天水黄土沉积特征与环境变化

中滩剖面系中滩镇渭河第四级阶地上的黄土堆积,通过黄土剖面的地层结构及粒度分析表明,其形成于0.9 Ma以来,河漫滩堆积年代为0.86—0.94 Ma。在过去1 Ma以来,中滩黄土及河漫滩剖面的地层特征、粒度曲线表明其记录了9个湿热-干冷气候旋回,3次冬季风强化阶段,存在着3次极端干旱事件。中滩黄土粒度特征以粉砂为其众数粒级,其次为粘土颗粒,不同于黄土高原其他地区,可能与秦岭北麓的湿润环境及六盘山对冬季风的阻挡有关。     

蓬莱黄土剖面光释光年代学及其沉积特征研究

对山东半岛北部蓬莱林格庄黄土剖面进行了系统的野外考察,并进行了光释光测年以及粒度、磁化率指标分析。研究表明,磁化率的变化与不同粒级的百分含量具有一定的相关性,频率磁化率与粗颗粒含量基本呈一定的负相关。结合野外地层划分与光释光年代学测试可以将该剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次间冰期以来该区气候和环境变化的历史。     

辽东半岛黄土粒度分维特征及其环境意义

应用分形理论中的幂指函数关系法,分别选取粒径r区间和质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,对辽东半岛黄土的粒度分维特征进行分析。结果显示:以粒径r区间为无标度区(0.76～263.75μm),七顶山马兰黄土的粒度分维值介于2.2085～2.3184之间,平均值为2.2744,相关系数为0.8835;离石黄土粒度分维值介于2.2748～2.4237之间,平均值为2.3467,相关系数为0.8920。全剖面粒度分维值在2.2085～2.4237之间,平均值为2.3187,相关系数达0.88以上,粒度分布具有分形特征。而以质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,马兰黄土分维值介于2.4220～2.5042之间,平均值为2.4761,相关系数为0.9889,分选系数为2.4067;离石黄土分维值介于2.4268～2.545之间,平均值2.4993,相关系数为0.983,分选系数为2.5097。全剖面分维值介于2.422～2.545之间,相关系数达0.98以上。研究得出:分维值的大小对黄土的形成环境有良好的指示意义,对同一种成因以及不同种成因的沉积物分维特征研究应注意无标度区的选择。本区马兰黄土比离石黄土...     

罗马尼亚Mircea Voda剖面黄土粒度特征及其成因指示

Mircea Voda剖面是欧洲典型的黄土剖面之一,本文对Mircea Voda黄土剖面序列S0-S3进行了系统的粒度分析,并与中国黄土高原典型的黄土剖面洛川剖面、西峰剖面等进行了对比研究。结果显示,黄土粒度组成以粒径为4μm-63μm粉砂为主,其平均含量为78. 22%,呈现出风成成因的基本特征,且不同深度样品的粒度组成具有较高的均一性,显示该区黄土具有相同的物质来源。粒度频率曲线呈现为以突出的第一众数20μm～35μm,分选较好的单峰正偏态分布特征,说明粉尘在沉积之前经过了充分的混合。粒级主要组分集中在粗粒端,但在细粒端1μm附近存在第2个分量,这种特征与中国黄土高原黄土的粒度特征十分相似。计算得沉积物环境判别参数Y值均小于-2. 741 1,通过与水成沉积物判别值Y的比较,进一步证实了Mircea Voda剖面黄土为风成成因特征。     

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。     

哈尔滨黄土的粒度与地球化学特征及其对粉尘物源的指示

哈尔滨黄土位于欧亚黄土带的最东端,对它的风尘物源研究是深层次理解风尘堆积与区域构造-地貌-气候变化耦合关系的关键。然而,对哈尔滨黄土地球化学组成的研究尚未开展,对其性质还存在认识上的不统一。为此,我们研究了哈尔滨天恒山剖面L₁黄土层的粒度和地球化学组成,并对其化学风化和物源等展开讨论。为了示踪哈尔滨黄土的物源,我们还对东北沙地（浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地和松嫩沙地）进行了表土采样和地球化学分析。结果表明：哈尔滨黄土不含细砂组分（125~250 μm）,含有极细砂组分（63~125 μm,4.8%~10.5%）,粉砂（4~63 μm）和黏土组分（<4 μm）占绝对优势,分别占73%~82%和12%~18%;粒度模式为三峰态分布（众数分别为36~40、8~10 μm和0.8 μm）,与黄土高原典型黄土的粒度分布模式一致,但明显粗于黄土高原中部黄土。哈尔滨黄土经历了初级的化学风化过程,具有较低的成熟度和再循环历史。单靠地球化学方法不能很好地确定哈尔滨黄土的物源,但整合的方法（包括粒度、元素和同位素组成、MDS和PCA统计方法以及自然地理要素等）很好确定了哈尔滨黄土有一个混合源,松嫩沙地松花江水系沉积物为哈尔滨黄土提供了主要的粉尘贡献,浑善达克沙地和科尔沁沙地为哈尔滨黄土提供了部分细颗粒粉尘。     

科尔沁沙地风沙沉积物磁学特征及其古环境意义初探

选取位于科尔沁沙地东北缘的六户屯剖面风沙沉积物为研究对象,进行系统的磁学特征和粒度分析。结果表明：六户屯剖面磁性矿物含量较少,磁学性质主要受亚铁磁性磁铁矿控制,并含有少量赤铁矿和针铁矿,磁性矿物粒度较细,以稳定单畴和超顺磁颗粒为主。沉积物中磁性矿物的粒度分布受风力大小与成壤强度的影响,单畴颗粒相对含量随风力的增强而增加,随土壤发育程度的增强而减少,χARM/χlf和χARM/SIRM可以指示冬夏季风的相对强弱。六户屯剖面磁性矿物粒度主要受冬季风强度及其动力分选作用的控制,磁性矿物粒度与沉积物总体粒度呈反相关;但在某些层位,夏季风影响下的成土过程对其改造作用不容忽视。成壤过程中形成的超顺磁颗粒是磁化率增强的主要因素,单畴颗粒对土壤发育适宜期磁化率的增加贡献相对较弱。     

环境磁学及其在地理环境研究中的应用

环境磁学兴起于20世纪70年代，是一门介于地球科学、环境科学和磁学之间的边缘学科。其原理是测量土壤、岩石和沉积物等自然物质和人类活动产生的物质在人为磁场中的磁性响应，提取地理环境的信息。由于系统磁性测量技术本身的优点，高灵敏度测试仪器，以及计算机处理磁测数据，使环境磁学广泛应用于湖泊及流域古地理研究、土壤形成和分类、黄土－古土壤研究和环境污染研究等许多研究领域。近年来环境磁学有一些新的发展趋势。     

山东长岛黄土沉积物的磁性与碳酸盐特征及其环境意义初探

通过对长岛沉积物采样和磁性测试,分析和讨论了长岛黄土沉积物的磁性特征:该剖面磁性矿物的含量并不是很高,且以亚铁磁性矿物为主,磁性矿物的粒度主要以细粒为主,亚铁磁性矿物的变化在沉积物磁性变化中占主导地位.通过对沉积物磁性特征和碳酸盐特征的对比发现:该剖面沉积物磁化率和碳酸盐具有很好的对应关系,并且明显表现出4个阶段的主要变化,对应了暖湿和冷干的气候旋回.根据沉积物的磁化率与古气候环境的内在联系,结合碳酸盐含量变化情况,对该地区风成沉积物的物源变迁及环境演变也进行了初步探讨和分析.     

克里雅河流域黄土的矿物组合特征及环境意义

克里雅河流域黄土分布于昆仑山北坡的干燥剥蚀低山带至半燥剥蚀作用的高山带，该流域不同海拔高度７个典型黄土地层冲面样品的矿物组合特征，地球化学成份，强粉等古气候相关指标，反映本区黄土形成时期晚，是干旱寒冷气候环境的产物。     

新疆塔城黄土古土壤磁化率特征及其影响因素

 对新疆塔城奴拉厚13 m的黄土-古土壤剖面磁化率、粒度、TOC、CaCO3进行了实验分析。结果表明,奴拉剖面粒度组成以粉砂(63~4 μm)为主,由于该区黄土磁化率受控于原生磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿等较粗颗粒磁性矿物,而黏粒物质吸附的铁磁性矿物及成土过程中生成的超顺磁颗粒和磁性矿物较少,磁化率与细颗粒物质成负相关,与粗颗粒物质成正相关关系; 受生物成磁、化学作用以及TOC自身磁性的影响,磁化率与TOC表现出很强的正相关性; 对磁化率与CaCO3含量的相关性分析发现,两者关系密切,CaCO3含量对该区磁化率的独特变化有重要影响。     

新疆伊犁黄土和古土壤形成环境的差异性分析

通过粒度和元素地球化学分析研究方法,对伊犁盆地昭苏剖面黄土和古土壤形成环境的差异性进行了对比研究。结果发现,伊犁古土壤层中＞30 μm、＞40 μm和＞63 μm等粗粒径组分含量较黄土层稍高,尤其是＞63 μm组分更为显著;伊犁古土壤形成时期,西风环流较强,导致古土壤层中存在大量粗颗粒的近源堆积物,气候存在突变性,是一个环境变化不稳定的时期;而黄土堆积时,西风较弱,气候变化相对稳定;古土壤形成时期虽降水相对较多,但气候较冷,导致其风化成壤作用并不强,而黄土堆积时降水与古土壤形成时期相当或者较少,但由于气候总体较为温暖,风化成壤作用相对较强。不同时期水热组合形式及其各自权重不同均会对伊犁黄土和古土壤风化作用产生不同程度的影响。     

两个冰期-间冰期旋回的黄土记录及其古气候意义

北京邻区枣沟、斋堂和赤峰黄土－古土壤剖面粒度和磁化率变化在幅度和相位上都有明显的差异。在两个冰期－间冰期旋回，磁化率记录具有冰量变化模式，而粒度记录具有轨道周期特点，粒度和磁化率之间的相位关系在从冰期向间冰期转换和冰期向间冰期过渡的过程中，既有滞后也有超前的表现，很难单纯以成土作用来解释。由于黄土粒度主要反映粉尘源区环境和古风场强度的变化，而磁化率主要记录的是沉积区的成壤作用，反映夏季风的强度变化，因此剖面粒度和磁化率变化的不协调说明古风场和粉尘源区变化与粉尘沉积区气候变化之间不统一。这可能意味着控制夏季风强度变化和控制冬季风强度变化的机制存在差异。     

镇江下蜀黄土-古土壤序列磁化率特征与环境记录

将北方黄土研究中广泛应用的磁化率参数引入长江中下游下蜀黄土的研究,对镇江下蜀黄土古土壤序列进行了系统的质量磁化率采样测试。磁化率变化记录了中更世以来长江中下游地区经历了7~8次大的气候旋回变迁,与邻区风尘堆积及北方黄土高原具有一致性和相似性;下蜀黄土S₂以来磁化率记录可与深海氧同位素记录进行细节上的详细对比,首次在下蜀黄土记录中发现了对应于MIS中5a、5b、5c、5d和5e亚阶段的波动特征;对比揭示,近20多万年以来,下蜀黄土堆积区对全球古气候变化有着积极的响应。     

内蒙古嘎顺诺尔湖泊沉积物磁化率与粒度的古环境意义

湖泊沉积物磁化率和粒度已被广泛地应用于古环境和古气候研究,但在不同地区两者的关系不同,一般与磁性矿物来源、种类和赋存粒级有关。查明磁性矿物来源和赋存状态是利用粒度和磁化率恢复古环境的重要基础。通过测定干旱区嘎顺诺尔GXN剖面湖泊沉积物的磁化率与粒度及两者的相关关系,结合代表性样品的岩石磁学特征,揭示此类地区湖泊沉积物磁性矿物来源和赋存状态,探讨它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的环境变化信息。结果显示,剖面下部（200~105 cm）和上部（36~0 cm）沉积物磁化率与粗砂含量呈正相关,中部（105~36 cm）与粉砂含量呈正相关,表明磁性矿物主要富集于粗颗粒和较粗颗粒组分中。剖面下部和中部沉积物以顺磁性矿物为主,含少量亚铁磁性矿物（如磁铁矿+磁赤铁矿）,含少量顺磁性矿物;剖面上部沉积物以亚铁磁性矿物为主（如磁赤铁矿+磁铁矿）,含少量顺磁性矿物。根据嘎顺诺尔晚全新世湖泊沉积物剖面的岩性、磁化率和粒度组合特征,可将其划分为河漫滩相沉积（200~105 cm）、浅湖相沉积（105~36 cm）和滨浅湖相沉积（36~0 cm）3个阶段。该湖粒度组分中<4 μm和4~64 μm颗粒主要反映了湖泊水动力的变化,受碎屑物来源和水动力条件的控制;而河漫滩相中>64 μm粗颗粒组分的峰值是风力作用的结果。河漫滩相及滨浅湖相的磁化率高值则指示了湖面较低,水动力较强,有较多的磁性矿物随粗颗粒入湖;浅湖相的磁化率低值则指示该时期湖面较高,水动力较弱,磁性矿物随入湖粗颗粒含量的减少而降低。     

沙漠-黄土南北样带土壤物理性质区域分异特征

采集了沙漠-黄土南北样带从北到南的沙漠区、过渡区、黄土区的土壤样品,测量和分析了不同区域土壤容重(D)、粒度特征。结果表明：①D沙漠区>D过渡区>D黄土区,土壤容重的平均值依次为1.53 g·cm-3、1.51 g·cm-3、1.41 g·cm-3,过渡性明显;②沙漠区以中砂和细砂为主,过渡区以细砂为主,黄土区以细砂和粉砂为主。从沙漠区到黄土区,土壤颗粒逐渐变细,粘粒含量增加,分选性变差,偏度均属正偏,且在增大,峰态从常峰态向窄峰态类型变化,过渡区和黄土区属于双峰态,沙漠区属于单峰态。     

黄土粒度分维在公路自然区划中的应用探讨

针对当前黄土地区公路自然区划宏观程度高、实际难应用等问题,研究新的区划方案、寻找理想的区划指标意义重大。以分形理论为基础,分析了甘肃黄土粒度分布的分形结构特征。结果显示,黄土具有良好的统计自相似性,其分维值介于2.15~2.705之间;黄土的粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质及差异,即黄土的粒度分维值越大,其干密度、比表面积、粘聚力、内摩擦角越大,微、小孔隙含量越高,但其平均孔径、孔隙比、湿陷系数和渗透系数越小,其工程地质性质愈稳定;在空间上,黄土粒度分维值存在显著的区域性变化规律,反映了甘肃黄土地区二级公路自然区划的5个二级区的差异。认为黄土粒度分维值可作为公路自然区划的主要指标之一,参与三级区的划分,为公路工程的设计、施工提供科学依据。     

阿西克剖面记录的西天山地区黄土磁学性质及古气候意义初探

选取阿西克剖面作为研究对象,对伊犁地区末次间冰期以来的沉积的黄土地层的磁学特征进行分析。结果发现,伊犁地区黄土地层的磁性矿物有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿,磁学性质受亚铁磁性的磁铁矿（和磁赤铁矿）控制;MD和PSD是地层中亚铁磁性矿物的主要磁畤状态,随着成壤强度增加,地层中的SP和SD颗粒相对含量逐渐增加;亚铁磁性矿物含量与地层并不完全对应。对磁学参数控制机制的分析表明,本剖面磁学性质受控因素比较复杂,磁性矿物含量主要受控于物源的磁学性质,成壤作用对地层中细粒磁性矿物含量具有很大影响,还原作用可能对底部古土壤层的磁学性质造成一定影响,但对整个剖面的磁学性质影响相对较小。