青藏高原东部全新世泥炭灰分的粒度特征及其古气候意义

通过将红原泥炭地泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积物、湖泊沉积物、河流沉积物的粒度特征进行比较,发现泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积（如黄土、古土壤）相似,而与湖泊沉积以及河流沉积有较大差异。环境判别参数也显示泥炭灰分来源为风成的。据此,作者认为该地区泥炭沉积中的灰分物质是风成堆积,进而提出该地区泥炭灰分含量可以指示冬季风强度的变化。      

长江三角洲第一硬质黏土层粒度多元统计分析及沉积环境判别

长江三角洲第一硬质黏土层成因是长期争论的问题。对上海市青浦区第一硬质黏土层全样粒度多元统计分析,并与南京周家山下蜀黄土、长江悬浮颗粒物对比,探索长江三角洲第一硬质黏土层成因。第一硬质黏土层机械颗粒组成均一,频率曲线呈正偏态、中等或尖锐峰形的双峰分布,频率累积曲线呈"S"型分布,具有风成沉积特性。粒度特征分析为沉积环境判别提供沉积学证据时,综合运用多元统计分析可以使分析结果更准确。聚类分析将硬黏土与典型风成沉积物下蜀黄土粒度分布归为一类,长江悬浮颗粒物单独为一类,表明硬黏土与下蜀黄土成因一致。下蜀黄土与长江悬浮颗粒物粒度参数判别函数,将绝大部分硬黏土样品判定为风成沉积。粒级—标准偏差曲线结合现代风场,显示硬黏土粒度特征存在高空西风和低空西北季风两个主控因子。表明长江三角洲第一硬质黏土层是由西风和西北季风控制的风成成因堆积物。     

哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示

哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(＜5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σ、Mz-SK、Mz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y＜0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.      

兰州地区新近纪地层的沉积相与古环境记录

兰州地区位于黄土和青藏高原的过渡带,其第三纪地层对研究风尘沉积发育和青藏高原隆升都有着特殊的意义。本研究以0.25 m为间距对厚度210 m的兰州皋兰山剖面的新近纪地层采集样品901个,在实验室对试验样品进行前处理后对其进行了粒度、磁化率和色度测试。用粒度分布函数的方法分离了沉积物的各成因组分,确定了风成组分和水成组分在全剖面沉积物中所占的百分比。结合色度和磁化率的实验结果分析表明,皋兰山剖面地层以风尘沉积为主,其间夹有河流相沉积的约15层砂岩。古环境的恢复表明,兰州地区从至少约7 Ma开始,沉积地层经历了由河湖相向风尘沉积转变,气候干旱化开始,与黄土高原风尘序列堆积底界8～7 Ma基本一致。6～5.2 Ma构造稳定,是比较开阔的平原环境,并且气候条件比较湿热;5.2～3.5 Ma间构造波动比较频繁,形成了间隔性的河流相砂岩沉积,而在气候表现为干冷;自3.5 Ma开始,兰州地区发生相对构造沉陷,五泉砾岩层的发育是对青藏运动A幕的具体响应。     

京山屈家岭地区全新世中晚期环境变化及其对人类活动的影响

通过对江汉平原北部的野外考察,结合屈家岭剖面粒度、Rb/Sr比值、磁化率和已有孢粉结果的综合分析,揭示了该地区全新世中晚期沉积环境和气候变化特征。结果表明,该剖面沉积物中粉砂(62.5～4μm)、粘粒(<4μm)约占其总量的95%以上,属于略含细砂的粘土质粉砂,概率累积曲线以三段式为主。结合地貌和岩性分析,确认该剖面以河流相沉积为主。沉积物粒度组成以粒径<30μm组分为主,同黄土的众数组分类似。也有部分样品的概率累积曲线呈现出北方黄土和下蜀黄土多见的两段式,但概率累计曲线段的斜率和中、细粒组分的相对含量都同黄土有差异。粒度组成方面同黄土沉积的某些相似特征说明,青木垱河流域广泛分布的黄土沉积可能影响了该剖面的沉积特征。沉积样品的磁化率、Rb/Sr比值和已有的孢粉分析结果反映的气候变化趋势基本上是同步的。5.2kaBP以来屈家岭遗址附近区域气候变化可以分成3个阶段:5.2～4.2kaBP期间,是较为温暖湿润的时期,水热条件好于现在,后期暖湿程度有波动性降低的趋势;4.2kaBP开始气候暖湿程度明显下降,气候转向干凉;2.0kaBP以来,本地区气候暖湿程度有所回升。该地区包括气候在内的环境变化,一定程度上影响了新石器晚期文化的演化历史。     

山东青州地区黄土的粒度组成及成因分析

在鲁中山地北侧的山间谷地及山麓地带广泛发育厚度不一的黄土堆积。对该区青州傅家庄黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与黄土高原的第四纪黄土-古土壤、北京现代降尘、剖面附近的河流相样品进行了对比。结果表明, 青州黄土的粒度分布特征与北京现代降尘、黄土高原黄土非常相似, 与河流相样品则有很大的不同; 在整个序列中, 青州黄土粒度变化与黄土高原典型的风成黄土、古土壤一致, 黄土层颗粒粗, 古土壤层颗粒细。上述结果从沉积学的角度为青州黄土风成成因提供了证据。青州黄土的粒度组成特征及前人的研究表明, 青州黄土主要来源于沉积区以北的黄泛平原和莱州弯等地出露的海相地层, 其次是高空气流携带的西北内陆的远缘粉尘。      

哈尔滨荒山黄土的成因——粒度、地球化学、磁化率、沉积和地貌特征的整合记录

哈尔滨荒山黄土位于欧亚黄土带的最东端,毗邻亚洲大陆干旱带的东部边缘,对它的成因机制研究有助于我们深层次理解松嫩平原地貌-气候-粉尘堆积的耦合关系。然而,目前荒山黄土成因还存在认识上的不统一。我们通过野外观察及对哈尔滨荒山钻井岩芯进行粒度、元素地球化学组成和磁化率分析,进而探讨荒山黄土的成因机制。结果表明:荒山黄土的粒度组成以粗粉砂级(16～63μm)为主,粒度参数特征(平均粒径、中值粒径、标准偏差、偏度和峰态)、粒度像特征(C-M、A-M和L-M)、判别式函数及Kd值对荒山黄土风成成因的指示不明显; L1-L5黄土的元素地球化学组成也没有与受流水改造的L5次生黄土和黄土-古土壤序列下伏的河湖相沉积(荒山组)区分开;荒山黄土-古土壤序列的磁化率呈现出周期性高低变化的特征,与黄土高原典型风成黄土剖面具有较好的一致性;结合野外观察,荒山黄土具有均一沉积和垂直节理发育等风成黄土典型特征。本文运用整合的方法确定哈尔滨荒山黄土为风积成因。黄土的粒度和地球化学指标作为黄土成因机制的替代性指标存在一定的局限性,在实际应用中应当结合野外观察和磁化率等其他替代性指标共同使用,才能够从中提取正确的成因机制信息。     

黄土古气候变化趋势与青藏高原隆升关系初探

粒度和磁化率是两个研究黄土古气候最常用的古环境变化指示参数,它们随着黄土古土壤地层变化而出现峰和谷的对应已经被证明是反映了天文轨道要素的周期变化。文章试图忽略这些受控于轨道要素的气候周期变化,而主要侧重考察黄土地层这两个参数的平均值(或背景值)所反映的长期变化趋势。对兰州九州台黄土进行了系统采样和测量,发现兰州九州台黄土剖面粒度和磁化率曲线显示出两个明显的趋势,粒度从剖面底部向上有明显逐渐变粗趋势,指示着冬季风增强,与此同时,磁化率自下而上却逐渐增大,指示着夏季风增强的趋势。与黄土高原其他黄土剖面磁化率和粒度曲线对比发现,这是两个普遍存在的趋势。地理位置靠近青藏高原的剖面,这两个增大的趋势更明显。冬、夏季风同时逐渐增强是海陆热力差异增大所引起,反映了青藏高原第四纪时期的逐渐不断的隆升过程。因此,根据粒度和磁化率曲线变化趋势线的变化特点可以帮助分析和反推第四纪以来青藏高原隆升的过程。兰州九州台以及黄土高原各剖面粒度和磁化率曲线的线性变化趋势则可能指示着第四纪以来青藏高原是逐渐均匀缓慢的变化过程。我们对22Ma以来风积地层记录的变化趋势也做了分析。前人过去普遍认识的第四纪以来跳跃式或间歇式剧烈隆升在我们的数据中没有得到反映。黄土高原西部西宁、兰州、靖远等剖面磁化率显著的增长趋势可能与青藏高原隆升到一定高度后高原季风加强所致。     

中国东部中新世风尘沉积的发现及其研究意义

黄土高原红粘土古气候与古环境研究取得巨大进展。已知最老的红粘土时代达到22 Ma，在亚洲晚新生代环境演变研究，特别是在指示亚洲内陆干旱荒漠化、高原隆升的环境效应等方面有重要意义。结合野外实地调查和室内粒度、磁化率、扫描电镜和地球化学实验分析结果，对南京附近灵岩山剖面的沉积特征与风尘沉积证据进行了探讨。在灵岩山剖面玄武岩下覆的松散沉积层中有厚度超过4 m的风尘沉积层，时代在12 Ma以前，为迄今中国东部发现的新生代最老的风尘沉积物，是中新世季风气候出现之后的产物，推测与秦安红土剖面记录的15～13 Ma快速强烈粉尘沉积阶段一致，并和南极冰盖15 Ma开始扩大造成的全球降温事件有关联。     

中国北方上新世晚期-更新世早期风成沉积物磁化率各向异性初探

前人对中国黄土高原晚更新世黄土沉积物的磁化率各向异性的研究表明,磁化率椭球体最大轴(Kmax)偏角的方向能够指示黄土沉积时期的搬运动力方向,即古风向,并可以通过这种途径进行古季风的重建.本研究试图通过对中国黄土高原晚上新世-早更新世转折时期的风成沉积磁化率各向异性研究进一步检验其在古风向重建方面的应用潜力.选择分别地处黄土高原中部、南部和东部地区的灵台、渭南和保德3个剖面,对红粘土向黄土过渡时期4个不同地层单元古土壤层(S32)、黄土层(L33)、过渡层(TU)以及红粘土沉积(RC)的样品进行了磁化率各向异性测量,结果表明磁线理L值很小,而磁面理F较为发育,这与前人对晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果一致;同时,4个不同地层单元的磁面理F、各向异性度P和形状因子T在3个剖面上均表现出随土壤发育程度增强而减小的变化趋势,说明后期的成壤作用能够不同程度地降低磁面理、磁化率各向异性度以及形状因子的大小.与前人对于晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果不同的是3个剖面的S32,L33,TU以及RC的Kmax的偏角似乎并不能反映出当时的搬运动力方向,即古风向,而长期的压实作用以及不同程度的后期土壤化作用是造成这一时期黄土和红粘土沉积物磁化率各向异性最大轴偏角方向未能反映出当时搬运动力方向(古风向)的原因之一.     

关中盆地上新世地层形成时代、层序划分及沉积相特征研究

关中盆地位于华北板块西南缘,为一新生代断陷盆地,具典型地堑形态,沉积巨厚的新生代地层。针对盆地新近纪上新世地层形成时代有争议、地层层序划分不明确、沉积相界定较笼统等问题,利用钻测井资料及野外调研,结合前人研究成果,对盆地新生代地层进行了重新划分,明确了上新世各地层形成时代及其地层层序划分和沉积相类型。研究结果表明,上新统可划分为蓝田组(11Ma—7 Ma)、灞河组(7.3 Ma—2.6 Ma)、张家坡组(3.4 Ma—2.6 Ma);新生代层序地层可划分为古近系构造层序、中新统构造层序、上新统构造层序和第四系构造层序等4个一级层序,存在6个构造层序界面。蓝田组以"三趾马红黏土"的风成沉积为特征。灞河组沉积时期,关中盆地的西安凹陷为一套冲(洪)积相、河流、三角洲相沉积,固市凹陷为一套冲(洪)积、河流、三角洲及滨浅湖相沉积;盆地边部开始出现小范围的风成黏土沉积。张家坡组以河湖相沉积为主,沉积中心向南移;盆地南北两侧或边部为冲(洪)积扇相、河流相及三角洲相沉积,边部也有小范围的风成黏土沉积。     

武汉青山“砂山”粒度特征及其成因指示

根据代表性的武汉青山“砂山”的粒度分析探讨“砂山”的成因。结果表明:剖面砂颗粒含量较高,平均达５９％,粗粉砂约２３％,细粉砂约１１％,黏土含量少。粒度参数特征与典型沙丘砂一致,频率分布曲线为双峰,概率累积曲线为两段式,部分层位三段式,跃移质含量高,显示风积成因,Ｃ—Ｍ图及结构参数散点图与河流沉积物差别明显,判别分析结果正负夹杂。综合看来,“砂山”是末次冰期时出露的河流沉积物经风力吹扬、搬运,在长江南岸堆积而 成。     

甘肃兰州盆地古近系泥岩的古盐度分析

兰州盆地位于青藏高原东北部,祁连山以东,黄土高原以西,古近纪出露地层为细柳沟组、野狐城组和咸水河组下段。作为青藏高原寒区、东部季风区及西北干旱区的交汇地带,兰州地区新生代环境研究受到越来越多的关注,因此有必要对其沉积环境进行研究。本文通过对兰州盆地黄羊头地区古近系进行分段采样,并对泥岩样品的主量元素、微量元素及X射线衍射进行测定,运用硼法、B/Ga值及Sr/Ba值等方法定量—半定量分析兰州盆地古近系沉积时的古盐度特征,同时结合风化指数CIA值的变化特征,综合分析古近系的沉积环境。研究结果表明兰州盆地古近系细柳沟组、野狐城组及咸水河组下段Adams法古盐度值为9.5‰～14.0‰,平均值为11.8‰;Couch法古盐度值为8.2‰～12.8‰,平均值为10.8‰,为内陆半咸水—淡水湖泊。Adams法古盐度值与B/Ga值具有良好的正相关关系,而Adams古盐度值与Sr/Ba值相关性不明显,主要由于地层中生物对Sr的富集作用,导致Sr/Ba值偏大,表明Sr/Ba值不适用于生物富集地层的古盐度恢复。环境研究认为细柳沟期,气候湿润,以冲积扇沉积为主,水体较浅,盐度值较大;到野狐城中期水体加深,变为湖相沉积,气候温暖湿润,盐度值降低,同时存在明显的干冷气候间隙,该间隙期湖盆蒸发量大于补给量,盐度值升高;从野狐城晚期开始湖盆逐渐萎缩,以滨湖相沉积为主,到韩家井期变为河流相沉积,至甘家滩期再次转为湖相沉积,盐度值先升高后降低,但整体风化程度明显降低,表明从野狐城组晚期开始气候逐渐变冷变干。     

新近纪以来中国黄土高原的风尘记录

通过对黄土高原中部两个典型的风尘堆积序列的岩性和磁性地层研究 ,认为中国黄土高原风尘堆积的开始发育年龄至少约为 7.2 Ma B.P.。以红粘土和黄土—古土壤交互出现的风尘沉积 ,不仅真实地记录了东亚季风气候的形成演化 ,而且可能包含了青藏高原的阶段性隆升、北半球冰盖形成演化及大冰期发生等构造气候事件的印记。反映粉尘源区的干燥度及携带粉尘的大气环流强度的风尘沉积速率自 7.2 Ma B.P.开始、尤其是 4.5 Ma B.P.以来逐渐增大 ,似乎暗示了自新近纪以来亚洲内陆粉尘源区干旱化的逐级发展和东亚冬季风环流强度的逐渐增加     

Grain-size analysis of the Neogene red clay formation in the Pannonian Basin

The red clay is a significant deposit underlying the Pleistocene loess-paleosols sequence in the Pannonian Basin. The sedimentary processes involved and the origin of the materials remain controversial. In order to determine the depositional processes of the Pliocene red clay formation we studied many red clay sections in Hungary. Here, we present results of grain-size analyses of the red clay from representative sites. In particular their grain-size distribution is compared with that of typical Pleistocene eolian loess-paleosols, as well as lacustrine and fluvial sediments. It appears from the sedimentological data that the majority of the red clay is of a wind-blown origin. The red clay might be transported by weak westerly winds and has been modified by post-depositional alteration.     

灵台黄土-红粘土序列的磁性地层及粒度记录

甘肃灵台县任家坡黄土－红粘土剖面的磁性地层学研究表明;中国北方连续的风成堆积可下推到705MdB．P。第三纪红粘土的粒度组成从上到下变化很小,与黄土－古土壤序列的粒度大幅度变化形成强烈的反差,意味着晚第三纪时期的气候总体上要比第四纪时期稳定。在705～2．6MaB．P．的红粘土沉积中,可分出的110～115个土壤B层与钙质结核层的组合,初步表明在这个时期有约110～115次气候旋回。     

六盘山东麓朝那剖面红粘土-年代及其构造意义

黄土高原地区黄土之下的红粘土的年代和形成可为六盘山隆起、鄂尔多斯夷平面解 体以及青藏高原隆升等构造事件提供重要证据。六盘山东麓厚达303m的朝那黄土-红粘土剖面的磁性年代地层学表明：朝那红粘土开始堆积于8．1MaB．P．,是目前黄土高原上发现的最老的红粘土。8.1MaB.P．前后一次强烈构造运动使得鄂尔多斯夷平面解体,相对下沉地区接受红粘土沉积,六盘山地区开始隆起,这可能与青藏高原强烈的构造抬升事件有关。     

甘肃兰州黄河北岸疏松砂岩成因

广泛分布于甘肃兰州黄河北岸红城以东至皋兰以西一带的桔红色疏松砂岩体几乎全由石英颗粒组成,对其研究不仅具有较高的经济价值,而且对于了解中国西北地区干旱环境演变具有极其重要的意义。长期以来,该层砂岩的成因问题一直备受中外地质学家的关注。为此,针对该层疏松砂岩,通过野外沉积构造描述、室内颗粒分析试验及扫描电镜分析等方法,分别从沉积构造、粒度及石英颗粒表面形态特征等方面对其成因进行分析。研究结果表明,兰州黄河北岸水阜乡至曹家湾一带疏松砂岩水平层理沉积特征明显,砂岩粒度累积曲线具有典型水成特性,石英颗粒表面可见比较发育的贝壳状断口及因溶蚀作用而导致的鳞片状剥落等水下沉积特征;朱家井至红城一带疏松砂岩中风成板状斜层理沉积特征明显,其粒度累积曲线具有典型风成特性,石英颗粒表面可见比较发育的麻面、蝶形坑等风成特征。该层砂岩并非单纯的风成或水成,其成因具区域性。