第四纪研究杂志

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第四纪研究杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Quaternary Sciences

  • 11-2708/P 国内刊号
  • 1001-7410 国际刊号
  • 2.29 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
第四纪研究是中国科学院地质与地球物理研究所;中国第四纪科学研究会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1958年创刊,目前已被北大期刊(中国人文社会科学期刊)、国家图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国科学院主管的国家重点学术期刊之一。第四纪研究在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:论文、研究简报、书评和后记

第四纪研究 2012年第04期杂志 文档列表

第四纪研究杂志新生代环境磁学、岩石磁学以及磁性地层学专辑论文
趋磁细菌多样性及其环境意义567-575

摘要:摘要趋磁细菌是一类特殊的微生物,它们在体内合成有生物膜包裹、粒度均-(35-120nm)、结晶程度高、晶形特殊、呈链状排列的磁小体,其化学成分主要是磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4),因此,它们能沿地磁场磁力线定向游弋。研究表明,趋磁细菌广泛分布在淡水和海洋环境中,细胞数量可达1065-10^7个/ml,其多样性和地理分布与环境有密切关系。磁小体在趋磁细菌死后可以保存在沉积物中,化石磁小体对沉积物磁学性质有重要贡献,而且趋磁细菌活动在全球铁元素循环和维持生态系统功能等方面发挥重要作用。本文综述了近年来趋磁细菌多样性、地理分布格局、环境磁学以及古环境重建等方面的研究进展。值得指出的是,化石磁小体可作为重构古环境的生物标志物,应予以重视。

中国黄土高原红粘土环境磁学研究进展576-587

摘要:黄土高原地区的红粘土沉积序列蕴含着晚新生代气候变化和高原隆升的信息。最近的研究表明,红粘土与上覆的黄土一古土壤序列具有相似的磁学性质,用环境磁学的方法可以成功地提取红粘土中的古环境、古气候信息。文章评述了近年来红粘土环境磁学研究所取得的一系列进展,对黄土高原红粘土的磁学性质、磁学参数的古环境意义以及红粘土磁化率所记录的米兰科维奇气候周期和东亚夏季风的演化历史等问题进行了回顾和讨论。

青藏高原东北部沉积物磁倾角浅化之成因探究588-596

摘要:摘要磁倾角是古纬度的记录者,对许多构造活动有着很好的揭示作用。但在青藏高原,沉积物的磁倾角往往要比火山岩或欧亚极预测的值要小,这很大程度上制约了对该地区构造演化历史的了解。本文应用E/I统计分析法对青藏高原东北部几个典型山问盆地的已有古地磁数据进行分析,发现该地区沉积物中普遍存在的10°-20°磁倾角浅化可以通过该法矫正,揭示出该地区的磁倾角浅化可能是由于沉积物在沉积过程中或沉积后的压实作用造成;同时也表明该地区在晚新生代以来南北向缩短量并不是十分显著,至少是在古地磁研究的误差范围以内。

黄土高原东北缘矾山剖面的古地磁新结果597-607

摘要:黄土高原不同地区发育的黄土一古土壤序列在东亚冬、夏季风记录上存在一定的差异性,而目前的研究多集中在黄土高原腹地。本文以黄土高原东北缘北京邻区矾山剖面S6-L9段地层为研究对象,开展了详细的古地磁、岩石磁学、粒度及地球化学测试分析。结果表明:1)与黄土高原腹地典型剖面同时段地层相比,矾山黄土成壤程度偏低,所受夏季风的影响较黄土高原内部剖面偏弱;2)在黄土高原腹地L8-S8地层中广为记录的布容一松山地磁极性倒转界线(M/B)及其高频极性转换特征在该剖面并未被清晰地记录,却在“上粉砂层”-L9的顶部记录了一个明显的正、反磁极性转换,而相对古强度参数均指示M/B可能应位于L8的下部;3)该剖面L9段地层记录了3个较稳定的正极性段落,推测可能是布容期重磁化的结果,而非短期地磁极性漂移;4)L9下部约0.8m的地层记录了一段天然剩磁异常高值带,可能是瞬间极强磁场(如雷电)磁化的结果。

影响赤铁矿中铝替代量的因素及其环境意义探讨608-614

摘要:赤铁矿在自然界中广泛存在,具有重要的古地磁学和环境磁学意义。土壤中含有大量的杂质离子和分子,在成土作用过程中,这些杂质离子(主要是A1)会进入到赤铁矿的晶体结构中,形成含铝赤铁矿(A1-Hm)。为了确定不同的形成环境因素对A1-Hm中所含A1成分的影响,本文通过实验室合成了一系列的A1-Hm,并对各组样品的最终Al含量进行了测试。结果显示,最终样品的Al含量与初始溶液中的A1含量呈线性关系,前者随着后者的增加而增加,这说明环境中的初始Al含量是影响赤铁矿中Al替代量的一个最主要因素,它起到了源的作用。另外在弱酸或者弱碱性的常温环境中利于Al进入晶格结构。赤铁矿中Al的替代量可用来指示土壤中相对的富铝化强度。尽管影响赤铁矿中Al替代量的因素很多,但是不同环境中其影响因素存在很大差异,如黄土一古土壤和南方红土,所以赤铁矿中的Al替代量可作为区分不同来源赤铁矿的有利参数,具有重要的环境气候意义。

甘肃临夏盆地红色地层磁组构特征与沉积环境分析615-625

摘要:甘肃临夏盆地中广泛分布新生代红色地层,其中尤其以青灰色-紫红色交替出现的地层最具特色,被学者们形象地称之为“斑马层”。该地层基本水平分布,因为夹带灰白色层,看起来显然与第四纪黄土一古土壤差别较大,于是过去人们通常认为这套新生代红色堆积是湖相沉积地层。但是野外观察发现,许多地方红色地层的土壤层次和钙积层依然普遍存在,就如同新近纪的红粘土;红白相间的互层在现代沟谷的边坡,能够随地形倾斜披覆并沿着边坡向下收敛变薄,这种地层能够随地形斜披现象很难用湖湘沉积物来解释。我们对这套红白交互层的边坡倾斜层位和水平层位分别采集定向样品,测量其磁化率的各向异性,同时采集附近现代边坡倾斜黄土层和水平黄土层样品进行对比研究。磁组构测量结果表明:水平地层和边坡倾斜地层均代表原生地层形态,并非后期构造运动使得水平地层变斜;同时这套随现代边坡地形倾斜收敛的红白色互层也并非原生水下环境中形成,而更可能是与第四纪黄土相似,是在原本倾斜的古地形上堆积形成,当时在水上地形接受风积物沉积,由于顺坡和沟中流水作用使得边坡地层逐渐变薄,而显得收敛。流水的作用还可能使得磁颗粒被扰动,破坏了上覆黄土磁组构收敛的特点。因此,灰白颜色很可能并非沉积当时本色,而是由于原生风成堆积后经滞水浸泡还原,导致潜育而被改变成为灰白色。斑马层在边坡随古地形倾斜,并且沉积物明显受到水的作用,证实大夏河水系内的椒子沟、毛沟和毛毛沟在斑马层沉积以前就被河流下切形成,而且当时河流排水不畅,造成低处有时短期被淹,留下水平层理等痕迹。现代的沟谷就沿着过去的地形进一步深切发展起来,反映了大夏河水系可能在13Ma以前就已经发育。大

南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异626-634

摘要:位于我国热带、亚热带地区的南方红土是我国分布最广的第四纪土状沉积,其经历了较强的化学风化作用,具有典型的磁性矿物组成。磁性矿物是沉积物的重要组成成分。磁性矿物的种类、粒度和含量等信息可以反映沉积物形成时的温度、降水等气候条件。因此,了解红土沉积物磁性矿物组成对于研究南方红土区的环境演化具有重要意义。本文综合分析了安徽宣城、浙江长兴、江西九江及广西百色4个剖面不同层位红土样品的)C-T曲线、三轴等温剩磁热退磁曲线等岩石磁学结果,发现南方红土的磁性矿物组成主要为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿及针铁矿,这些磁性矿物的相对含量不仅具有地带性差异,而且在不同风化阶段也存在差异。其中百色剖面顶部棕色土中磁赤铁矿含量相对其他剖面较高,与百色地区现今较强的风化作用相符。同一剖面内网纹红土中赤铁矿的含量较高,磁赤铁矿的含量相对较低,指示网纹化时期较强的成土作用引起磁赤铁矿向赤铁矿的转化。此外,岩石磁学结果显示百色剖面网纹红土及均质红土中含有一种特殊性质的磁性矿物,即粒度较细、解阻温度较低的成土成因赤铁矿,该矿物为后期强烈风化作用的产物。该次生矿物携带了较强的化学剩磁,引起了百色剖面初始碎屑剩磁的重磁化。该研究表明磁性矿物组成的差异还可以用来解释南方红土剩磁记录的多样性。

直流场和交变场对泥岩磁化率的影响635-640

摘要:磁化率值不仅受控于天然岩石和环境物质中磁性颗粒的组合特征,还与实验室内的处理过程有关,包括热处理过程和加场处理过程。热处理过程通常改变磁性矿物的类型,使样品的磁化率值发生明显变化,因而备受关注。但加场处理过程对样品磁化率的影响在于改变其中所含磁性颗粒的磁畴结构,这种变化是微观的,目前尚未受到应有的重视。本文选择8块泥岩样品进行了加场处理对其磁化率影响的研究。样品取自松辽盆地松科1井青山口组一段,主要携磁矿物为准单畴(PSD)或多畴(MD)磁铁矿。在逐步获得等温剩磁直至饱和的过程中,逐步测量样品的磁化率值。随后对其进行单轴系统交变退磁,逐步测量剩磁后,完成磁化率测量。结果发现:1)直流场使样品的磁化率值增大。在低于50mT的外加场中,随外加场的增强,样品的磁化率值快速增大;之后,随外加场的增强,样品的磁化率值基本不变,直到600mT;600mT-1T之间样品的磁化率值又大幅增大;最终,样品的磁化率较初始值(X0)增大0.84%-3.40%。这种磁化率值的增大受控于样品内PSD或MD磁铁矿磁畴结构的改变,与磁铁矿的含量无关。2)样品获得SIRM后进行的逐步交变退磁使其磁化率值有所降低,随交变场的增强,其降低的幅度也增大,但是,交变场达到100mT时,样品的磁化率值仍较X0高。经逐步交变退磁后,样品的磁化率较X0增加0.03%-2.42%。因而,天然样品在进行磁化率测量之前,不能将其置于任何直流场或交变场中处理。

日本海南部48ka以来的环境磁学记录及其反映的千年尺度环境变化641-654

摘要:本文系统分析了日本海郁陵海盆南部陆坡KCES钻孔48ka以来的古地磁、岩石磁学和沉积学性质。在已经报道的以AMS。4C测年、火山灰地层和特征深色层年龄模型上,以磁化率、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁为归-参数的“地磁场强度”特征低值可以与北大西洋ODP983钻孔对比,方向可以与日本海和太平洋其他钻孔进行对比,强度年龄与之前年龄-致且更详细。48ka以来末次冰期(36-15kaB.P.)的磁性矿物输入最多,颗粒最细,软磁组分最高,末次冰期其他时段和冰消期、冰后期的磁性矿物输入降低,颗粒变粗,高矫顽力磁组分增加。岩石磁学的系统变化揭示早期成岩作用在7kaB.P.以来程度稍强,48-7kaB.P.作用较弱,不足以影响岩石磁学参数的环境记录。由于样品的不连续,末次冰期岩石磁学与千年冷暖事件的对应不明显,而在冰消期(15-11kaB.P.)海面急剧上升、全球温度变化剧烈的时期,岩石磁学参数表现为非常均匀的粗颗粒快速堆积,但是磁性矿物含量减少,软磁性组分也减少。此时陆源输入中的稳定元素Ti的相应变化暗示物质源区的变化和/或强劲水动力条件的筛选作用。与此同时,底流强劲并且方向多变,沉积物中砂和粉砂含量剧增都说明海底处于动荡和充氧的条件,与末次盛冰期时的分层海洋明显不同。因此,KCES钻孔的岩石磁学变化记录了陆源物质输入、底流演变和沉积后变化,这些都可能与著名的千年事件具有成因关系。

还原成岩作用对磁性矿物的影响及古气候意义:以长江口水下三角洲岩芯YD0901沉积物为例655-662

摘要:本文对长江口水下三角洲岩芯YD0901(31°11’N,122°30’E)中0-34.22m的沉积物进行高分辨率岩石磁学研究,结果表明:阶段I(0-8m)中磁性矿物含量高,含有磁铁矿、赤铁矿及少量的硫化物;阶段Ⅱ(8.0-34.2m)中磁性矿物含量低,磁性矿物包括粗颗粒磁铁矿、赤铁矿和铁的硫化物。磁参数结果指示了沉积物垂向上氧化还原环境的改变,由还原环境(阶段Ⅱ)转为氧化环境(阶段I)。受成岩作用影响,阶段Ⅱ中的细颗粒的磁铁矿颗粒被溶解而生成铁的硫化物,但是粗颗粒磁铁矿和赤铁矿受成岩作用影响较小,可以提取原生的古气候信息。根据磁性矿物含量和矫顽力的变化在1300年至7000年之间识别出4个气候突然变冷事件,沉积物磁性矿物矫顽力反映的气候变化周期为800年和220年。

全新世初期地磁极性漂移在南黄海中部泥质区的记录663-669

摘要:对取自南黄海中部泥质区的NHH01孔进行了高分辨率的古地磁研究,结果显示在4.26-3.84m为一地磁场反极性漂移。结合钻孔在4.59m处和5.69m处的AMS14C测年校正值分别为10200aB.P.和13500aB.P.以及岩芯的沉积特征,认为其在该时段为相对稳定的海相沉积。线性外推该反极性漂移的年限为9470-8540aB.P.,可能是哥德堡反极性漂移在该沉积物中的记录。这就为地磁场在全新世初期发生过漂移提供了一个新的佐证,同时也为该区晚更新世以来地层的进一步精细划分和对比提供了一个标志。

东海内陆架沉积物磁性特征对早期成岩作用的响应670-678

摘要:以东海内陆架泥质区F17柱样为对象,在放射性同位素测年、磁性测量、地球化学和粒度分析的基础上,探讨了早期成岩作用对陆架沉积物磁性特征的影响。结果表明,F17柱样磁性特征存在显著的垂向变化,表现为随深度的增加,沉积物磁性减弱、磁性颗粒变粗和不完整反铁磁性矿物比例上升。粒度以及Al,Ti,Fe,Mn的含量,有机碳和总硫的分析表明,沉积物物源相对均一,粒度虽然存在垂向变化,但不是磁性特征垂向变化的主要原因,早期成岩作用是导致上述磁性特征垂向变化的主要因素。早期成岩过程中,亚铁磁性矿物含量随深度下降的现象与其他地区报道的结果类似,但磁性矿物类型和颗粒大小随深度变化的模式,不同地区存在一定差异。基于磁性矿物对早期成岩过程的敏感性,磁性测量方法对认识铁在陆架沉积物中的迁移和转化具有积极作用。

黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究679-689

摘要:黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率一气候转换函数,为黄土古气候定量重建提供了关键方法。但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展;同时,低频磁化率部分受到沉积作用的影响,需要寻找气候意义更明确的指标。我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品,运用相关、回归和因子分析等方法,研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用。结果显示,湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素,温度的影响相对较小;降水的季节分配也有影响,月降水变率较小的地区磁化率较高。在此基础上,选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率,建立了频率磁化率一年均降水量的转换函数,为黄土古气候定量估算提供了新的途径。

黄土高原西部红粘土岩石磁学性质及其指示的亚洲内陆中中新世气候变化特征690-699

摘要:对黄土高原西部庄浪红粘土进行详细岩石磁学分析表明,沉积物磁性由磁铁矿和赤铁矿主导,并且含有一定量的磁赤铁矿。中中新世大暖期红粘土中磁铁矿、磁赤铁矿含量显著升高;中中新世大暖期前后红粘土中的磁铁矿含量相对较低,赤铁矿相对含量较高,但并未显示较强的磁赤铁矿信息。磁性矿物的整体粒径表现为以SP,SD和PSD颗粒为主,MD颗粒较少。庄浪红粘土磁化率在16.5-13.8Ma出现峰值,与当时的夏季风强盛、降水丰富、成壤作用较强造成的亚铁磁性矿物相对含量增加密切相关。在全球气候变暖的中中新世大暖期,综合庄浪岩石磁学特征以及陆地和海洋的其他证据可以推测当时东亚冬、夏季风可能同时增强。

3Ma以来黄土高原朝那黄土-红粘土序列赤铁矿记录及其古气候意义700-708

摘要:土壤和前期研究表明黄土-红粘土序列的赤铁矿含量与环境密切相关,对气候的干湿变化非常敏感,气候越湿热,赤铁矿含量越高。本文研究表明黄土-红粘土样品漫反射光谱-阶导数曲线在555-575nm间的峰面积作为赤铁矿指数可以客观有效地指示赤铁矿含量的高低。通过黄土高原朝那剖面红粘土-黄土序列的系统漫反射光谱分析,建立了3Ma以来黄土高原赤铁矿含量变化记录,揭示赤铁矿含量在约2.51Via,1.5Ma,0.6Ma和0.15Ma显著阶段性减小,指示了黄土高原阶段性变冷干的演化历史。

西峰黄土-红粘土序列有机质记录及其对磁化率古气候意义启示709-718

摘要:大量研究证实成壤磁铁矿和磁赤铁矿是黄土-红粘土磁化率变化主要原因,但是对这些磁性矿物起源于无机沉淀还是生物作用尚需深入研究。为此,本文选择黄土高原200余米厚的西峰黄土-红粘土序列为主要研究对象,采用化学分析和透射电镜手段,对其中有机质含量和磁性矿物成因进行研究,结果表明:s,以来的沉积层有机质含量相对较高,集中在0.25%-0.50%之间,有机质含量变化与黄土和古土壤层磁化率变化基本一致,即有机质高值对应磁化率高值,有机质与磁化率值成正相关;S,以下至午城黄土底部不仅有机质含量降低而且变化幅度减小;红粘土沉积层中,虽然不能完全遵循磁化率高值对应有机质高值,但基本符合峰-峰和谷-谷对应规律。有机质和磁化率的相关性以及透射电镜研究表明,生物成因磁性矿物是风尘序列磁化率变化的主要原因,有机质含量高低反映风尘序列成壤过程中生物地球化学强度变化,生物将磁化率和古气候密切联系起来。黄土和红粘土磁化率古气候意义相似,但是由于黄土和红粘土形成于不同气候背景下,不能仅仅利用二者磁化率大小对比反演古气候,利用表土磁化率重建古气候要考虑气候载体形成的气候背景差异。

黄土高原风成沉积物磁化率各向异性研究719-726

摘要:中国黄土高原粉尘堆积以往注重从物源区携带粉尘的古风向,对粉尘沉积→固结期的古风向缺乏研究。本文评述了近年来应用黄土高原黄土、红粘土磁化率各向异性研究古季风风向变迁所取得的一些重要进展并指出磁化率各向异性最大轴和最小轴的方位和倾伏均与沉积一固结期风向变化密切相关。黄土磁组构结果与利用各种统计方法计算出的古风向在多个剖面与现代夏季风方向相似,由此推论黄土是冬季风带来的沙尘在经历夏季风携带的降雨洗礼后才固结而成。而在黄土之下的红粘土地层中的初步研究发现磁组构显示明显的西风带沉积特征,指出这一现象将在今后研究中继续深入探讨。

藏南乌郁盆地渐新世地层岩石磁化率组构特征及磁组构类型识别的意义727-737

摘要:通过藏南乌郁盆地渐新世地层磁组构和岩石磁学的系统研究,结合研究区地质构造环境,揭示了该套地层不同层位普遍具有反磁组构特征。代表性样品的岩石磁学数据表明,其主要携磁矿物为单畴磁铁矿和/或磁赤铁矿(反磁组构),并含有不可忽略的顺磁性以及超顺磁性颗粒。AMS-磁组构三角关系数据图解显示出部分样品的磁组构为正磁组构与反磁组构混合形成的“中间磁组构”以及“异常组构”特征,暗示了除构造应力外,成岩过程及成岩后变化对原始磁组构可能有较大影响。研究还表明,反磁组构现象并非罕见。因此,准确识别磁组构类型及其在岩石综合磁组构信号中的贡献对运用磁组构手段正确重建地质构造环境具有关键性意义。