西藏聂拉木沉积剖面微量元素的仪器中子活化分析

近来,国外有许多学者对地壳及其不同构造单元的各种沉积岩,如砂岩、页岩中稀土元素分布特征进行了大量的研究,并据此对地壳的形成和演化提出了一系列观点和理论。我们为了进一步了解我国西藏地区沉积演化历史,在聂拉木沉积剖面上采集了一系列样品,包括了从古生代-中生代-新生代(部分)各个时期的沉积样品,利用仪器中子活化分析方法,对其稀土元素和其它微量元素进行了多元素分析。     

青藏高原北部隆升与东亚季风及亚洲内陆干旱演化——来自气候数值模拟的启示

青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。过去的几十年来,中外学者利用各种气候数值模式模拟研究了青藏高原隆升的气候环境效应,极大地加深了我们对亚洲季风变迁和亚洲内陆干旱化机制的理解。近年来"高原隆升-气候响应"研究的一个重要进展是认识到亚洲区域气候响应与青藏高原隆升的形式密切相关。本文对此进行了概括介绍,重点通过一系列分区域隆升的数值模拟试验的综合分析,指出青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化具有重要影响,其最突出的特征表现为随高原北部隆升东亚夏季风和季风雨区向北扩展,内陆干旱区和大气粉尘含量及沉积范围增加。这些模拟研究结果对东亚古环境研究具有良好的启示,并由此提出了许多新的科学问题。     

海南岛双池玛珥湖全新世高分辨率环境纪录

根据沉积物特征、粒度、黏土矿物、碳/氮比值、孢粉和藻类的变化规律等, 揭示了海南岛热带玛珥湖的演化历史和短尺度的气候变化规律, 证明了玛珥湖沉积系统对短尺度气候变化的响应是敏感的, 反映出热带湖泊的全新世高温期为7200~2700 aBP. 同时, 在高温期也存在短尺度的气候波动, 如7250~6120, 4460, 3850和2700 aBP等时间段存在振荡式的气候快速变化. 晚全新世, 尤其在近于2700 aBP, 各综合分析结果均反映了气候的明显变化, 它标志着在2.7 ka左右东亚热带区域的气候模式可能发生了重大转折, 可能与厄尔尼诺-南方涛动现象的增强存在一定的相关性. 另外, 高分辨率藻类记录还清楚地揭示了在最近的2.5 ka内存在长度约为0.5 ka的气候周期性变化.     

山盆耦合的一种重要形式: 造山带及其侧陆盆地

造山作用以及由此引发的气候变化可形成两类河流系统, 一是垂直于造山带流动的横向河流, 二是平行于造山带流动的纵向河流, 它们分别将沉积物卸载于前陆盆地和侧陆盆地中. 侧陆盆地不仅比前陆盆地演化历史长, 而且可保存较完整的沉积记录. 新生代发源于青藏高原的河流以纵向河流为主, 由此形成了一系列侧陆盆地. 位于祁连山东、西两侧的兰州盆地和疏勒河冲积扇的演化与青藏高原新生代隆升、构造变形以及气候演化是耦合的. 造山作用和侧陆盆地沉积之间的耦合关系也广泛发生在前新生代, 其中以秦岭造山带与松潘-甘孜三叠纪深海复理石侧陆盆地之间的耦合最具特色. 造山带、侧陆盆地以及将两者联系在一起的纵向河流间的耦合关系是大陆动力学过程的一个重要环节.     

黄土中的沉积-成壤事件与第四纪气候旋回

在中国黄土区,第四纪气候的冷暖交替表现为沉积事件和成壤事件的更迭.近年来,黄土地层研究的一个重要进展是查明了2.5Ma以来至少有37个大的土壤地层单位,并在空间上基本可以对比.当时从地层学角度考虑,没有将发育程度弱于当地全新世土壤的古土壤划分出来,同时未考虑古土壤的多周期特性,即多个成壤期的特征叠置或部分叠置于同一剖面形成复合古土壤.这类古土壤作为一个地层单元而实际上代表多个气候阶段.气候事件的鉴别和地层单位的划分是两个不同的概念.随着古气候研究的进一步深入,鉴别各种时间尺度的气候事件对理解气候演化及其动力因素和过程显得越来越为重要.虽然全新世土壤SO在类型上与其他古土壤不同,但发育程度相当高.那些发育程度低于SO的古     

3.15～0.67Ma时段南海北部深海沉积物孢粉记录的植被演化及其对全球变化的响应

为了研究3Ma以来南海北部周边地区植被演化及其对全球气候变化的响应,本文选取南海北部ODP1145站深海沉积物进行研究,共分析213.62～91.9m层段(3.12～0.67Ma)608个孢粉样品.取样间隔为20cm,时间分辨率约为4.0ka.研究结果表明,1145站3.15～0.67Ma时段孢粉沉积率在2.58Ma和2.0～1.8Ma时的两次明显升高,与此时全球气候变冷,冬季风增强有关.2.58Ma以前,南海北部周边地区热带亚热带植物占优势,其中常绿栎属和阿丁枫属较多,热带山地针叶林相对发育,蕨类植物也相对较多;2.58Ma以后,温带植物增多,反映气候变冷,冬季风加强.对气候变化的周期性研究表明,热带亚热带植物更多的受低纬地区20ka岁差周期的影响,可能指示了夏季风的增减;花粉沉积率的变化反映了海平面变化的影响,与高纬度地区的"冰盖响应"有关,可能较多地反映了冬季风的强弱变化.     

元谋盆地小河地区河湖相沉积物岩石磁学性质研究及其古气候意义

对元谋盆地小河地区竹棚豹子洞箐剖面河湖相沉积物进行的磁化率及磁化率各向异性、κ-T曲线、非磁滞剩磁、(饱和)等温剩磁、低温磁学性质和磁滞回线等测试分析结果表明, 沉积物的磁性矿物以赤铁矿为主, 并含有少量磁铁矿; 磁性矿物的含量和类型随沉积时间呈现有规律的变化, 至少可以识别出8个磁铁矿含量较高的短期事件, 这些短期事件对应的古气候条件可能与元谋盆地现今的亚热带干热气候相似. 综合岩石磁学和岩石地层研究结果, 认为元谋盆地晚中新世处于一个较为稳定的接受沉积区, 以温暖湿润气候为主, 间有短期的干热气候, 为理解约8.1 MaBP前后我国西南地区气候转型及古猿演化提供了较为丰富的古环境信息.     

南京直立人洞穴沉积的植硅体气候指数研究

研究南京直立人产地葫芦洞内沉积中的植硅体及其气候指数, 结果表明洞内植硅体组合以示冷类型居优, 温暖指数较低, 总的气候格局反映为偏冷型, 说明洞内沉积可能在很大程度上与当时的冰期气候相联系, 与哺乳动物化石所揭示的北方型动物群特征和孢粉组合所指示的温带气候环境相一致. 根据洞内4个剖面植硅体及其气候指数的分布情况, 反映气候在剖面Ⅰ和剖面Ⅱ上呈一定的冷暖、干湿波动; 剖面Ⅲ显示湿冷环境, 湿度在整个洞内沉积中为最高; 而剖面IV除底部和顶部外, 气候指数的分布比较稳定, 可能代表了一种快速的堆积过程.     

中太平洋西部L_(2011)岩心氧同位素地层学研究

大洋沉积物中有孔虫壳的氧同位素提供了迄今所知最精确的更新世气候资料,它全面革新了人们对第四纪气候冷暖变化(冰期-间冰期)的固有传统观念,成为其他地层划分的检验标准。鉴于第四纪气候演化对人类生存和地质环境的影响,已形成了以研究深海大洋沉积岩心为主要对象的氧同位素地层学。     

甲烷碳同位素分布数理模型的探讨

对天然气甲烷碳同位素及源岩成岩演化的研究表明,甲烷碳同位素值与源岩中沉积有机质的埋深存在统计学上的线性关系。本文以成岩反应动力学、同位素瑞利分馏理论为基础,探讨了甲烷碳同位素值演化的内在规律,建立起一个数理模型来描述甲烷碳同位素值的演化规律,并用辽河盆地的实际资料对该模型进行了标定,获得了良好的效果。     

黄土中全氧化铁与气候指标的定量关系

已有的研究工作证明黄土中全氧化铁含量是所有不同状态铁的指标中反映气候变化较好的一个指标,250万年来的全氧化铁记录序列,与深海氧同位素气候曲线具有细节可比性,并揭示出一些陆地气候演化与大洋气候演化不同的特点.但迄今为止,还没有赋予全氧化铁以定量的气候意义.本研究试图通过测定黄土高原不同地点现代表层黄土的全氧化铁含     

构造地貌学:构造-气候-地表过程相互作用的交叉研究

构造地貌学是发展迅速的新兴交叉学科.与传统地貌学不同,构造地貌学是一种定量地貌学,强调对地貌过程的定量描述,其核心概念是构造-气候-地表过程相互作用,聚焦于以量化的方式具体阐述构造活跃造山带地区气候、地形、水文、物理和化学剥蚀、沉积以及岩石变形之间的相互作用.本文首先阐释构造地貌学的主要科学问题与核心概念,即构造、气候和地表过程之间的相互作用.随后简要介绍构造地貌学的主要研究方法和手段,特别是对学科发展起到重要推动作用的测年手段(如宇宙成因核素和低温热年代学)和空间探测技术手段(如LiDAR).基于近年来构造地貌学的研究实例,梳理了构造-气候-地表过程相互作用的研究中获得的一些重要认知,这些研究实例涵盖的时空尺度巨大:时间跨度从数小时到百万年,空间跨度从单个断裂到整个造山带.这些跨度广泛的研究对理解造山带的地形演化具有重大的启示意义.最后,简要总结了构造地貌学的前沿问题.     

中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展

综合分析了８０年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展,着重对湖泊沉积记录与亚洲古季风变迁,青藏高原隆升的湖泊沉积记录,高分辨率湖泊钻探研究,盐湖沉积与环境演变,人与自然相互作用的湖泊响应,现代湖泊生物地球化学作用等方面进行了扼要综述,指出今后中国湖泊沉积与环境演变研究的主要内容,包括湖泊沉积环境指标与气候要素关系的定量研究,高分辨率环境演化时间序列与空间分异规律,现代湖泊沉积动态过程与环境     

穿行在时空边缘——东亚晚新生代哺乳动物形态功能演化与生态环境互动

正哺乳动物大规模适应辐射并占领地球陆地生态系统的主要空间,构成了新生代以来最重要的生物演化事件.哺乳动物演化事件序列促使哺乳动物自身面貌由古老向现代类群转变,同时也为新生代地质环境演变提供了完整的相对时间框架.在这一过程中,晚新生代是哺乳动物演化和发展的关键时期[1].晚新生代全球气候强烈波动,大趋势由暖湿转向干冷[2],也带动了人类崛起的宏大事件.研究晚新生代哺乳动物与环境的协同演化,对于探求全球气候变暖下人类的控制和应对策略,以及人类宜居环境构建等重大研究计划具有非常重要的指示性意义.     

中中新世气候适宜期环境变化:来自中国西南部湖泊沉积地球化学的证据

正中中新世气候适宜期(ca.15~17Ma)是新生代气候变冷背景下的一次短期气候温暖事件.由于缺乏陆相记录,目前对于该事件的研究多来自于海洋钻孔.本文对云南东南部的文山盆地湖相地层开展了高分辨率的古地磁定年(剖面厚约270 m)和地球化学研究(剖面厚约400 m).古地磁结果显示文山剖面上段约145 m为负极性,下段约125 m为正极性.参考邻近区域中新世湖相地层的沉积速率特征,我们推测这270 m厚的剖面沉积时间跨度至     

北疆地区晚更新世以来的气候环境变迁

北疆晚更新世的黄土、湖泊、河流及冰川等沉积物都保存有清楚的气候环境变迁的信息,根据其所含生物化石及沉积特征,可以有效地重建12万年来的气候环境变迁历史。这段地质时期的气候环境变化过程,是预测未来气候环境变迁及其对生产布局影响不可缺少的科学依据。     

生命和地球大气的演化

在氧出现前的大气的演化中,微生物扮演了主角。年轻的太阳光比现在更暗淡、更冷,而某些厌氧细菌群体释放出的大量甲烷(CH_4),维持了早期气候的温暖。地球大气的演化,始终与其生物群的进化     

中国黄土高原及邻区水系沉积物-古土壤系列

全球气候变化必然影响水文循环的变化,水文循环变化可通过水系沉积物旋回和地貌演化反映出来。同时,地貌演化还受构造运动控制。因此,查明不同地貌阶段的不同水系沉积物旋回及其年代,就可阐明第四纪环境演化中气候与构造运动的演化规律。中国黄土高原保存了巨厚的黄土层,为这一研究提供了有利的条件。     

塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩成烃演化模式探讨

通过系统分析源岩沉积样式并结合区域地温场，综合研究了塔里木盆地下古生界和四川盆地古生界海相烃源岩的热演化特征，建立了相应的成烃模式，探讨了各自的生烃潜力．海相烃源岩可划分为4种成烃演化模式：早期快速演化型、中期快速演化型、持续演化型和多期演化型．其中，早期快速演化型对形成工业性油气藏直接贡献不大，以寻找古油藏或原油裂解气为主：中期快速演化型虽然已发现较多气藏，但总体规模有限；后两种类型都取决于前期的演化程度，若较低后期仍可生成液态原油，否则以生气为主．四川盆地古油藏得以较好地保存，源岩普遍经历了干酪根-油-气的演化过程，这对于塔里木盆地天然气勘探具有一定的借鉴意义．     

东北平原钻孔的磁性地层定年及松嫩古湖演化

中国东北平原第四纪湖相沉积物是记录中纬度东亚季风和气候环境变化的理想载体.然而,目前关于该套湖相沉积地层尚缺乏高分辨率地层学和高精度的年代学研究,从而限制了对该区气候环境变化机理的理解.本研究重建了东北平原乾安令字(Qiananlingzi, QAL)孔的高分辨率磁化率地层,并对该套沉积进行了系统的古地磁和光释光年代学研究.结果显示, QAL钻孔记录了Olduvai正极性亚时以来的沉积.沉积物磁化率变化存在轨道时间尺度上的变化,粗颗粒的粉砂层一般呈现磁化率低值,细颗粒的黏土层一般呈现高值,岩石磁学参数表明磁化率低值层位高矫顽力硬磁性矿物贡献大,高值层位低矫顽力软磁性矿物贡献大;该套湖相地层的沉积年代约为1180～450ka,历时约730ka,松嫩古湖的几近消失可能与依舒断裂导致的多次沉降使得松花江将松嫩古湖湖水泄于三江平原有关.基于本文详细的磁化率地层和高精度的年代学结果,该湖相沉积有望成为解译中纬度中亚区域中更新世轨道时间尺度古气候变化的理想材料.