沉降稳定段;古土壤层阻碍了水分的垂直渗透速度,并对其上土层的侧向扩散起到一定促进作用,停水后,则起到隔绝水分向下快速扩散的作用。研究结果为认识典型黄土-古土壤系列场地水分运移及湿陷变形规律提供了参考,也可为该地区未来工程建设提供指导及借鉴。      

铜川新区黄土与古土壤动剪切模量比和阻尼比的统计研究

利用铜川市地震小区划项目的大量典型土样动三轴试验结果,采用双曲线模型拟合得到了铜川新区黄土和古土壤在8个典型应变下的动剪切模量比和阻尼比值。根据不同沉积年代和不同土层深度2种方法对黄土、古土壤动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化情况进行了统计和对比分析。研究发现:同一剪应变下,黄土、古土壤动剪切模量比随沉积年代和土层深度的增加而增加。二者对黄土动剪切模量比的影响较为显著。     

陕西渭北晚更新世黄土-古土壤结合水膜厚度的试验研究

为深入剖析黄土与古土壤工程性质的影响因素,以陕西渭北晚更新世黄土与古土壤为研究对象,基于核磁共振、比表面积测试并结合理论分析对结合水膜厚度进行研究。试验结果显示：黄土与古土壤的结合水膜厚度存在明显差异,黄土的结合水膜厚度明显大于古土壤,原因在于古土壤孔隙体积及孔径小于黄土,而古土壤中高价阳离子含量大于黄土,同时古土壤颗粒表面分布铁锰质薄膜,其亲水性较弱。分析结合水膜与黄土湿陷性、回弹变形等工程特性间的关系,发现黄土-古土壤的湿陷性随结合水膜厚度的增大而增强,随结合水膜厚度的减小而减弱,结合水膜厚度与卸荷变形系数呈正相关关系。综合分析说明,高价阳离子含量、颗粒表面特性,及孔隙性的不同造成了黄土与古土壤结合水膜厚度的差异,从而导致黄土与古土壤的湿陷性等工程性质有显著区别。     

湖北郧县辽瓦店黄土剖面风化特征及其对气候变化的响应

对湖北郧县辽瓦店剖面的沉积学特征及磁化率、粒度、Rb、Sr含量等理化指标进行了研究。结果表明:辽瓦店剖面自下而上具有马兰黄土(L₁)-过渡层(L_t)-古土壤(S₀)-全新世黄土(L₀)-表土(TS)地层序列;不同地层单元的风化成壤差异明显,其成壤强弱顺序为古土壤S₀成壤最强、全新世黄土L₀和过渡层L_t次之、马兰黄土L₁最弱。成壤强弱的变化揭示出该区晚更新世末期(11 500 a BP以前)气候干冷,全新世早期(11 500~8 500 a BP)气候处于晚更新世干冷向全新世中期暖湿的过渡阶段,全新世中期(8 500~3 100 a BP)气候最为温暖湿润,全新世晚期(3 100 a BP以来)气候转为干冷且逐渐恶化的变化过程。     

汉江上游谷地与渭河谷地黄土化学风化程度比较

比较汉江上游谷地及渭河谷地典型黄土剖面的元素组成、化学风化强度及常量元素迁移特征,揭示秦岭南北两侧黄土-古土壤剖面的成壤强度及其所指示的环境演变特征,两者差异及共性如下：① 两剖面化学组成均以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,元素组成均一且高度混合,与上部陆地壳（UCC） 的化学成分十分接近,该些证据均指示两区域黄土是来源广泛并经过充分混合的风尘堆积产物。② 据CIA 值可判定MTS 及YHC 剖面均经历了中等风化作用,比较两剖面CIW值、A-CN-K三角图投点特征及元素迁移率知,汉江上游谷地的黄土-古土壤序列经历的化学风化作用更强,Ca 及Na 元素的丢失率更高,Al、Na、Mg、Si 等常量元素的迁出率更大。③ 依据Fe、Na迁移率的全剖面变化曲线知,汉江上游谷地与渭河谷地自全新世以来经历了相同的气候演变阶段,均记录了6000-5000a BP的干冷气候事件。