九江红土的磁学特征及其环境意义

为了解南方红土磁性变化的机理,采用磁化率仪、扫描电子显微镜及X荧光光谱分析对九江红土剖面的磁性特征、磁性矿物的特征及风化程度进行了深入研究。研究结果表明,九江剖面上部砂土经历的风化改造强度弱于下部的网纹红土,而磁性强度高于下部网纹红土,磁性强度的增加与超顺磁颗粒及多畴磁铁矿的含量密切相关;风化强度的增加导致磁铁矿的晶形遭到破坏,同时导致红土中强磁性矿物向弱磁性矿物转化,这是造成网纹红土磁性强度低于砂土的主要原因;红土中的多畴磁铁矿并不是形成于风化成土作用过程中,而是来自红土原始母质的风化残留。从中更新世到晚更新世气候由湿热向冷干转变,风化作用强度逐渐减弱,导致上部砂土相对于网纹红土保留了更多的强磁性矿物。因此,红土中主要的载磁矿物并不是风化成土过程中的产物,其磁性特征不能反映气候环境的变化。     

鄂西和尚洞石笋500年生长周期及其对区域水文变化的响应

洞穴石笋是目前高分辨率古气候研究的重要载体,拥有丰富的物理、化学及微生物类古气候重建指标。其中,与环境关系密切的石笋生长速率因具有数据采集简便、快捷、经济等优点而应用广泛,但由于影响因素复杂,其气候指示意义仍存在较大的不确定性。本研究利用前人高分辨率年代数据建立了鄂西和尚洞HS4石笋8.8 ka BP以来的生长速率序列,发现,该石笋在8.8~5.0 ka BP之间生长速率低于整根石笋的生长速率,其平均值仅为236 μm/a,而5.0 ka BP以来生长速率较之前增加1.5倍,平均达到334 μm/a。我们发现,从表象上,石笋生长速率在千年尺度上的变化趋势与指标重建的区域夏季风强度呈负相关关系,但与厄尔尼诺事件的发生频率呈正相关关系。频谱分析显示该石笋的生长速率变化呈500年周期特征,与太阳活动周期及其与厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)活动共同影响下的区域强降水事件发生周期一致,且在部分时段两者呈同相位变化,即强降水频繁时期该石笋的生长速率更快。结合区域温度、水文特征、季风强度以及古El Ni?o事件发生频率记录,本研究认为HS4石笋的生长速率主要响应太阳活动及ENSO活动控制下当地有效降水量的变化,即降雨量大(小)则生长速率高(低)。      

浙江长兴中—晚更新世红土植硅体与分子化石记录及其环境意义

在野外地貌、岩性和相关沉积环境调查分析基础上,对浙江长兴中-晚更新世红土进行了分析,发现其中含有较丰富的植硅体形态类型,主要来自草本、阔叶和裸子植物等,植硅体含量分布具有一定的组合特征。在温暖指数和草本覆盖指数计算基础上,获得了中-晚更新世以来的3个古植被、古气候演化组合带;运用植硅体和分子化石的相关指标(C21-/C22+、C23/C30)揭示了洪积扇红土沉积时期的植被与气候信息,即间冰期气候暖湿,风化作用强,降水较多,高等草本植物繁盛;而冰期时气候干凉,风化作用弱,降水减少和地下水位降低等则有利于洪积扇体上木本类植被发育。     

四川剑门关地区上侏罗统—下白垩统磁化率特征及其地质意义

通过对四川剑门关地区上侏罗统—下白垩统磁化率的研究，发现磁化率的大小与沉积物颗粒的粗细有着紧密的关系.中粗粒砂岩的磁化率通常偏小，而细砂岩、粉砂岩及泥岩的磁化率明显增大.由于沉积物颗粒的粗细在一定程度上反映了不同的沉积速率，因此，磁化率大小的变化可作为沉积速率变化的定量指标.而沉积速率的变化与沉积环境及沉积相之间有一定的联系，所以，可认为磁化率的大小可作为沉积相及沉积环境分析的一种参考.另外，通过剑门关地区上侏罗统—下白垩统的磁化率各向异性研究发现，本区磁化率最大主轴方向可分为北东—南西向及北西—南东两组.北西—南东方向的磁化率主轴与当时的古水流方向一致，而北东—南西方向的磁化率主轴则可能与后期的构造挤压有关.     

微生物异化还原水铁矿介导的Ca-Fe碳酸盐矿物形成:对铁白云石成因的启示

白云石的成因机制至今仍是地球科学领域的一个谜题(“白云石问题”).铁白云石等碳酸盐矿物具有类白云石晶体结构,因此研究这些矿物的形成机制可为解答“白云石问题”提供新线索.本研究利用一株海洋异化铁还原菌(Shewanella piezotolerans WP3),在不同钙离子浓度(0～20mmol/L)条件下,通过氧化乳酸盐诱导水铁矿还原转化为次生碳酸盐矿物,以此评估微生物在铁白云石形成过程中的作用.实验结果表明,加入Ca²⁺可以增强S.piezotolerans WP3细胞与水铁矿颗粒之间的黏附作用,从而提高反应体系中Fe(Ⅲ)还原速率.在不同Ca²⁺浓度条件下,菌株WP3诱导生成的次生碳酸盐矿物类别有所差异:在0mmol/L Ca²⁺体系中生成菱铁矿,而含钙体系中则为Ca-Fe碳酸盐固溶体,且这些固溶体的钙离子含量与反应体系中初始的Ca²⁺浓度呈正相关关系.值得注意的是,在20mmol/L Ca²⁺体系中生成的Ca-Fe碳酸盐固溶体化学组成为Ca_0.8Fe...