粘土矿物分析及其指示的气候意义 ——以毛乌素沙漠滴哨沟湾为例

以毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面DGS1层段为代表,对其粘土矿物组成进行分析.结果显示,DGS1层段粘土矿物以石英、钾长石、钠长石、伊利石、蒙脱石、方解石和绿泥石为主,各层位均不含高岭石.各种沉积相矿物组成基本一致,说明该地区的矿物来源基本一致.不同沉积相粘土矿物含量不尽相同,沙丘砂、次生黄土中的石英、长石、伊利石、绿泥石等代表干、寒气候的粘土矿物含量高,湖沼相中的蒙脱石、方解石等代表暖湿气候的粘土矿物含量高,个别湖沼相层位出现了白云石.粘土矿物组分表现出萨拉乌苏河流域全新世气候特征:本地区全新世总体偏冷干,各沉积相缺失高岭石而均存在绿泥石可为证明;本地区全新世气候分为两个主要气候阶段,早期到中期堆积湖沼相为主的时期气候相对温暖湿润;中期以后到现在堆积次生黄土和沙丘砂的阶段气候相对寒冷干燥.     

腾格里沙漠南缘末次冰消期微量元素反映的古气候环境

腾格里沙漠南缘土门剖面52L~41FD层段由3层风成沙丘砂、2层湖相沉积、2层古土壤和5层砂黄土构成. 分析结果表明:微量元素含量的高低变化依次为Mn、P、Sr、Rb、Cr、V、Zn、Ni、Cu、Nb,各元素含量在砂黄土、古土壤和湖相沉积中表现为相对峰态,而在沙丘砂层段中则呈现为相对谷态;在垂直方向上,各微量元素含量随着各沉积相的多次更替,构成了10条峰谷交替的锯齿状形态的元素波动过程线. 结合研究区地理位置与微量元素特征,认为可用Zn（ppm）、P（ppm）为代表作为气候替代性指标,指示本区东亚冬夏季风变化. 据此划分出了8个冷暖波动事件:冷干事件,即C1(11 870~11 640 a BP)、C2(12 650~12 050 a BP)、C3(13 340~13 010 a BP)、C4(13 810~13 620 a BP), 暖湿事件, 即W1(12050~11870 a BP)、W2(13010~12650 a BP)、W3(13620~13340 a BP)、W4(14850~13810 a BP). 本研究与格陵兰GRIP冰芯和中国南京葫芦洞H82石笋之间较高的同步性,这表明,腾格里沙漠南缘气候波动可能与格陵兰气候变化受相同的高纬动力驱动.     

我国上更新统—全新统千年尺度气候地层划分与研究进展

基于对最近20年来国际上更新统—全新统千年尺度气候地层划分认识的基础上,粗略解析了2012年编制的过去270ka以来区域年代地层对比表,并评述了我国上更新统—全新统千年尺度气候地层划分与研究进展．对于气候变化不稳定性的原因,列举了一些学者对其的驱动机制的看法,并倾向的认为千年尺度变化是在地球外部太阳活动强迫因子影响下与地球气候系统内部耦合发生的气候的震荡．     

岭南粤东北地区晚第四纪红土与棕黄色沉积物的古气候转变记录

通过对南岭以南的粤东北地区河流沿岸晚第四纪地质调查, 并主要以对临江地层剖面为代表的红土与棕黄色粉砂的时代、主氧化物——SiO₂, Al₂O₃, TOFE(Fe₂O₃+FeO)和CIA值反映的古环境的研究结果认为, 该地主要分布于一级阶地的红土属末次间冰期(距今132~73 ka)湿热的类似于现代热带北缘季风气候环境背景下形成的网纹红土; 上覆棕黄色粉砂层主要是末次冰期(距今73~11 ka)暖温带季风气候环境的堆积, 其中的风成砂——LJ3层位代表了其时气候恶化的极端时期. 这一看法与前人对岭南及其以东的大量的古生物指示的古生态的研究结果颇为吻合. 由此表明, 粤东北甚至整个岭南地区从末次间冰期到末次冰期、从红土为嗣后的棕黄色粉砂沉积替代(甚至从大熊猫-剑齿象动物群演替为澎湖动物群), 生物气候带确实经历了一场大规模的急剧的古地理环境变迁, 这一研究可为全球变化影响下的中国低纬区域万年尺度的环境响应提供一个重要的地质学实证.     

海南岛文昌现代红色沙质土壤的主量元素分析结果与意义

对海南岛东北部文昌坑尾园风成砂物质基础上发育的现代“红色沙壤”中SiO₂、Al₂O₃、TOFE、CaO、Na₂O、K₂O、MgO这7种主量元素的研究发现:现代红色沙壤土中SiO₂含量最高,MgO含量最低;CIA分别与Saf和ba存在负相关关系且剖面上下部数据变化符合土壤自剖面底到顶风化程度变弱的规律;坑尾园剖面高CIA值,与该地所处的热湿环境相关。在此环境下,水土流失带来元素迁移,使得除SiO₂外的6种元素值均因减少而处于低值状态。     

萨拉乌苏河流域DGS1层段主量元素记录的全新世气候变化

选取毛乌素沙漠东南部边缘萨拉乌苏河流域具有代表性的滴哨沟湾剖面全新统DGS1层段,通过测定样品的主量元素——Si O2、Al2O3、TOFE(全铁)、Ca O、Mg O、K2O、Na2O、Ti O2的含量并分析其特征,结合年代测定结果,探讨该地全新世气候演变.结果表明,主量元素表现出2个不同时期的不同波动方式:1CS~9P期间(0~3 760 a BP),Al2O3、TOFE、Ca O、Mg O、K2O、Na2O、Ti O2基本表现为在湖沼相中含量大于次生黄土,次生黄土中含量大于沙丘砂;10LS~21LS期间(3 760~11 000 a BP),Ca O、Mg O在湖沼相中出现峰值,尤其是在15LS(7 340~8 170 a BP)及其上下达到顶峰,其他主量元素表现为低值.通过分析发现,DGS1层段实际上是全新世以来多次东亚冬夏季风的交互演替过程下的堆积-风化产物,是气候地层的真实记录.依据CIA值与Si O2/(Al2O3+TOFE)比值,将DGS1层段主量元素信号记录的全新世气候可分为4个阶段:全新世早期气候好转、全新世鼎盛期、大暖期向寒冷期转变的波动期、降温不稳定和沙漠化频繁变化时期.     

萨拉乌苏河流域MGS5层段CaCO3记录的末次间冰期东亚季风与沙漠环境演化

毛乌素沙漠萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面时代上属末次间冰期的MGS5层段可以进一步划分为5a-5e亚段．其中5a,5c和5e亚段以河湖相和古土壤为主要特征,其CaCO3含量主体呈现峰态;5b和5d亚段以风成沙丘砂沉积为主,CaCO3含量主体呈现谷态．研究表明,末次间冰期毛乌素沙漠冬季风盛行时期,沙丘砂强烈堆积,CaCO3大量迁移;夏季风盛行时期河湖相和古土壤发育,CaCO3大量聚集．研究还发现,MGS5各个亚段CaCO3记录的冬夏季风环境与格陵兰冰芯氧同位素5a-5e亚段在时间-气候性质上的变化节奏相当一致．这可能说明,末次间冰期毛乌素沙漠的演化主要受北半球冰量增减导致的东亚冬、夏季风强弱所控制．