周口店新发现距今11～1.9万年的洞穴堆积层的成因及年代学研究

本文对周口店新发现距今11～1.9万年的东岭子洞穴堆积物进行了成因研究,认为该套堆积物并非全属岩溶堆积物,其中也有风成黄土沉积。应用古地磁、热发光及铀系法等年代学方法测定,认为这套堆积为距今11～1.9万年间沉积,弥补了周口店地区近5万年的晚更新世洞穴地层空缺,是一个含有丰富地质事件的晚更新世洞穴地层剖面。     

末次间冰期以来对宁黄土剖面的热释光测年

利用细颗粒热释光技术对陇西黄土高原会宁黄土剖面末次间冰期以来黄土、古土壤的8个样品进行了年龄测定,并在此基础上分别利用线性内插和多项式回归方法建立了会宁剖面深度-年代时间模式,以2种模式计算的S0/L1、L1/S1、S1/L2界线年龄与SPECMAP深海氧同位素1/2、4/5、5/6阶段的界线年龄可较好对比,这为末次间冰期以来会宁地区古气候演化的深入研究提供了基本时间框架。     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站一康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明：在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段;单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18．89mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36．4mm;已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大;双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和;单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8．4～9．3m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16．2～17．5m;隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0．435～0．467,单线隧道开挖后的地层损失率为0．765％～1．324％,双线隧道开挖后的地层损失率为1．231％～2．200％。     

新生代构造运动对黄土高原地貌分异与黄河形成的控制作用

黄土高原面积广大,不同区域的新生代构造演化有很大差别,根据新生代构造运动特征与沉积过程的差异,将黄土高原划分为鄂尔多斯稳定地块、陇西地区和汾渭新生代裂谷3个新生代构造运动分区。新生代构造运动控制黄土高原新生代沉积与侵蚀过程,从而产生明显地貌分异,并可划为3个一级地貌分区: 1)鄂尔多斯黄土地貌区。第四纪黄土覆盖在新近纪红土梁、峁及红土盆地等古地形之上,后被侵蚀,形成复杂多变的黄土地貌景观; 2)陇西黄土地貌区。主体为新近纪红土地貌,上覆少许第四纪黄土,实际为红土地貌区; 3)汾渭裂谷黄土地貌区。裂谷盆地的地貌主体为河流两侧的阶地和台地,其上堆积第四纪黄土,形成不同时期的黄土台塬。鄂尔多斯周边新生代裂谷的出现控制了黄河的发育。新近纪末银呼裂谷与汾渭裂谷进入快速发展期,吕梁山相应隆起; 鄂尔多斯地块西北部也轻微抬升,使古黄河初步形成并流经晋陕峡谷一带,进入三门湖并东流入海。第四纪时期早期,黄河曾长期处于河湖并存期,中更新世末,黄河溯源侵蚀使湖泊消失,并呈现目前的黄河地貌景观。     

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。     

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究. 结果表明: 地层中磁性矿物主要为软磁性矿物, 硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小; 随着成壤强度的增加, 硬磁性矿物的相对含量在减少. 本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境, 适宜用磁学手段反演全新世古气候. 对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析, 可以看出: 成壤强度较低时, 细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快; 成壤强度较高时, 细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和, 相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢. 研究表明, 在黄土地层中, χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化; 在古土壤中, χlf的气候指示意义相对更好.     

汶川地震远场黄土场地地震动场地放大效应机制研究

通过汶川地震震后科学考察发现,汶川地震局部场地的震害和地震动放大效应明显,地震对甘肃省境内远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏。在此基础上,结合钻孔波速测试,运用二维等价线性时程响应动分析法对甘肃省平凉市典型黄土塬进行了地震动力响应计算,分析了该地区局部场地条件对地震动放大效应的影响。研究发现,黄土塬具有地震动放大效应,随着塬高的增加,加速度、速度、位移均出现放大效应;随着地震动在黄土覆盖层中的传递,卓越频率向低频移动,高频成分被吸收,加速度反应谱中长周期分量逐渐增大。数值计算结果与实际震害基本吻合,其结果对黄土地区进行合理的抗震设防具有一定的科学意义。     

Oxygen isotopes from Chinese caves: records not of monsoon rainfall but of circulation regime

Oxygen isotope variations in Chinese stalagmites have been widely interpreted as a record of the amount of East Asian summer monsoonal rainfall. This interpretation infers decreasing monsoonal rainfall from the mid‐Holocene and large, dipolar rainfall oscillations within glaciations. However, the speleothem δ¹⁸O variations conflict with independent palaeoclimate proxies (cave δ¹³C, loess/palaeosol magnetic properties, δ¹³C alkanes), which indicate no systematic decline in rainfall from the mid‐Holocene, and no glacial rainfall maxima. Using mass balance calculations (which incorporate seasonality effects in both δ¹⁸O concentration and amount of precipitation), we demonstrate that the cave δ¹⁸O variations cannot be accounted for by summer rainfall changes, or rainfall seasonality or winter cooling, but instead reflect changes in moisture source. A possible driver of the δ¹⁸O variations in Chinese stalagmites is precessional forcing of inter‐hemispheric temperature gradients, and resultant shifts in the position and intensity of the subtropical pressure cells. Through such forcing, Indian monsoon‐sourced δ¹⁸O may have dominated at times of high boreal summer insolation, and local Pacific‐sourced moisture at low insolation. Suppression of summer monsoonal rainfall during glacial stages may reflect diminished sea and land surface temperatures and the radiative impacts of increased regional dust fluxes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

辽东海岸带黄土

本文论述了辽东海岸带黄土的成因,它主要由低空气流搬运的近源物质组成,其次为高空气流携带的内陆远源物质,主要物源地是辽东湾。冰期时,海平面下降,辽东湾干口渤海裸露成陆而发生沙漠化,海底沉积物经强劲的西北风作用,被搬运到东侧海岸带沉降下来,与大气环流系统自内陆携带而至的风尘物质混合在一起,形成海岸带黄土。     

Origin of calcium in aerosols over the western North Pacific

Weekly aerosol samples were collected from March 1981 to June 1983 at the six stations in the western North Pacific region and analyzed for Ca and Na. By coupling data with those previously reported for Al (Tsunogai et al., 1985), the following results and conclusion have been obtained. There was a positive correlation between the atmospheric concentration of Al and the concentration of nonsea salt Ca (nssCa). The nssCa/Al ratios from the six stations, however, considerably varied (from 0.84±0.36 to 3.00±1.91), and the ratios were usally larger than those of the crustal average or of usual soil in Japan. The Ca/Al ratios of Asian desert soil and loess vary from 0.52 to 1.29, which are similar to the nssCa/Al ratios of aerosols in the surface air over the western North Pacific region except at Onna, Okinawa. The exception may be due to a local effect of coral. These results suggest that a large part of nonsea salt Ca in the surface air over the western North Pacific is derived from arid regions in Asia and that the nssCa/Al ratio in aerosol varies with that of the source material.