汾河源区不同景观带表土粒度与地球化学元素组成分析

基于ArcGIS,将汾河源区景观带谱分为亚高山草甸带、针阔叶林带、灌丛荒草带和河流两岸农田耕作带等4个类型,并对不同景观带表土沉积粒度和地球化学元素进行了初步分析。结果表明汾河源区表土沉积物以粉砂为主,辅以一定数量的极细砂和粘土,细砂和中粗砂含量较低;总体上沉积物分选差,呈正偏和极正偏的分布,峰态中等到尖窄;沉积物沉积环境复杂多样,风成、海相/河流沉积并存,与区域地质构造运动、风成物质堆积和河流发育有着密切的关系。地球化学元素分析发现该区表土沉积以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,与上部陆壳（UCC）和中国黄土（CL）相比具有显著的同源性;而Ca和Mg等活动性元素则随海拔高度影响的降水变化呈现明显的垂向差异;沉积物化学风化基本处于脱Ca和Na的初级阶段,属寒冷干燥条件下的低等化学风化。研究旨在揭示沉积物粒度特征和地球化学行为,为进一步认识汾河源区生态环境变化提供理论基础和数据支撑。     

伊犁盆地黄土分布与组成特征

在研究伊犁盆地黄土分布特征的基础上,分析了伊犁黄土的粒度、矿物和地球化学组成特征。粒度分析表明伊犁黄土以粉砂为主,含有一定量的细砂,粒径比黄土高原粗,分选性比黄土高原黄土差。在矿物组成上以石英、长石和碳酸盐类矿物为主,含一定量的绿泥石和云母。地球化学元素分析表明伊犁黄土以SiO₂、Al₂O₃、CaO为主,比黄土高原黄土富Na₂O和CaO,反映伊犁盆地黄土形成于较干冷、化学风化弱的环境。     

晋西北地区表层土壤粒度与地球化学元素组成

对晋西北地区表层土壤的物质组成进行研究,可以明确其物质来源、沉积环境及化学风化特征。选择区内表层土壤（深度0、10、20 cm）及其附近的河流沉积物,进行粒度和化学元素组成测试。结果表明：（1）晋西北地区表层土壤粒度组成以黏土和粉沙为主,且有自地表向下粗颗粒组分含量增加的趋势。（2）常量化学元素组成以SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃为主,其余元素含量均较低。化学元素组成模式表明研究区内表层土壤物质与黄土高原腹地黄土有相同的物质源区,黄河河流沉积物对其贡献不大。（3）晋西北表层土壤的CIA值为52.70~57.89,平均54.06,说明它们的化学风化程度较低,处于早期的脱Na、Ca阶段。这是由于研究区地理位置比洛川更靠北,气温和降水量均低于洛川,降水量与兰州相差不大,但是年平均气温和年温差比兰州低。该研究明确了晋西北地区表层土壤的物质组成特征,为区域潜在沙漠化危害防治提供了数据支撑。     

Simulating the effect of wind erosion on aeolian desertification process of Horqin sandy land and its significance on material cycle:a wind tunnel study

Samples from the Horqin sandy land were exposed to a series of wind velocities,and sink particles were collected at the end of the diffusion section of a wind tunnel.Grain sizes of collected samples show great variation because of the granularity difference of the surface samples.The original samples show lower average content of SiO₂ and higher average content of Al ₂O₃,Fe₂O₃,MgO,CaO,Na₂O,and K₂O than collected samples.Compared with other dust source areas in China,the Horqin sandy land had higher content of Zr,Ba,SiO₂,Al₂O₃ and K₂O.Compared with the average upper continental crust(UCC)composition,surface samples were rich in the content of Y,Zr,Nb,Ba,La,Nd.Geochemistry characteristics of fine grain components of the Horqin sandy land differ from those from other dust source regions,because fine-grained particles in the Horqin sandy land were mostly derived from various local deposits formed in its unique depositional environments influenced by several tectonic activities.     

柴达木盆地西北部长垄状雅丹沉积物地球化学元素组成及指示意义

雅丹沉积物蕴含丰富的区域环境变化和物源演变信息。以柴达木盆地西北部的长垄状雅丹为研究对象,通过对地球化学元素的研究,探讨沉积物的化学风化特征及其对物质输移的指示意义。结果表明：（1）雅丹沉积物的常量元素以SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO和Na₂O为主,微量元素Cl、Sr、Ba和Zr含量较高。相较于上陆壳平均化学元素组成,雅丹沉积物常量元素CaO和MgO富集程度较高,微量元素中Cl和As富集程度较高。（2）雅丹沉积物的CIA值平均为39.03,且在A-CN-K三角图上准平行于A-CN连线,主体在斜长石与钾长石连线的下方,因此雅丹沉积物的化学风化程度较低,处于初期的脱Na、Ca阶段。（3）特征元素比值表明雅丹体内赋存的大量细颗粒物质为廊道流沙的源区。细颗粒物质经过外营力的风化、剥蚀等过程而出露,在雅丹廊道内堆积并向下风向输移,遇阻堆积而形成沙丘。雅丹是否为下风向黄土的物源区,尚需进一步验证。     

查格勒布鲁剖面CGS3a层段主元素记录的巴丹吉林沙漠35 000~25 000 a B. P.季风环境变化

对巴丹吉林沙漠东南缘查格勒布鲁剖面该层段的CGS3a层段（Chagelebulu Section 3a）139个样品的主元素——SiO₂、Al₂O₃、TOFE（Fe₂O₃+FeO）进行分析,划分出与地层旋回对应的5.5个化学元素旋回。研究认为：沙丘砂和黄土中SiO₂呈现的峰和Al₂O₃、TOFE、(TOFE+Al₂O₃)/SiO₂和CIA呈现的谷是类似于现代干冷的冬季风在过去多次作用的结果,而嗣后的湖相SiO₂呈现的谷和Al₂O₃、TOFE、(TOFE+Al₂O₃)/SiO₂和CIA的呈现的峰是类似于现代暖湿的夏季风在过去多次作用的结果。即35 000~25 000 a B. P.该沙漠经历了5次冬季风和6次夏季风交替的气候波动,这些气候事件与GRIP冰芯氧同位素记录的D/O（Dansgaard/Oeschger）事件相对应,Heinrich事件也在其中有很好体现。CGS3a层段所记录的千年尺度的气候波动可能是受到了北大西洋气候突变的影响。     

拉萨河谷爬坡沙丘沉积物特征

分析了青藏高原拉萨河谷爬坡沙丘表层及不同深度沉积物的粒度和地球化学元素特征。结果表明：(1)爬坡沙丘表层沉积物以细沙为主,平均粒径为2.51Φ(细沙),分选中等,粒度分布曲线为正偏、窄峰。随海拔升高,表层沉积物逐渐变细;随深度增加,沉积物粒径逐渐变细。(2)爬坡沙丘沉积物常量元素中SiO₂含量最高,微量元素中Ba含量最高。常量元素含量多随深度增加而减少,且在0—10 cm深度内变化幅度最大。与上部陆壳平均化学组成相比,除Na₂O、MnO、Cr、Co、Mo、SiO₂外,其余元素均处于亏损状态。拉萨河谷爬坡沙丘经历了中等的化学风化,处于大陆风化的早期阶段。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沉积物地球化学特征及其指示意义

以柴达木盆地西南缘山前沙丘区为研究区,采用地球化学元素分析方法,阐明了研究区不同类型地表沉积物的地球化学元素特征,并探讨其风化特征、物质来源及输移过程。结果表明：(1)研究区沉积物常量元素组成以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,三者的平均含量总和超过83%。微量元素以Cl、Ba、Sr和Zr含量较高。与上陆壳(UCC)平均化学元素组成相比,常量元素CaO轻微富集,微量元素As高度富集,Co轻微富集。(2)研究区化学蚀变指数(CIA)变化较小,为40.90～53.05,平均47.51,化学风化程度较弱,均处于风化的初期阶段。(3)特征元素比值表明,研究区沉积物具有相同的物质来源。柴达木盆地西南缘东昆仑山中的岩石经过风化剥蚀产生的碎屑物质在季节性流水作用下被搬运至山前堆积,形成广布的山前冲-洪积平原,后经风力吹蚀改造形成现在的地表景观。本研究不仅可以丰富区域风沙地貌研究内容,而且也可为区域风沙灾害的防治提供理论基础。     

萨拉乌苏河流域末次间冰期 古土壤化学风化与古气候

内蒙萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期发育5 层古土壤。对这5 层古土壤的形 态特征、粒度、扫描电镜及化学风化等分析结果表明: (1) 这些古土壤具有与华北现代褐土相 似的形态特征; (2) 粘化率中部高和石英颗粒表面硅质溶蚀-沉淀现象表明古土壤层中发生过 风化成壤作用; (3) 用K₂O/Na₂O、Al₂O₃/Na₂O、MnO/Al₂O₃、CIA 及A-CN-K 图解与华北现代 褐土作对比分析, 发现它们的化学风化特征极为相似; (4) 用气温及降水量与CIA 值的回归 关系方程, 得出5 层古土壤发育时期的水热状况确与华北现代的暖温带半湿润季风性气候大 致相同或更显暖湿。形态特征、粒度、石英颗粒表面特征和化学风化特征等多个方面具备了 与现代华北褐土类似的化学风化成壤特征, 证明这些古土壤是在与华北相似的暖温带半湿润 季风性气候条件下形成的。     

汉江上游黄土常量元素地球化学特征及区域对比

本文对汉江上游黄土的常量元素含量及相关地球化学参数CIA、Na/K、淋溶系数、退碱系数、残积系数等进行了系统分析。结果显示：① 汉江黄土的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,三者含量总和达767.3 g/kg;常量元素含量大小排序为SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K₂O>MgO>Na₂O>CaO。风化成壤过程中Na、Ca、Mg、Si发生不同程度的迁移淋溶,而Fe、Al、K相对富集。② 其风化成壤强度呈现从马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀又降低的规律,记录了该区域气候经历了末次冰期（55.0-15.0 ka BP）冷干、早全新世（15.0-8.5 ka BP）增温增湿、中全新世（8.5-3.1 ka BP）达到最暖湿,晚全新世（3.1-0.0 ka BP）降温变干的演变过程。③ 汉江黄土与洛川、巫山、下蜀黄土的元素组合特征高度一致,不同地区常量元素（CaO除外）含量十分接近且UCC标准化值变幅均小于0.25,这暗示了它们风化之初具有相似的风成沉积基础;但不同区域黄土的化学风化强度差异明显,大致呈现洛川黄土<汉江黄土<巫山黄土<下蜀黄土的趋势,与中国现代季风气候的空间变化规律相吻合,即不同地区黄土风化程度差异主要是东亚季风变化影响的结果。     

晋南全新世黄土剖面常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对晋南地区中梁铁厂全新世黄土剖面常量元素含量分析和粒度、磁化率及光释光年代测定,探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及其古环境意义。剖面沉积物的Al₂O₃、TFe₂O₃、K₂O含量变化趋势基本一致,三者含量在古土壤层中较高,代表气候暖湿;剖面常量元素含量与UCC对比具有富Ca而贫Na、K的特征;剖面总体处于低等化学风化强度,介于陕西扶风和宁夏彭阳的剖面之间,其中古土壤层处于中等风化强度,Ca、Na大量淋失。常量元素地球化学特征指示该区全新世以来气候经历了"气候回暖→温暖湿润→气候转凉→持续干凉"的转化过程。1.2-2.5 ka BP期间区域地表流水作用较强,导致了Ca的相对淋失。     

角子山岩体地质矿化特征

前人已对角子山岩体的地质特征、年代学及地球化学进行了研究,基于总结、分析前人研究数据以及地表取样工作,本次将对角子山岩体的地质特征及矿化特征进行探讨。角子山岩体位于华北陆块南缘,形态近矩形,与围岩均呈侵入接触关系,形成于燕山晚期,属A型花岗岩,分为6个单元。主体岩性为钾长石花岗岩类,仅第六单元为二长花岗岩;岩石富含SiO₂、K₂O、Na₂O,贫Al₂O₃、CaO、MgO、FeO、Fe₂O₃,具铝富钾的特征,Nb含量较高,稀土元素含量低。岩体中发现有铌矿化体,规模不大。这些认识可以为下一步在角子山岩体以及其周围寻找原生铌矿和风化壳型铌矿提供参考。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。     

南祁连山野牛脊地区盐池湾组碎屑岩地球化学特征及地质意义

南祁连山野牛脊一带出露的奥陶系盐池湾组为一套碎屑岩组合,对其物源区性质、构造背景研究可以为南祁连南部弧后前陆盆地的演化提供良好的指示作用。对该套地层进行岩石学、地球化学特征研究,结果表明奥陶系盐池湾组碎屑岩富SiO₂、Na₂O、CaO、K₂O,贫TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO;富Ba、Th、U、Zr、Hf、Sc,贫Rb、Nb、Sr、Ti;稀土元素中总量为142.93×10^-6～252.67×10^-6,轻重稀土元素分馏程度高,轻稀土元素相对富集,具负的Eu异常。各类判别图解显示物源区为酸性火山岩区,物质以长英质为主,物源区具有大陆岛弧-活动大陆边缘转化的特征。结合区域构造演化历史,认为该地层是党河南山-拉脊山、柴北缘洋盆双向俯冲消减背景下沉积的产物,物源区可能为南祁连岩浆弧带。     

腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰期5e的主量元素特征及其记录的古气候

腾格里沙漠南缘地处中国西北沙漠与黄土交错带,也是东亚冬季风与夏季风交替控制的过渡地带,其对全球气候变化十分敏感,是研究古气候与古生态的理想地点。选择该区域一典型剖面即"土门剖面"(TMS)为代表,通过野外考察、采样和室内采用X-射线荧光光谱仪进行主量元素测试,探讨了以该剖面主元素氧化物为气候代用指标指示的腾格里沙漠沙漠南缘末次间冰期5e(MIS5e)的古气候变化。年代相当于MIS5e的土门剖面末次间冰期5e层段(TMS5e)由16层风成砂、11层湖积黄土和5层湖相构成,记录了14.5个风成砂与湖相或和湖积黄土构成的沉积旋回与元素旋回。分析结果显示,该层段8种主量元素的含量高低依次为:SiO₂ >Al₂O₃ >CaO >TOFE(FeO+Fe₂O₃) >K₂O >MgO >Na₂O >TiO₂,平均值依次为64.11%、11.31%、5.15%、4.08%、2.37%、2.26%、2.01%、0.41%。这些主量元素在TMS5e层段的垂直方向上呈两组镜像对称变化:一组为SiO₂,其含量在风成砂层位显峰态,而在湖相和湖积黄土层位显谷态;另一组为Al₂O₃、TOFE、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、TiO₂,它们在风成砂层位呈谷态,在湖相和湖积黄土层位显谷态。土门剖面TMS5e层段的主元素氧化物指示的MIS5e腾格里沙漠南缘的气候是不稳定的,经历了14.5次暖湿与冷干交替的气候波动,且可划分为TMS5e5(139~129.30 ka BP)、TMS5e4(129.30~124 ka BP)、TMS5e3(124~119.50 ka BP)、TMS5e2(119.5~116.5 ka BP)和TMS5e1(116.5~113.70 ka BP)等5个亚段,其在时代上与末次间冰期5eGRIP冰芯δ¹⁸O记录的5个阶段具有遥相关关系。该研究深化了对我国西北季风边缘区MIS5e古气候状况的了解,也为国际上仍有争议的"MIS5e气候是不稳定"的理论观点提供了有力的地质证据。     

东昆仑库木库里沙漠表层沉积物粒度特征、物源与沉积环境

对青藏高原北部世界海拔最高的库木库里沙漠周围冲积扇碎屑及沙漠表层沉积物粒度特征及元素组成研究结果显示：（1）库木库里沙漠表层沉积物以细砂为主,其次为极细砂,粉砂和中砂含量较少,有少量的黏粒,不含粗砂的组分,且粒度组成差异不大。（2）沉积物M_Z范围2.70~2.90 φ,σ₁范围0.80~1.10 φ,S_K1范围0.26~0.44,K_G范围2.27~3.62。（3）粒度主要呈近似对称的单峰分布,但细颗粒一侧有较细长的尾部。（4）沙漠表层沉积物元素组成与周围山麓冲洪积碎屑沉积物较为相似,尤其是沙漠西部的阿尔喀山北麓区域。（5）沉积物源判别表明,沙漠表层沉积物来源主要为阿尔喀山北麓及祁漫塔格山南麓碎屑沉积物,其形成环境主要为河流相沉积环境及浅湖相沉积环境。     

辽南地区晚第三纪红色风化壳及更新世高海面问题探讨

以辽南地区石槽剖面与城山头剖面的红色风化壳为研究对象,利用X射线荧光光谱仪,对风化壳剖面样品进行分析。结果表明：剖面中各采样点样品的主要化学元素含量自剖面底部到顶部无规律性变化,显示了主要化学元素在风化过程中的地球化学行为较为一致,符合风化壳沉积类型特征;剖面的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃,结合各采样点样品的主要化学元素含量及SiO₂/Al₂O₃及SiO₂/R₂O₃系数,可以认为这套红色风化壳应是在高温高湿的环境条件下风化作用的产物。通过与山东庙岛群岛风化壳的对比及风化壳厚度的计算,可以认为该套风化壳的形成时代应在上新世或更早。依据风化壳在滨海地区的残存高度可以推断,自第三纪晚期以来辽南地区最高海平面高度未超过今天的海平面高度。     

150kaBP以来巴丹吉林沙漠东南区域地层序列的新研究

巴丹吉林沙漠东南部边缘查格勒布鲁剖面中更新统/上更新统下部、上更新统下部/上更新统上部和上更新统上部/全新统的地质界线依次发生在59AGS/60L、39FD/40G和9L/10FD之沉积界面上。其时限依次大致为150kaBP、75kaBP和10kaBP,该剖面记录了150kaBP以来25个旋回的沙漠与湖相等沉积交替变更的历史过程。通过该剖面粒度和SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO在地层中的分布特征、软体动物化石指示的古生态等综合研究表明,所述这些沉积旋回是自那时以来,在北半球冰期间冰期气候波动影响下,冬夏古季风往复更迭所导致的非季风沙区沙漠期与间沙漠期多次正逆交替演变的结果。     

沼泽沉积剖面特征元素比值及其环境意义——盐碱化指标及气候干湿变化

沼泽发育过程中堆积的各类沉积物真实地记录下区域环境演变与沼泽发育过程的信息。以向海沼泽湿地为研究对象,由¹³⁷Cs、²¹⁰Pb法定年实现沉积层深度坐标向年代坐标的转换,对典型沉积剖面特征元素比值进行了综合剖析。结果表明: Sr/Ba、Rb/K、(CaO+K₂O+Na₂O)/Al₂O₃等比值具有盐碱化和气候干湿变化的指示意义。该区域的盐碱化并非只发生在近几十年,而是由来已久,只是近年来人类活动促进了盐碱化进程。霍林河流域近240年来气候存在冷干-暖湿-冷干的多次波动,1880年之前气候以冷干为主,并有小幅度波动;1880年后气候开始转暖,但仍以冷暖波动振荡为主。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ¹³Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示：第一主成分(PC1)包括Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ¹³Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为：在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。