汉江上游庹家湾剖面化学风化特征及其意义

通过对庹家湾黄土剖面元素的分析,揭示汉江上游地区黄土中常量元素的地球化学行为及对气候变化的响应。用X-Ray荧光光谱仪、MS-2型磁化率仪分别测量了庹家湾剖面元素含量及磁化率值,实验结果显示:庹家湾剖面的风成黄土化学成分以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,三者含量分别为355.83 g/kg、79.62 g/kg、62.64 g/kg;以Ti为参比,Na、Ca、Mg、Si、K表现为迁移淋失,Fe、Al元素相对富集,元素的活动性及其迁移序列为Na > Ca > Mg > Si > K > Al > Fe;Fe和Al元素含量曲线及CIA曲线在228~260 cm（L₁~S₁）和294~370 cm（L₁~S₂）深度处出现明显的峰值,并与磁化率曲线呈现出高度一致性,指示该层化学风化程度明显高于典型黄土,接近于古土壤（S₀）,OSL年龄在27.5~21.5 ka B.P.之间。庹家湾剖面常量元素在剖面的变化,表明在汉江上游地区晚更新世末期的气候并非是持续干燥寒冷,而是存在一定的气候波动,在27.5~21.5 ka B.P.期间风化成壤作用较为明显,气候相对温暖湿润。     

天水樊家城黄土剖面记录的全新世环境及人地关系变化研究

对天水樊家城剖面的地层、磁化率、粒度、CaCO₃等进行分析，探讨了该地区全新世环境演变与人类活动的关系。结果表明:黄土层中磁化率、 < 5 μm黏粒含量和黏粉比值明显偏低， > 50 μm砂粒含量、CaCO₃值明显偏高，而古土壤层中磁化率、黏粒含量则达到峰值， > 50 μm砂粒含量、CaCO₃值明显偏低，其风化成壤强度呈现出马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀降低的特征。它反映末次冰期结束后（?~8 500 a B.P.），气候逐渐转暖转湿，但仍较干冷，动植物资源不足，难以满足人类的生存和发展的需求，研究区内人类活动的强度很弱。全新世中期（8 500~3 100 a B.P.），气候温暖湿润，人类活动强度增大，原始定居农业得到极大发展，普遍出现以大地湾文化、仰韶文化、马家窑文化、齐家文化为代表的人类文化；其中，6 000~5 000 a B.P.气候出现干凉化趋势，但该时期人类文化依然获得了发展。全新世晚期（3 100 a B.P.以来），东亚季风格局发生转变，气候转为较干冷，致使区域自然环境发生变化，区内逐渐兴盛游牧文化。近代以来随着人口、生产力水平等因素的影响，人类活动对环境的影响持续增强，土地利用方式以农耕为主。     

甘肃天水全新世黄土-古土壤序列化学风化特征及其古气候意义

对甘肃天水地区师家崖典型黄土-古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO₂、Fe₂O₃、K₂O和Al₂O₃含量变化趋势基本一致,均在古土壤层（S_0上和S_0下）中较高,黄土层（L₀、L₁和L_t）中较低;而氧化物CaO和Na₂O变化呈相反趋势;根据钙镁比（Ca/Mg）、钾钠比（K/Na）、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数（CIA）等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义。     

汉江上游谷地辽瓦店剖面风化成壤特征以及成壤环境演变

以汉江上游谷地郧县辽瓦店典型全新世黄土-古土壤剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、烧失量、吸湿水、Rb/Sr比值等理化指标进行分析研究.结果显示:粘粒含量、细粉砂含量、粘粒/粗粉砂比值、磁化率、烧失量、吸湿水含量和Rb/Sr比值在古土壤S0为剖面最高值,在黄土层(L0、Lt和L1)均较低,而细砂粒和粗砂粒含量在古土壤S0为剖面最低,在黄土层(L0、Lt和L1)均较高.表明古土壤S0形成时期,气候温暖湿润,降水量充沛,生物活动强烈,成壤作用较强;黄土堆积时期,气候寒冷干燥,成壤作用较弱.各指标含量曲线中古洪水滞流沉积层(slackwater deposit,简称SWD)均呈现出突变性的变化,且变化幅度甚大,说明其为气候突变事件的产物,未受到成壤改造作用和生物活动的影响,表明全新世晚期的东汉末年,在汉江上游流域曾发生过一次强烈的气候突变事件,引起了特大洪水的发生.     

甘肃庄浪全新世黄土土壤物源分析及古气候恢复重建

通过对六盘山西侧黄土地区进行详细的野外调查，在甘肃庄浪县城北水洛河第三级阶地平坦地面发现出露厚度3 m的全新世风成黄土古土壤剖面。确定以此为基础进行黄土古土壤物源分析及古气候恢复重建研究。在对该剖面土壤与沉积学宏观特征观察分析描述的基础上，从上向下，以每2 cm连续采样，共获得170个样品。在实验室进行理化指标分析和OSL测年、粒度成分端元分析和时间过程小波分析。结果表明，该剖面全新世黄土古土壤中可以识别出4个端元组分。它们分别代表了沉积物沉积后就地风化成壤改造作用、后期的淋溶淀积作用、西北冬季风和区域北风作用下的沙尘暴沉积作用。其中反应短尺度气候变化比较敏感的端元1组分在时间尺度上呈现出0.3 ka、0.7 ka、1.2ka、1.5 ka、1.8 ka以及2.4 ka的震荡周期。该研究结果对于推动量化分析六盘山西黄土高原全新世黄土古土壤物源和恢复重建该区域气候变化规律具有重要意义，也可为其他地区全新世气候变化过程恢复重建和区域对比提供参考材料。     

黄河上游官亭盆地古洪积扇前沿全新世地层序列研究

青海官亭盆地喇家遗址史前巨大灾难事件，是我国史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一。通过对官亭盆地喇家遗址北侧大红山前古洪积扇前沿地带的野外考察，进行土壤沉积物地层划分、结合理化指标测试分析，发现该地带土壤与沉积物的基本层序，自下而上依次为晚更新世马兰黄土（L₁）—全新世早期过渡性风成黄土（L_t）—全新世中期古土壤（S₀）—全新世晚期风成黄土（L₀）—现代耕作土壤（MS）。这个层序特点与黄河北岸第二级阶地喇家遗址区域相同，也与黄土高原地区全新世土壤沉积物的层序相同。在全新世中期黑垆土古土壤（S₀）中夹有三层红色泥流沉积层（RC₁、RC₂、RC₃），是全新世中期后段气候恶化条件之下，暴雨山洪泥流溢出沟槽在地面扩散沉积形成。该地带以RC₁为代表第一期山洪泥流事件早于喇家遗址毁灭的年代。以RC₂为代表的第二期山洪泥流层卷入密集的木炭屑和杂物，表明在山洪泥流发生的时候有火灾发生，这对应着3 850 a B.P.毁灭喇家遗址的大地震和山洪泥流群发生灾难事件。以RC₃为代表的第三期山洪泥流事件，与喇家遗址区域相同发生在3 600 a B.P.。其后在古洪积扇前沿到黄河第二级阶地的范围，再没有发生山洪泥流溢出沟槽扩散覆盖土地并且毁灭聚落成灾的现象。在喇家遗址北侧古洪积扇区域建立了全新世土壤地层序列，分析了该地带山洪泥流与喇家遗址灾难事件的联系。这对于研究揭示史前时期以来官亭盆地人地关系演变具有科学意义。     

OSL DATING OF THE HOLOCENE EOLIAN LOESS AND PALAEOSOL ON THE LOW TERRACE LAND IN THE UPPER HANJIANG RIVER VALLEY

通过对汉江上游湖北郧县-郧西段河谷的野外考察,选择前坊村汉江第一级阶地典型的黄土覆盖层剖面进行了深入研究.我们系统进行采样,分选出40～63μm石英颗粒,利用单片再生剂量法(SAR)技术,测得这些样品的光释光(OSL)年龄在2.90±0.15～16.76士0.60ka之间.OSL年龄值与地层深度表现出良好的对应关系.其中,利用释光信号组分拟合得到3种指数组分,发现快速组分达80％以上,且不同积分区间获得的De值处于一个坪区,各测片De值呈正态分布,说明这些风成沉积物晒退比较彻底.结合粒度参数Y值分析,确定这些沉积物属于风成堆积物.利用样品OSL年龄与气候替代指标,结合与秦岭北侧黄土剖面的对比,表明汉江上游河谷第一级阶地的风成堆积物从18.0ka开始堆积形成.自全新世以来受到不同程度的成壤改造作用,形成了与渭河谷地相似的Lt-Lt-So-Ll-MS土壤地层序列.同时发现在1.8ka(200A.D.)前后,汉江上游发生了一期特大古洪水事件.这些研究成果对于深入了解汉江上游水文气候变化具有重要意义.     

洪积扇上全新世古土壤的特点及环境意义--以临汾盆地东坡沟剖面为例

通过对山西襄汾东坡沟全新世黄土剖面地层学和土壤学的研究,以及碳酸钙、铁和粒度的测定,发现全新世古土壤中碳酸钙经历了明显的淋溶与淀积,古土壤上部CaCO₃平均含量10.58%,下部为18.47%,CaCO₃结核的淀积深度约为1.1m,铁在古土壤顶部有微弱的淋移和富集,粘化作用不明显。成壤作用始于全新世大暖期之初,较为强烈的成壤作用发生于大暖期的晚期(4100aB.P～3100aB.P),这一阶段土壤湿度大,气候波动小,CaCO₃淋溶较强。大暖期结束后,冬季风在黄土高原占主导地位,土壤的淋溶作用和粘土作用均有一定程度减弱,显示气候干旱的趋势。该剖面位于古山前洪积扇前端,地形较高,降水易分散,淋溶作用总的说来不强烈,土壤上部CaCO₃残留较多,CaCO₃淀积深度较浅,土壤类型接近黑垆土。     

河北坝上丰宁黄土剖面记录的230 ka BP以来的环境演化*

河北坝上地区位于东亚季风气候边缘区,对气候变化响应敏感。丰宁黄土剖面为研究该区域长时间尺度的环境演化提供了理想材料。通过丰宁黄土剖面地球化学元素和磁化率分析,结合光释光测年结果,恢复了该地区230,ka BP以来的环境演化历史; 通过野外观察,识别出了S₁古土壤之下发育的风化淋滤黄土层,探讨了S₁古土壤发育时期的风化淋滤特征及其所揭示的气候变化问题。结果表明: (1)230,ka BP以来的磁化率记录可与深海氧同位素3—8阶段进行细节上的对比,表明丰宁黄土堆积区对全球气候变化有着积极的响应;(2)S₁古土壤发育时期,由于受到强降水的影响,土壤中元素受到强烈淋溶从而向下迁移到L₂黄土中,造成L₂上部地球化学记录与磁化率的差异;(3)从S₁古土壤顶部到钙结核层之间土壤属于酸性淋溶土,可能相当于现今中国北亚热带的黄棕壤,其剖面由土壤层、风化淋滤黄土层和CaCO₃淀积层构成;(4)S₁古土壤发育时期的温度和降水量与现今江苏泗洪和六合地区相当,表明当时研究区为亚热带气候。     

中原邙山黄土地层

位于黄土高原与华北平原过渡带上的中原黄土地层,以邙山赵下峪剖面为其典型代表。据光释光和热释光测年及磁性地层研究结果,该剖面从邙山塬面至黄河河床出露S₀-S₁₀黄土-古土壤序列,总厚度172.1m,B/M界线记录于S₈古土壤层顶部,以厚层晚更新世S₁古土壤(15.7m)和巨厚L₁黄土(77.3m)为其特色。赵下峪剖面上末次间冰期以来的平均沉积速率明显增大,其中以末次冰期晚冰阶L₁LL₁黄土的沉积速率最大,高达34.5mm/a。在邙山黄土堆积过程中,倒数第二冰期末(相当于L₂顶部),约150ka B P,发生了风尘沉积速率的突变,其原因是此时黄河贯通三门峡东流,给风尘源区带来丰富的物质。同时赵下峪剖面的磁化率曲线所示,黄土-古土壤的磁化率强弱,并不简单地反映夏季风强度,也要受到沉积速率变化的影响。      

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

汉江上游I级河流阶的形成及对东亚季风 变化的响应

对郧县—白河段汉江Ⅰ级河流阶地上风成黄土的沉积学、理化性质、地球化学和年代学进行了系统研究。结果表明,汉江Ⅰ河流阶的形成不晚于25 ka BP;黄土具有马兰黄土(L1)→过渡黄土(Lt)→古土壤(S0)→全新世黄土(L0)→表土(TS)的地层序列,与渭河谷地的黄土地层序列完全可比;25~11.5 ka BP,冬季风强盛,气候冷干,从11.5 ka BP开始,冬季风逐渐减弱,气候开始向暖湿方向逐步转化,从8.5 ka BP开始,夏季风达到了末次冰期结束后的鼎盛时期,3.1 ka BP前后,东亚季风格局发生变化,夏季风减弱,重新进入一个相对干冷的时期,而人类活动对地表的影响形成了表土;汉江上游谷地黄土记录的末次冰期后季风逐渐加强、中全新世季风强盛、随后季风衰退和气候变干的夏季风演变模式与渭河谷地黄土的记录高度一致,与邻区石笋和泥炭记录的季风变化趋势也有良好的可比性,但与石笋/泥炭记录的夏季风强盛期的起始时间(9.3~4.2 ka BP)并不完全一致。     

陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义

本文系统地测试了陕西洛川黄土-古土壤剖面中的Rb,Sr含量和磁化率。通过对比该剖面2．50MaB．P．以来Rb／Sr曲线和磁化率曲线,发现两者的形状和变化的相位十分相似,然而两者的相对振幅却有明显的差别。Rb／Sr曲线记录了0．80MaB．P．左右一次重要的气候转型界面,揭示了黄士和古土壤内部次一级的气候波动旋回,反映了早更新世黄土高原较温暖潮湿的特点以及更新世以来气候由湿向干的变化趋势。研究表明,Rb／Sr值可以作为衡量东亚夏季风环流强度变化的较为敏感的替代性指标。     

Holocene loess in the middle reaches of the Yellow River

Holocene loess in the middle reaches of the Yellow River can be subdivided into three formations, which are composed commonly of upper loess and lower dark loessial soil (a kind of paleosol): the Xifeng Formation of Late Holocene, the Longxi Formation of Middle Holocene and the Luochuan Formation of Early Holocene. The layers of dark loessial soil at similar stratigraphic levels in different localities show such a change in age that samples from south are older than those from north, indicating a northward shift of the climate belt during pedogenesis.