山东地区黄土研究综述

山东地区黄土开始堆积时期普遍较晚,目前已见的剖面中,以青州傅家庄剖面堆积厚度最大(30 m以上),起始堆积时间最早,出露的最老层位为L9,TL测年时间约为0.8 Ma B.P.。山东地区黄土成因类型多样,物质来源广泛,其岩性特征与其他地区的黄土有明显的差别;在本地区内部,黄土的差异也比较明显,大体可分为两大成因分布区:渤海湾滨海与岛屿区和鲁中山前区。前者黄土粒度较粗,且普遍含有海相微体化石,其物质来源主要为末次冰期时期出露的渤海陆架物质,西北气流携带而来的内陆远源物质占次要地位。而后者黄土类型成因多样,东部的潍坊、青州黄土分布区,受到末次冰期时强劲冬季风的影响,物质来源主要为北部出露的渤海湾,向西至淄博、济南地区则已逐渐过渡为西北内陆风尘物质成分占据主导。     

汉江一级阶地抬升以来北亚热带风尘堆积、发育与东亚季风演变的耦合关系——以郧县段汉江上游谷地为例

风成黄土对东亚冬夏季风优势期转换及起迄时间起到良好指示作用,探究风尘黄土堆积、发育特征与东亚季风演变的耦合关系十分必要。本文通过研究汉江一级阶地上覆黄土-古土壤序列的构型、磁化率、烧失量、粒度、元素组成特征,分析汉江一级阶地抬升以来黄土-古土壤序列的成因及成壤特征,探究东亚冬夏季风的演化序列。结果表明：（1）汉江上游地区黄土-古土壤序列的地层构型为表层土（MS）-近代黄土（L₀）-古土壤（S₀）-过渡层（L_t）-马兰黄土（L₁）,磁化率、粒度、烧失量、元素组成等特征指示各地层成壤强度特征为S₀>L₀/L_t>L₁。（2） 成壤强度指示18000 a BP以来,东亚冬夏季风演替特征为末次盛冰期冬季风强烈→全新世早期冬季风减弱→全新世中期夏季风主导→全新世晚期夏季风减弱~,冬季风强盛,其演变滞后于低纬太阳辐射变化2000~3000 a。（3）该风尘堆积物理化性质对6000~5000a BP的气候恶化期有所响应。总而言之,汉江上游一级阶地上覆黄土为风尘堆积物,指示18000a BP以来东亚季风的变迁规律及季风异常事件,能够体现北亚热带对全球气候变化及极端事件的响应。     

汾渭盆地黄土剖面0.9 Ma前后的粒度突变及其环境意义

 通过对汾渭盆地老庄黄土剖面的古地磁、磁化率、粒度分析,认为该剖面具有1.2 Ma以来的完整风成沉积系列。该剖面最为显著的特点为其粒度组成中粗粒组分含量较高,自L9（对应年龄约为0.9 Ma）以来粒度突然变粗并且地层中共发育了11层厚度较大的埋藏古风成砂,研究区远离沙漠,黄土中的砂粒及风成砂是近源搬运造成的,其中黄河河漫滩是其砂粒的主要供给源。这一特点显示汾渭盆地在距今0.9 Ma以来气候显著变干,冰期时发生严重土地沙漠化,这可能是汾渭盆地对中更新世气候转型的响应,还可能与当时青藏高原急剧隆升而激发的亚洲内陆干旱化加剧有关。     

粒度揭示的末次间冰期以来长江中游风沙-风尘体系

对长江中游地区定山-太平断面上砂山砂与下风向5个黄土剖面黄土进行了详细的粒度分析,并与其他地区黄土进行对比。结果表明:(1)粒度象和粒度参数特点显示赣北定山-太平断面砂山下风向的黄土状土为风积成土;(2)定山-太平断面的砂山砂-砂山淤泥-黄土粒度特征的渐变过渡,指示了其沉积上的渐变过渡关系。结合区域各沉积相的年代序列认为,末次间冰期以来,长江河谷、漫滩等松散碎屑物在冬季风分选下,粗颗粒物质以砂山形式在其下风向不远处沉积,而剥离出的细颗粒物质则被颠扬到较远的下风向以黄土的形式堆积,从而在区域上形成一个以砂山砂和黄土为主的风沙-风尘沉积体系。     

陕西横山L2以来风沙/黄土沉积序列的粒度端元特征及其环境意义

受气候振荡的影响,沙漠边界多次往复摆动,在地层中留下了黄土、古土壤与古风成沙的迭覆沉积。通过传统粒度参数和端元分析模型方法对陕西横山HS剖面L_2以来风成沙—沙质黄土—沙质古土壤所蕴含的粒度成分、相应的沉积信息和沙地进退进行探讨。结果表明:HS剖面粒度组成不同于黄土区,以极细砂(31.07%)、细砂(30.20%)和粗粉砂(23.38%)为主,具有大小混杂的宽粒级范围的明显特征。因此在黄土区具有全球古环境意义的粒度指标未必适合本区,运用参数化端元分析模型对本区粒度指标进行分离,以期得到适宜本区的气候环境指标。其中,端元1(EM1)的众数粒径为8.93μm,反映了西风环流的信息;端元2(EM2)的平均粒径为32.82μm,很大程度上间接指示东亚冬季风强度的变化;端元5(EM5)的平均粒径为235.46μm,是极强冬季风或强风暴的替代性指标,其含量反馈当时冬季风的强烈程度。由此,研究认为陕西横山自L_2以来发生了5次沙地扩张和3次沙地后退事件,其中风成沙层为强烈冬季风环境引发毛乌素沙地扩张时堆积的;而冬季风强度大为减弱时,沙丘迁移被沙尘堆积所取代,形成沙质黄土层;古土壤层是在冬季风相对萎缩时发育的。冰期形成的风成沙层对目前区域沙漠化存在不可忽视的潜在威胁,保护全新世形成的土壤层是防治区域沙漠化的重要措施。     

1.8 Ma BP以来陇西断岘黄土剖面沉积特征及其反映的腾格里沙漠演化

 六盘山作为青藏高原的东北构造边界，东西两侧有着明显的风成沉积差异。通过对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上厚约223 m的断岘黄土-古土壤剖面的古地磁、磁化率和粒度分析，该剖面具有1.8 Ma BP以来完整的风成沉积旋回。主要应用砂粒百分含量(＞63 μm)作为指示风成物质来源区沙漠范围和气候干旱的直接指标，初步发现腾格里沙漠自1.8 Ma BP以来至少有2次大的扩张与变化过程，分别发生在1.1和0.8 Ma BP前后。研究表明腾格里沙漠的扩张与变化可能同全球性的冰量增加和冬季风增强以及区域性的青藏高原隆升有成因上的联系。     

东海嵊山岛风成黄土地层的植物硅酸体研究

植物硅酸体是填充于高等植物细胞内的非晶质硅 ,在恢复古气候方面具有很高的分辨率和灵敏性 ,在黄土地层研究中可以弥补孢粉分析的不足 ,对于恢复沉积古环境研究中具有重要意义。本文通过对东海嵊山岛黄土剖面进行植物硅酸体分析发现 ,该剖面样品中含有丰富的禾本科植物硅酸体化石 ,其组合特征表明该剖面的沉积环境为干冷的生草环境。粒度组成、重矿物组合、粘土矿物、孢粉、地球化学成分和石英颗粒表面特征等分析已表明嵊山岛黄土地层和下蜀黄土同为干冷气候条件下风成堆积的产物。这一研究为我国晚第四纪风成黄土沉积范围、区域古环境变化提供了又一重要的事实依据。     

巧家盆地黄土的粒度特征及其成因分析

通过对巧家盆地地区金沙江左岸阶地上的厚层黄土进行实地考察,并进行了系统采样和粒度特征分析,结果表明该区黄土的粒度组成较为一致,以10～50μm的“风成基本粒径”粗粉砂质为主,其含量在26．09％-46．06％。同时〉63μm的砂质也较大,在剖面顶部达到了28．73％,随着地层向下呈现出粗粒径减小,粘粒含量增大的趋势。巧家黄土地粒度频率曲线呈双峰态特征,与长江以南的典型红土有着相似的分布特征。其粒度组成与粒度参数特征反映了风成近源堆积特性,通过将巧家黄土的粒度参数特征与洛川黄土和河流相沉积的相对比,显示其与典型的风成黄土具有相同的成因。     

汉江上游郧县辽瓦店剖面粒度组成特征及其意义

对汉江上游河谷辽瓦店（LWD）剖面的地层特征及粒度分布进行了研究,并与渭河河谷典型风成堆积物对比。结果表明：该剖面中黄土和古土壤的粒度组成以粗粉砂（10～50 μm）为主,频率曲线图、三角图、参数结构散点图等均指示它们具有相同的物质来源,但明显区别于洪水滞流沉积物;其地层序列、宏观特征和粒度分布与渭河河谷全新世黄土-古土壤序列具有良好的可比性。LWD剖面的黄土和古土壤具有风成的基本特性,但其粒度组成比渭河河谷黄土整体偏细,这可能与沙尘暴越过秦岭后强度减弱有关。     

泥河湾盆地的水下黄土堆积及其古气候意义

本文论述了泥河湾盆地第四纪河湖相地层中水下黄土堆积的特征，认为水下黄土堆积是介于气下黄土堆积河湖相沉积之间的一种过渡类型，水下黄土和气下黄土都是干冷气候条件下的产物，而河湖相沉积则形成于相对温湿的气候环境。在沉积剖面中水下黄土和河湖相沉积交替出现，形成水下黄土－河湖相沉积系列，这个系列反映了气候的周期性变化，它可以与我国洛川剖面的黄土－古土壤系列及深海岩芯V28－239的氧同侠素气候期，很好地进行对比。这为我国华北第四纪古气候地层序列的建立，又提供了一个重要的途径。     

天山黄土记录的古尔班通古特沙漠形成演化

沙漠形成演化是第四纪古气候、古环境研究的重要内容之一。通过位于古尔班通古特沙漠下风向天山北坡河流最高阶地上的厚层风成黄土的形成时代和>63 μm砂含量变化的研究,确定古尔班通古特沙漠最迟在0.8 Ma前已经存在。0.8 Ma以来沙漠发育经历了基本稳定期(0.8~0.4 Ma)、强烈波动扩展期(0.4~0.13 Ma)和收缩稳定期(0.13~0 Ma)三个阶段。昆黄运动造成东亚大气环流形势的改变,使准噶尔、塔里木盆地等我国西北地区降雨减少,气候显著变干及冬季风强化,盆地中湖泊萎缩消失、大片河湖相松散物质裸露产生的丰富物源为沙漠形成提供了充足的条件,沙漠开始广泛发育,沙漠主体形成。     

黄土高原侵蚀期研究

黄土高原在沉积的同时也存在着侵蚀,主要是流水、重力等因素造成的。这种侵蚀会受到气候、构造运动以及人类活动控制。资料显示,黄土高原存在3种基本的侵蚀期,一是气候侵蚀期,二是构造侵蚀期,三是人为因素侵蚀期。此外还有气候与构造共同作用产生的侵蚀期和构造与人类共同作用产生的侵蚀期。温湿期风尘堆积少,降水量增多,流水动力增强,是黄土高原理论上的侵蚀期。构造抬升引起侵蚀基准面下降,进而导致黄土高原加快侵蚀,出现构造侵蚀期。人类活动破坏了黄土高原的植被和土层结构,导致黄土高原侵蚀加剧,从而出现了人类因素引起的现代侵蚀加速期。在黄土发育的冷干期,由于植被稀疏,侵蚀量大于温湿期,但堆积量远大于侵蚀量。要改变现代侵蚀状况,就应当加强黄土高原生态环境治理。     

中国西北与华北地区末次冰期黄土气候记录的对比研究

选用末次冰期具有代表性的黄土高原西部区临夏塬堡黄土剖面和华北地区具有代表性的北京西山东斋堂黄土剖面,通过对这两个剖面岩性、质量磁化率、粒度中值的变化幅度、频率、量值和所反映的气候环境状况及产生这种气候状况的原因的对比分析发现:两个剖面均记录了末次冰期可与反映全球冰量变化的SPECMAP曲线对比的MIS2、MIS3和MIS4 3个阶段,尽管其反映的气候状况并不相同。如末次冰期西北和华北地区风力强度基本接近（粒度中值值基本接近）,华北地区气候更为温湿,土壤的成壤强度更高,降水量更大,而西北地区就弱很多。这可能与两个地区地处不同的气候带有关,即西北地区地处温带干旱、半干旱区,华北地区地处暖温带半湿润区,尽管两剖面同处中纬度,但西北地区的塬堡剖面深居内陆,四周多高山,来自海洋的湿润气流很少能够到达,降水量远比同纬度其他地区少的缘故。同时还表明:就磁化率指标和粒度指标而言,磁化率指标对区域气候环境变化的响应更敏感,更能准确记录反映区域的气候环境变化状况。     

临夏盆地晚中新世以来的风沙沉积及环境意义

对临夏盆地１５Ｍａ以来地层中的石英砂所作的扫描电镜分析表明,风成砂一直存在,并在８Ｍａ和６～５Ｍａ时含量最高。最大颗粒的平均粒径在（１．５～３．６）／２．６Ｍａ达０．４ｍｍ,３．６～２．６Ｍａ之后显著下降。前者表明３．６～２．６Ｍａ以前,近源风沙作用一直存在,并在８Ｍａ和６～５Ｍａ达到最盛;后者表明第四纪以来,远源风沙沉积盛行,可能反映了青藏高原在３．６～２．６Ｍａ急剧隆丐和与之相关的大气环流的发     

大同火山活动在区域沉积中的记录和阶段性历史研究

大同火山活动的阶段性历史是一个尚未被揭示清楚的地学问题。野外实地考察及室内磁化率、化学成分、粒度和古地磁的测定结果显示：古湖滨处水平层理发育的火山碎屑层存在4个不同倾角的倾斜;古湖近岸处的湖相沉积层中含有4层火山碎屑层;古湖深处的湖相沉积层中出现4个磁化率显著正异常的层位,且这些层位粒度都较粗;古湖岸上的黄土沉积中出现3个磁化率为峰值、Rb/Sr比值为谷值的层位;古湖深处湖相沉积剖面中存在B/M和Jaramillo磁极性界限。据此进一步分析后认为：① 湖相沉积剖面中的磁化率显著正异常层位、黄土沉积中的高磁化率—低Rb/Sr比值层位可能是混入了大量火山灰物质;它们是区域火山活跃期的记录。② 系列沉积剖面特征指示区域火山活动曾经历4个活跃期,每个活跃期期间有多次密集的火山喷发。③ 4个活跃期的年代大约为早于0.90 Ma BP（第一活跃期）、~0.47 Ma BP（第二活跃期）、~0.31 Ma BP（第三活跃期）和~0.09 Ma BP（第四活跃期）;黄土沉积中还记录了区域北部有一个发生于~0.19 Ma BP的活跃期。此外,区域湖相沉积中所记录的4个火山活跃期都出现在湖退时期,平静期出现在湖侵时期。     

临夏盆地三千万年来沉积物粒度特征及其构造意义*

本文通过对临夏盆地长达30m.y.的连续沉积(临夏群)共计779个样品的粒度特征分析,划分出七大完整的沉积旋回。粒度曲线明显地表示出青藏高原的强烈隆升始于距今3.4Ma前。该文还初步确定出青藏高原地区两次夷平过程最终结束的年代。     

河流对0.8 Ma B.P.环境突变事件的地貌响应研究

以兰州盆地0.8 Ma B.P.阶地为例证,运用古地磁测年方法,通过收集相关文献,分析讨论了0.8 Ma B.P.阶地与0.8 Ma B.P.环境突变事件的联系。结果表明：① 0.8 Ma B.P.环境突变事件主要表现在气候转型、构造运动等方面,具有群发性和全球性特点;② 兰州盆地以及其他区域0.8 Ma B.P.阶地存在的证据,表明河流在0.8 Ma B.P. 前后普遍发生过一次下切事件;③ 0.8 Ma B.P.阶地是河流对0.8 Ma B.P.环境突变事件的地貌响应,构造运动为提供了下切驱动力,而气候变化则控制了下切时间。     

黄土高原的形成与发展

根据黄土高原古地理及气候演变、黄土地层年代学和侵蚀期与堆积期的资料分析,得出黄土高原出现之前为红土高原,气候以温暖半湿润弱波动为特征,250×10⁴ a来的黄土高原可分3个阶段。第一阶段出现在250×10⁴~140×10⁴ a之间,为高原内部弱侵蚀循环期,气候冷暖振动幅度较小。第二阶段出现在140×10⁴~0.4×10⁴ a之间,侵蚀动力加强,为高原自然侵蚀加强时期,气候冷暖振动幅度较大;第三阶段出现在4000 a以来,为高原异常加速侵蚀外流期。未来200 a黄土高原有向冷干发展的表现,这对黄土高原的治理是不利的,但不会发生大的自然变化。通过人类活动的积极作用,黄土高原的加速侵蚀向自然侵蚀或小于自然侵蚀的变化将会发生。可以预测,未来200 a的黄土高原仍是适于人类生存的好地方。     

1.2Ma B.P.以来西宁盆地沙漠化问题初探

西宁盆地大墩岭黄土剖面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１５中存在３层古风成砂。沉积年代及各种环境的分析表明，这３层风成砂分别代表了１．２ＭａＢ．Ｐ．以来西宁盆地中更新世初，中更新世末和晚更新世晚期发生的３次较大规模的流沙活动。进一分析得出西宁盆地的沙漠化正逆过程受地第四纪全球气候波动变化以及青藏高原隆升的影响。第四经青藏高原冰川的冰缘作用为其边缘的沙漠、黄土沉积提供了丰富的物质来源。