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第四纪研究 2007年第02期杂志 文档列表

第四纪研究杂志风尘堆积与环境演化研究专辑

天水-秦安一带中新世黄土堆积区沉积-地貌演化161-171

摘要：前人的构造地质学研究，将天水-秦安一带的中新世黄土分布区划归两个不同的构造单元。文章基于野外调查和已有年代地层学工作，结合前人成果，对该区新生代沉积-地貌演化历史进行研究，并划分为以下主要阶段：1）古近纪初南部秦岭山地的剥蚀，使本区在原有基岩准平原地形的基础上，形成以冲洪积平原为主的地形。古近纪末-新近纪初的构造活动使冲洪积平原解体，在秦安地区形成基岩台地与沉陷盆地相闻、天水一西和地区形成拉分盆地与隆起山地交错的地貌景观，这些高地为中新世黄土堆积提供了地形基础。2）中新世从22Ma到11Ma，基岩台地和相对平缓的高地上堆积典型黄土-古土壤序列，盆地内则主要发育次生黄土等洼地沉积，表明研究区类似于今天的黄土高原。3）中新世晚期约11Ma起发生的一次侵蚀事件，使研究区的一些小盆地内发育河流相和间歇性浅湖相沉积，秦安一带的黄土堆积也遭到侵蚀，形成的洼地内发育黄土状土或洼地静水沉积，其中包含较多哺乳动物化石，而大范围的相对平坦高地上一直继续发育黄土-古土壤序列。这次侵蚀对本区内甘肃群的沉积多样性有重要贡献，但一直没有深水湖泊发育的条件。4）发生于3．5Ma以后的另一次重大侵蚀，奠定了该区今天狭窄长墚地形的基础，是第四纪黄土堆积在本区保存较差的主要原因。

兰州东盆地最近1．2Ma的黄河阶地序列与形成原因172-180

摘要：毗邻青藏高原的兰州地区的黄河阶地系列是地面抬升和气候变化的信息载体。通过古地磁、光释光测年及黄土一古土壤地层序列对比，初步确定了兰州东盆地1．2Ma以来主要有两个阶地发育时期。第1个时期是1．24—0．86Ma，黄河至少发育了4级阶地，其形成时代分别为：1．24Ma，1．05Ma，0．96Ma和0．86Ma；第2时期为最近0．13Ma，黄河发育3级阶地，时代分别为0．13Ma，0．05Ma和0．01Ma。每级阶地河漫滩顶部都有一层古土壤发育，表明黄河下切形成阶地发生在古土壤开始发育的冰期向间冰期的过渡阶段，但是并非1．2Ma以来的每次冰期一间冰期的气候交替都能引起黄河下切形成阶地。气候变化只是阶地形成的必要条件之一，不是充分条件。对比黄河下切速率和阶地年代序列发现，地面上升仍然是影响黄河下切的重要因素。只有在地面上升速率达到一定程度的时候（例如：1．2～0．8Ma和最近0．13Ma），气候变化才能导致黄河堆积与下切交替形成阶地；而在地面上升缓慢时期（例如：0．80—0．13Ma），即使发生了大幅度的气候变化，黄河也没有阶地记录。

有关中国黄土高原黄土物质的源区及其输送方式的再评述181-186

摘要：仅通过对黄土的研究来认识黄土物质的源地和输送方式、沉降过程往往需要假设和推测一些问题，不够直接和全面，借助对沙漠和大气中沙尘粒子本身的研究则可以更清晰地认识它们。文章在以往对黄土物质源区、输送和沉积过程研究的基础上，对有关这些问题的研究进展，特别是2000～2006年以来的进展给出了进一步的评述。结果表明：蒙古源区、以塔克拉玛干沙漠为主体的中国西部沙漠源区和以巴丹吉林沙漠为中心的中国北部沙漠源区贡献了亚洲沙尘释放总量的约70％，它们可视为亚洲沙尘的3个贡献量最大的源区，也可视为是黄土高原黄土物质的主要源地；有关亚洲沙尘的输送，在接近其源区的区域其沙尘浓度峰值在1km及其以下，在中国内陆其峰值通常在1～3km高度，在日本等东亚区域在2～4km高度，在太平洋中部峰值位于4—5km高度，在美国西部在5～7km的位置。通常，亚洲沙尘的区域尺度输送主要受近地面层东亚冬季风的控制，沙尘穿越太平洋的跨洲输送模式与全球尺度的大气环流变化紧密相关，特别是受中纬度西风带的影响。关于黄土高原黄土物质的沉降和堆积，近地面层东亚冬季风起到的是控制性的作用，沙尘在黄土高原的沉降以干沉降为主。晚第四纪黄土-古土壤中的90％以上是亚洲沙尘粒子的沉积物，不到10％受到了再作用过程的影响。

8Ma以来黄土高原风尘堆积的物源变化与上地壳演化的关系187-192

摘要：第三纪的红粘土和第四纪黄土同为风成沉积，二者是否有相同的物质来源？长尺度风尘的加积与上地壳演化之间有怎样的联系？二者均是非常重要的科学问题。由于Sr，Nd同位素可以有效示踪沉积岩的物质来源，我们近年研究了8Ma以来黄土高原泾川剖面红粘土-黄土序列〈20μm的细粒硅酸盐组分的Sr，Nd同位素变化。结果表明：1）黄土高原的黄土与北太平洋中部的硅酸盐组分的Nd同位素组成非常接近，二者应在一定程度上具有相似的物质来源，即来自蒙古国南部及中国境内的戈壁、沙漠地区，所不同的是前者由近地面风搬运，而后者为远距离输送的风尘；2）Sr同位素在8．00～2．58Ma期间呈现略为增加的趋势，应当与红粘土的来源物质经受了较长时间的化学风化有关，而Sr同位素自2．58Ma以来的显著降低趋势与第四纪时期黄土-古土壤的物质来源和第三纪红粘土不同有关，新构造运动使更多相对年轻的造山带褶皱成山，第四纪冰期来临使更多高海拔的年轻造山带遭受剥蚀而成为黄土的来源物质，这是导致黄土、红粘土物源不同的重要原因。

中国黄土环境磁学193-209

摘要：中国陆相风成沉积序列蕴含了晚新生代以来丰富的古地磁场和古气候信息。第四纪黄土-古土壤序列的岩石磁学性质可以揭示第四纪亚洲内陆地区干旱化过程和东亚古季风演化历史以及末次冰期-间冰期旋回的气候不稳定性特征。文章主要评述近年来中国黄土环境磁学研究所取得的一系列重要进展，同时提出目前需要深入研究的几个重要问题，如成土作用对黄土沉积物沉积剩磁的影响、微生物对磁性矿物的改造、亚洲内陆地区气候过程和环境演变的磁气候学记录等。

中国黄土和阿拉斯加黄土磁化率气候记录的两种模式探讨210-220

摘要：在中国和中欧黄土-古土壤研究中发现的磁化率与成壤作用（或古气候温湿程度）的正相关性已被第四纪科学家广泛认识，并应用于古气候研究中。成壤过程形成的亚铁磁性矿物被认为是古土壤磁化率增加的主要原因；然而，这一模式并不一定适用于其他黄土沉积地区，如阿拉斯加和西伯利亚黄土沉积显示了一个完全相反的磁化率行为，即在黄土层获高磁化率值而在古土壤层获低磁化率。这种相反的关系过去被解释为磁化率反映的是与风动力吹来的亚铁磁性矿物的含量，即与风速或风力大小有关。本研究发现阿拉斯加黄土与古土壤的磁性矿物性质有明显差异，不仅仅是粒径的大小，还有磁性矿物的种类即矿物相的差别。这一证据很难单纯以风力强度的大小来解释，意味着阿拉斯加古土壤的低磁化率至少部分是在成壤过程中亚铁磁性矿物发生改变（如溶解）而造成，表明阿拉斯加黄土和中国黄土的磁化率与古气候记录可能存在两种模式，即氧化和还原条件下的成土模式。黄土磁化率在不同的气候（温度湿度）条件下有着不同的对应关系：在低降水量、高蒸发量的干旱氧化成壤条件下，利于亚铁磁性矿物的生成，其磁化率与古气候的关系呈正相关，如中国和中亚黄土；在高纬高湿的还原成壤条件下，亚铁磁性矿物会被破坏被分解，其磁化率与古气候呈负相关关系，如阿拉斯加黄土。如果成壤条件在氧化和还原之间来回变换，那么就很难找到两者之间的联系。因此，将磁化率应用于古气候的重建时要加倍的小心。

第四纪研究杂志简讯

《第四纪研究》2007年第3期主要论文预告220-220

第四纪研究杂志风尘堆积与环境演化研究专辑

黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究221-229

摘要：为了了解黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的分布特征，文章采用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法（DRS），开展了赤铁矿和针铁矿的鉴定和测定研究，提出了定量分析赤铁矿和针铁矿含量的DRS新方法。选择天然典型黄土和古土壤样品，首先采用柠檬酸盐-重碳酸盐一连二亚硫酸盐（CBD）方法去除其中成壤成因的铁氧化物矿物，以其为基体配制含不同赤铁矿和针铁矿的系列标样，然后进行DRS测试和多元逐步回归分析，分别建立测定赤铁矿和针铁矿含量的校准方程并加以检验。利用DRS方法，分析了多个黄土剖面的赤铁矿和针铁矿含量，发现黄土-古土壤剖面的赤铁矿／针铁矿比值可作为东亚季风干／湿变化的敏感指标。该比值较高时反映了干燥土壤环境，而较低时指示了潮湿土壤环境。对灵台和洛川剖面中赤铁矿／针铁矿比值的分析，初步揭示了2．6Ma年以来黄土高原东亚季风阶段性变强的特征。

第四纪研究杂志简讯

《第四纪研究》征稿启示229-229

第四纪研究杂志风尘堆积与环境演化研究专辑

钻探揭示的青藏高原东北部黄土地层与第四纪气候变化230-241

摘要：青藏高原地表侵蚀强烈，不利于保存连续的第四纪松散沉积物，难以获得良好的高原环境变化记录。在青藏高原东北部的西宁-互助地区，堆积着厚层黄土，是认识高原第四纪环境演化和气候变化重要的信息载体。但是，由于次生黄土披覆较厚，露头剖面不完整，长久以来，对这套风成沉积没有进行过全面细致的研究。根据钻探岩芯揭示的土壤地层、磁性地层以及磁化率变化，初步认为青藏高原东北部厚层黄土堆积底界的年代大约为2．0Ma。黄土-古土壤序列可以与黄土高原中部的标准黄土地层对比，但青藏高原黄土有着更为复杂的沉积和侵蚀过程。在具有较好年代学控制的基础上，可以重建第四纪气候变化的某些细节。在冰期-间冰期时间尺度，青藏高原第四纪气候变化与中国北方气候变化对应，但是，在早更新世青藏高原古气候变化有幅度大和频率高的特点。根据与标准黄土堆积的时间序列对比，在距今129～71ka，254～188ka，334～279ka，428～385ka，576～471ka，670～658ka，748～706ka，788～760ka，883～853ka，1000～967ka，和1120～1061ka等时间段，青藏高原东北部古气候相对温暖湿润；其间厚层的黄土／砂层堆积，即71～12ka，188～130ka，380—334ka，471—428ka，658～576ka，853～788ka，1273～1265ka和1727～1640ka等时间段则反映了寒冷干燥的气候，可能与冰川发育对应。对高原黄土堆积的环境替代性指标的深入研究，不仅可以揭示古气候变化过程，而且可能为研究青藏高原冰川变化提供有价值的线索。

黄土-红粘土记录的构造尺度气候变化242-250

摘要：晚新生代约5Ma以来，全球气候系统发生了一系列的重要转型，地球从单极（南极）常年有冰变为两极常年有冰，新生代从“温室”转为“冰室”的漫长历程至此完成。中国连续的黄土-红粘土沉积覆盖了约8—7Ma以来的时段，提供了完整的Pliocene-Pleistocene转型时期的陆相古气候记录，是研究晚新生代构造尺度气候变化和转型的重要记录。黄土-红粘土记录表明，其构造尺度变化既在相当程度上反映了晚中新世-上新世以来的全球变冷信号和Plio／Pleistocene转折、Mid．Pleistocene转折等重要构造事件，同时也对重要的区域构造和环境演化过程有显著的响应。今后需要通过对黄土-红粘土记录的研究，就上新世-更新世一系列的转型过程中重要气候系统成员的变化特征、高低纬气候系统相互作用特征以及转型机制等第四纪气候变化的根本问题作出有特色的回答。

晚新生代黄土高原风尘序列的粒度和沉积速率与中国北方大气环流演变251-262

摘要：文章以风尘沉积的粗粒和细粒组分与季风和西风环流的联系为基础，利用黄土高原中部的洛川剖面、西峰剖面和灵台剖面的粒度和沉积速率记录，讨论了晚新生代中国北方季风环流和西风环流的演变历史，总结了这一时期大气环流演变的基本规律和大气环流演变的动力机制。研究表明，自8—7Ma风尘沉积发育至5Ma左右，西风环流和季风环流都有减弱的趋势；自5Ma以来，西风环流和季风环流的强度都在逐步加强；与此同步，季风环流对风尘沉积的贡献增加，而西风环流对风尘的贡献逐渐减小，这一逐渐发展的大气环流趋势与北半球高纬冰盏的逐步发展有关；大气环流的这种趋势变化在8—7Ma，3．4Ma和1．2—0．9Ma这几个时期存在着突变，可能反映了青藏高原的阶段性隆升对中国北方季风环流演化的决定性作用以及对西风环流结构和强度的重要影响。中国北方大气环流在轨道尺度变化的基本特征是，低空季风环流在冰期加强，在间冰期减弱。西风环流和季风环流在冰期和间冰期的强度和格局可能主要与全球冰量的基本状况和青藏高原原面的性质有关。黄土高原的风尘记录在万年尺度和千年尺度的气候事件上都表现出相当明显的区域差异，可能主要与局部地形的大气环流效应有关。

晚上新世-早更新世北太平洋和黄土高原的风尘沉积记录的初步对比263-269

摘要：保存在陆地、海洋和冰芯中的风尘沉积物与粉尘源区的干旱化历史、过去大气环流模式及其强度的演化密切相关，因而，直接的海陆风尘记录对比一直是古气候研究中的热点。为了获得对亚洲粉尘源区的干旱化波动和东亚季风演化的全面认识，较高分辨率地提取了北太平洋ODP885站深海沉积物中的风尘组分，进而估算了晚上新世-早更新世时段北太平洋中部的风尘通量变化。结果表明，亚洲内陆粉尘源区的干燥度具有大时间尺度的变化特征，在2．7Ma左右急剧增加，随后在2．7—1．5Ma时段逐渐减小，自1．5Ma开始又逐渐增加。此外，在2．7—0．9Ma时段，粉尘源区经历了多次显著的轨道时间尺度上的干湿波动。通过对北太平洋和黄土高原的风尘记录的直接对比，发现在距今约2．7Ma，东亚地区的古环境发生了显著的变动，表现为亚洲内陆干旱化的加剧和大幅度冬、夏季风环流的盛行。然而，自2．7Ma开始，尤其是1．5Ma以后，由于北太平洋和黄土高原与亚洲粉尘源区的距离不同，两地的风尘通量所揭示的干旱化趋势和变化幅度存有明显差异。北太平洋远离亚洲内陆，其风尘通量变化基本不受粉尘源区范围变化的影响，因而更能反映源区干燥度的变化。相反，黄土高原由于距离粉尘源区较近，风尘通量的变化可能同时受到粉尘源区干燥度和范围的变化以及携带粉尘的风动力强度变化的影响。显然，海洋和陆地古气候记录的直接对比，可为深入认识过去气候变化提供新的思路。

风尘堆积全岩和石英粒度变化对风化成壤强度的指示270-276

摘要：已有研究表明，黄土中的石英组分在黄土区的气候条件下基本不受风化作用的影响。文章对西峰剖面新近纪风成三趾马红土和第四纪黄土-古土壤序列样品进行全岩和石英粒度测试，并计算了不同风化成壤强度样品的全岩-石英粒度中值粒径差值。结果显示，与石英粒度相比，全岩样品含有更多的细粒组分，表明全岩粒度是风尘原始粒度与后期风化成壤作用共同的产物。根据此原理，用二者中值粒径差值定义一个风化指数（Gw），风化强度愈强，Gw愈大，可作为反映风化成壤强度的有效指标。该指标在西峰剖面6．2Ma以来风成堆积序列的应用显示。晚中新世-上新世期间风化强度较强，第四纪以来风化强度呈总体减弱趋势，其趋势与不断增大的全球冰量和粉尘沉积速率相吻合。我们认为，全球变冷和亚洲内陆干旱化程度的加剧是导致风化成壤强度降低的主要原因。

风成三趾马红土与第四纪黄土的粘土矿物组成异同及其环境意义277-285

摘要：文章基于X射线衍射、热分析和理化分析，对西峰三趾马红土的粘土矿物组成进行较系统研究，并与上覆第四纪黄土和古土壤样品进行对比。结果表明，二者的粘土矿物类型相似，以伊利石为主，其次是绿泥石、蒙脱石和高岭石；但伊利石结晶度明显低于第四纪黄土，而与发育较好的第四纪古土壤（如S4和S5）相当；三趾马红土中的粘土矿物组成主要为碎屑成因，成壤作用只对伊利石结晶度有明显影响。根据现代土壤粘土矿物地带性分布规律，三趾马红土的粘土矿物组合指示了大约6Ma以来，我国北方黄土高原地区一直处于温带半湿润-半干润的环境条件下，以后的气候主要在此范围内波动。但伊利石结晶度的变化指示了晚中新世一上新世总体比第四纪较高的风化成壤强度，体现了较强的夏季风效应。

成都平原红土堆积的风成成因证据286-294

摘要：成都平原地区的红土剖面一般由3部分构成，自上而下分别为成都粘土层、网纹红土层、河流相砂砾石层。文章对位于成都双流的胜利红土剖面样品的粒度、石英颗粒表面形态以及稀土元素分布模式进行了系统分析，并将研究结果与甘孜地区的典型黄土样品进行了对比。结果表明，红土剖面中的成都粘土、网纹红土层是以具有风成特性的细颗粒物质为主，并且其粒度分布及粒度参数特征与甘孜地区典型风成黄土样品非常相似，而与该剖面中下伏的河流相样品有很大不同。成都粘土及网纹红土样品的石英颗粒与甘孜黄土及北方黄土一样，大多数都呈不规则的棱角状、次棱角状。红土堆积的稀土元素分布模式与甘孜黄土也非常相似。所有这些证据都表明成都平原红土剖面中的成都粘土及网纹红土层属于风成成因。本次分析结果结合以前的研究表明，第四纪中期整个长江流域的环境状况发生了很大变化，主要表现为冰期时植被覆盖率的大幅度降低，而青藏高原在此时期的快速隆升可能是形成该区环境变化的直接原因。

风尘堆积常见的同沉积和沉积后改造特征及其环境意义295-302

摘要：黄土堆积作为气下沉积，任何一个深度都曾经暴露于地表，因而必然受到相关地表过程的作用。由于这些过程均发生于特定的环境条件下，形成的特征多数具有明确的环境意义；而黄土在沉积后也可能受到各种地质过程的改造，从而对研究中常用的气候代用指标有一定影响。文章基于野外、微形态等分析，结合前人成果，对我国北方新近纪风尘堆积中常见的同沉积和沉积后改造特征、形成过程及环境意义进行研究。由于一些特征在黄土堆积中具有普遍性，可作为识别风成堆积的标志和环境事件研究的指标，并有助于全面理解常用的替代指标的环境意义。

第四纪研究杂志简讯

第九届国际古海洋学大会二号通知303-304