黄河源区典型湖泊希门错沉积物的地球化学特征及其环境意义

湖泊沉积是历史时期气候波动与流域环境变化的记录器.采集黄河源区希门错沉积物,对岩芯的有机质和地球化学元素进行了分析,得到该地近1 720年以来的环境变化记录.结果显示希门错沉积物47cm柱状岩芯的环境演化过程可分为四个阶段:32cm以下(900AD之前),该阶段为气温变冷阶段,降水多;32-20cm之间(900-1300AD),该阶段为气温变暖阶段,和中世纪暖期相对应,降水减少;20-3.5cm之间(1300-1900AD),该阶段为气温变冷阶段,和小冰期较为吻合,降水较多且逐步减少;3.5-0cm(1900AD至今),这个时期为20世纪暖期,降水较少.磷元素含量在近20多年来增加较大,说明人类活动对流域的影响不断增强.在此之前的磷元素沉积含量低且稳定,指示该区域磷的背景值.     

滇池东部第四系浅层湖滨相沉积物磁学特征及其环境意义

为了探究昆明盆地第四纪以来的总体气候特征及滇池湖泊的演化规律。本文综合环境磁学、TOC、pH等指标,对滇池东岸DC1钻孔岩芯沉积物进行了系统研究,测试了包括质量磁化率（χ）、非磁滞剩磁（ARM）、饱和等温剩磁（SIRM）、低频磁化率（χlf）、高频磁化率（χhf）、软剩磁（IRM-300mT）、pH值及总有机碳（TOC）。结果显示：DC1沉积物磁性特征由亚铁磁性矿物主导,反铁磁性的赤铁矿在0.3-3.6 m与14.7-15.6 m两个区段含量相对较高,结合赤铁矿的形成环境,反映了这两个区段对应的沉积环境为湖退时期;另外,结合TOC与磁化率在不同深度上的关系,表明TOC的高值与细颗粒的磁性矿物溶解有关。结合TOC在各区段的含量特征表明整个21 m沉积过程所对应的气候类型以温暖气候为主。     

靖远黄土-古土壤色度变化特征分析及古气候意义

对黄土高原西北缘厚层黄土剖面色度指标研究后发现,在磁化率指标不能很好地记录气候变化及土壤发育的情况下,色度指标的引入能够很好地弥补这一古气候重建上的缺陷.在靖远地区,红度a*主要受土壤中赤铁矿质量分数变化的影响,随赤铁矿的增加而增大,同磁化率联合使用可以反映土壤发育程度,较好地解释气候的变化过程.黄度b*受到针铁矿质量分数的影响,此外还可能受到黄铁矿、沼铁矿,褐铁矿等铁矿物的影响,在一定程度上可以反映降水量的变化情况.与a*一同分析,可以反映土壤发育时期的水热条件.亮度L*主要受土壤中w(TOC),w(CaCO3)变化的影响,随w(TOC)的增加而减小,而随w(CaCO3)的增加而增大.此外在CIELAB颜色系统中a*的增大会显著地使L*变小,L*主要反映了土壤发育时期的降水状况以及植被发育程度.在靖远地区,只有综合考虑色度、磁化率、粒度、w(CaCO3),w(TOC)才能够合理、可靠地重建气候变化的过程.     

汉中盆地军王村黄土-古土壤剖面的色度特征及机理

对汉中盆地城固县军王村(JWC)剖面的色度参数进行分析,并结合磁化率、烧失量、氧化铁进行主控因素的研究。结果表明:亮度(L*)含量的变化与有机质含量密切相关,红度(a*)的变化与氧化铁含量密不可分;色度参数曲线与磁化率曲线具有同步的变化趋势,其中L*、a*、a*/b*对气候响应敏感,能作为较好的气候替代指标,记录了该区的气候和成壤环境变化;各色度参数的变化趋势反映了晚更新世末期气候冷干→全新世初期气候开始转向暖湿→全新世中期气候湿热→全新世晚期气候暖湿降低,但晚更新世末期的气候并不是持续稳定的,在38.8~25.6 ka BP期间出现了短暂的相对温暖湿润的阶段。     

北部湾海槽中全新世以来气候变化与重金属积累关系

【目的】为了探寻北部湾湾口重金属沉积规律,研究中全新世以来该地区海槽重金属分布、累积及联系。【方法】在北部湾南部海槽处钻取200cm长度岩芯进行垂直分样,并对典型重金属Pb、Cr、Zn,微量元素,粒度,矿物,14 C定年等指标进行综合测试及分析。【结果】岩芯沉积物的化学蚀变指标CIA显示,气候波动变化,总体上气候趋向暖湿,陆源供给加大,可分为两个基本气候阶段;重金属具有陆源性,且细粒级与重金属对气候波动响应明显,含量随深度变浅,即随气候演进而呈增加趋势;岩芯沉积物组分以悬移质为主,与海水悬移质粒级有对应性,其中重金属来自吸附与再沉积,6~9φ为吸附粒级;重金属积累系数fa变化曲线显示,重金属自25cm以来积累加快,Pb的相对斜率增加且分化明显。【结论】重金属含量变化是对气候波动的响应,晚全新世后期重金属(尤其是Pb)积累有加快趋势,可能与人类活动有关。     

水分对大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭分解排放二氧化碳的影响

水分是影响土壤分解的重要环境因子之一。采用室内培养实验分析水分对大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭分解排放CO2的影响。培养实验分为4个水分梯度(0%、30%、60%和100%最大持水量),泥炭分解排放的CO2采用碱液吸收法测量。结果表明:水分对冻土湿地泥炭有机碳分解具有先促进后抑制的影响趋势,在60%最大持水量条件下,泥炭分解CO2的排放率和排放量最大;而在同一个水分梯度下,40d的培养期内,泥炭分解CO2的排放率具有先降低后稳定的变化趋势。并且水分含量对冻土湿地两层泥炭(10~20cm和20~30cm)分解的影响趋势基本一致。二次方程很好地反映了土壤水分对泥炭分解的影响,方程预测大兴安岭不连续多年冻土区泥炭分解的最优含水量约为65%(10~20cm层)和59%(20~30cm层)最大持水量。而一元动力学方程很好地反映了不同水分含量下冻土湿地泥炭有机碳分解排放CO2随时间的动态变化。     

基于明度的曼德拉山岩画断代及数量分析

根据岩画画面的不同内容,将曼德拉山地区岩画分为6种类型,突显其沙漠特点.运用明度模式测得曼德拉山64幅岩画的明度值,根据已知2004年和西夏岩画的年代和明度值,得到其他未知岩画的大致年代.结果发现,从三国、两晋、南北朝时期(220-280 AD、281-419 AD、420-580 AD),历经隋(581-617 AD)、唐(618-906 AD)、西夏(1038-1227 AD)、元(1279-1367 AD)直到明清之际(1368-1643 AD、1644-1911 AD)一直有古人在此地作画.岩画年代频数大值集中在700 AD前后,即盛唐时期,在1500 AD前后频数最低,即明清之际,与中国历史上的暖期和冷期相对应,说明气候变化,尤其是温度波动为岩画数量的主要影响因素.在气候温暖期,自然灾害较少,农业产量高,温饱问题有所保障,就会有闲暇时间去创作岩画;气候寒冷期,则与之相反,人们为了生存无暇顾及艺术创作.曼德拉山地区岩画年代与数量同历史时期气候有一定关联.     

三峡水库蓄水初期沉积物有机碳的分布特征

三峡水库建成后,库区水体流速减慢,导致大量泥沙淤积,为揭示其沉积物总有机碳(TOC)分布特征,分别在干、支流设置8个和9个监测断面获取沉积物柱状样,以2cm为间隔,在室内进行了粒度分析和总有机碳(TOC)含量测定.结果表明,干流总有机碳(TOC)含量最大值出现在磨刀溪断面,最小值出现在云阳断面,分别为1.05%、0.72%,总体上,干流总有机碳(TOC)含量沿程波动较大,无明显变化规律,说明沿程水动力条件复杂;支流从上游到河口处,总有机碳(TOC)含量基本呈现递减的趋势.在垂向上,不同区域总有机碳(TOC)含量随深度的变化无明显的规律.此外,干流沉积物中总有机碳(TOC)含量与黏土含量呈正相关关系,另外,支流沉积物中总有机碳(TOC)含量与细粉砂含量表现为极显著正相关关系,由于激光粒度仪测试沉积物的结果通常是细粒组分偏粗,所以三峡水库沉积物中TOC含量受粒径较小的物质影响显著.     

川东北气田储层微量元素及沉积环境分析

海相沉积碳酸盐岩微量元素值域变化对了解古海平面起伏变化、气候条件和及古沉积海水温度具有较大的意义。以PG1井为检验井,取其储层岩芯样品共计122组,分析微相元素纵向演化特征,判识其沉积环境。实验分析表明:Ca/Mg比值从下至上逐渐增大、飞一~飞二段边缘浅滩相的Ca/Mg值(约1.2)小于飞三段的潮坪相的Ca/Mg值(约2.0),说明飞一、飞二段白云化程度高于飞三段;因此其白云化岩较发育,是优势储层。长兴-飞仙关组Sr、Mn、Fe元素含量分别位于80~500μg/g、7~90μg/g、0.6%~1.4%之间,具有高Sr,低Fe、Mn的特征,二者白云岩化流体具有同源性,反映其白云岩成因是在封闭、淡水没有参与的体系下形成。研究认为:川东北晚二叠世-早三叠世气候非常干旱赤热,强烈的蒸发作用导致沉积物中的孔隙水及海水盐度慢慢增大,Mg2+逐渐置换了水体中的Ca2+离子,不仅有利于碳酸盐岩发生准同生白云岩化作用,同时有利于在台地两侧高能边缘礁滩沉积环境中发生埋藏白云岩化作用。     

黔北地区合山组硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

为明确黔北官坝—革木地区上二叠统合山组硅质沉积物(硅质岩、硅质灰岩)特征及其成因,对硅质沉积物样品进行主量元素、稀土元素和微量元素测试分析。其地球化学结果表明：官坝剖面硅质岩SiO2含量在90.95% ~ 93.98%,Al2O3含量在0.46% ~ 0.94%;申家寨剖面硅质灰岩SiO2含量在39.18% ~ 63.55%,Al2O3含量在0.49% ~ 0.82%,CaO含量在18.44% ~ 29.81%;硅质沉积物常量元素Al / (Al + Fe + Mn)在0.18 ~ 0.43之间,Al / (Al + Fe)在0.18 ~ 0.44之间,U / Th在0.76 ~ 1.34之间、平均为1.07,ΣREE7.70 × 10-6 ~ 35.25 × 10-6,均指示硅质沉积物为热水沉积成因;硅质沉积物Ce / Ce*为0.72 ~ 0.87,呈负Ce异常,Eu / Eu*为1.10 ~ 1.41(PM315-DH1为0.98),呈正Eu异常,(La / Yb)N为1.02 ~ 5.45,平均为3.07,(La / Ce)N为1.25 ~ 1.60,平均为1.48,指示其形成于受陆源影响输入不明显的大陆边缘环境。结合区域岩相古地理演化特征,在黔北官坝—革木地区晚二叠世长兴期硅质沉积物为热水成因,沉积环境为大陆边缘环境。     

太白山高山带距今5520年以来气候-环境变化——佛爷池沉积物的多指标记录及其结果的解译

佛爷池为秦岭主峰太白山南坡高山带的冰蚀湖。在其干涸的底床挖掘一条深70 cm的探坑,自坑壁取得沉积物样品。对这一剖面的3个样品做加速器质谱(AMS)14C测年,56个样品做总有机碳含量(TOC)和碳/氮比值(C/N)分析、低频磁化率(?lf)和非滞后性剩磁(ARM)测试、粒度分析和孢粉分析,并计算ARM/?lf。利用这些测年结果建立这一剖面的年代框架,并对TOC和C/N,?lf,ARM和ARM/?lf,平均粒径及栎属孢粉(Qucercus)含量在剖面中的变化进行解译,由此初步推测佛爷池周边距今5520年以来的气候及环境变化。在5520~3800 a BP,气候为冷干,在其中的5100~4300 a BP冷干程度可能最强。在3800~2300 a BP,气候渐转暖湿。在2300~1300 a BP,气候更为湿润。在1300~700 a BP,气候更为温暖,可能是过去5500多年中最温暖的时期。在700~500 a BP,气候再度变冷、变干。由于共同受到东亚季风的影响,太白山高山带中、晚全新世这一气候-环境变化与中国东亚季风区一些地点的变化趋势颇为相似。     

桂西北泥盆系罗富组泥页岩烃源岩有机地球化学特征及意义

通过野外剖面勘测、室内烃源岩地球化学分析以及碳同位素测试的方法和手段,对桂西泥盆系罗富组(D_2l)的黑色泥页岩烃源岩进行了研究。结果表明:研究区烃源岩有机质丰度普遍较高,TOC值为0.62%~2.74%,平均值为2.12%,均超过生烃门限(TOC=0.2%);氯仿沥青"A"含量为0.003 5%~0.143 8%,平均值为0.0439%,总烃含量(HC)为9.144~1177.5×10~(-6)(ppm),平均值为302.14×10~(-6)(ppm),生烃条件好。河池-南丹剖面烃源岩有机质类型主要为Ⅰ_1型,其他绝大部分为Ⅰ_2型在河池西南剖面有机质出现Ⅲ_1型。R_0的值为3.47%~3.73%,均处于过成熟阶段。有机质正构烷烃的分布既有单峰型,又有双峰型;Pr/Ph的比值均小于1,三环萜烷以C_(23)和C_(21)为主峰,藿烷以C_(30)藿烷含量最高,其次为C_(29)藿烷,伽马蜡烷/C_(30)。藿烷的比值为0.15~0.16,伽马蜡烷含量较高;C_(28)甾烷含量最高,其次是C_(29)甾烷,C_(27)甾烷含量最低,甾烷呈反"L"型分布。以上生物标志化合物的参数表明:罗富组烃源岩的有机质来源以低等水生生物为主,并有陆源高等植物的输入,沉积环境为还原的微咸水海相沉积环境。     

北极新奥尔松地区环境演变的沉积记录

分析了北极新奥尔松地区伦敦岛的湖泊沉积物L1的16种元素(Hg、Se、Cd、As、Cu、Zn、P、Fe、Ti、K、Mn、Ca、Mg、Na、Si、Al)及TOC(总有机碳)的含量.结果表明:沉积物表层5 cm部分Hg、Se、Cd等重金属元素的污染主要是由20世纪以来新奥尔松煤矿开采活动引起的;而5 cm以下部分属于自然沉积.同时,发现最表层的Hg、Se、Cd含量有降低趋势,很可能是新奥尔松煤矿的关闭导致煤灰沉积的减少.计算了ICV等元素比值,其结果揭示了新奥尔松地区的化学风化作用十分微弱,过去几千年来,该地区气候环境经历了相对暖湿-寒冷-相对暖湿的阶段.     

川南地区五峰-龙马溪组页岩沉积环境及风化作用对页岩含气性指标的影响

通过对四川盆地南部兴文县僰王山镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组露头剖面的61个样品进行有机碳质量分数w(TOC)、硫质量分数w(S)和有机质碳同位素(δ~(13)C_(org-PDB))组成分析,并与长宁剖面和长芯一井的分析结果进行对比,研究了w(TOC)、w(S)、δ~(13)C_(org-PDB)等页岩含气性评价指标受风化作用的影响程度.分析结果显示兴文地区五峰-龙马溪组底部约25 m的层段w(TOC)较高,达2.28%~5.06%,平均4.01%,向上残余w(TOC)变低(0.83%~1.93%)并趋于稳定.δ~(13)C_(org-PDB)=-31.5‰~-28.8‰,平均-30.3‰.w(TOC)的分布范围及垂向上的变化特征与长宁剖面和长芯一井有良好的可对比性,表明五峰-龙马溪组页岩中高演化的残余有机质芳构化程度高、抗风化能力强,基本没有受到风化作用的影响.兴文地区五峰-马溪组页岩w(S)=0.02%~3.15%,剖面底部20m层段的w(S)远低于长宁剖面,表明底部高有机质层段页岩中的黄铁矿受风化作用的影响已基本流失(0.1%),w(S)普遍很低,用于反演有机质沉积环境已失去了有效性.兴文地区五峰-龙马溪组页岩w(TOC)与δ~(13)C_(org-PDB)总体上呈负相关关系,随着w(TOC)增大,δ~(13)C_(org-PDB)变小,显示有利于有机质保存的还原条件增强.通过长宁剖面、长芯一井和兴文剖面对比研究,结合五峰组-龙马溪页岩的岩石学和地球化学特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高和深水还原环境导致有机质保存较好.川南沉积中心五峰组和龙马溪组底部高有机质海相泥岩,是页岩气富集的最有利层段.     

青藏高原东北部西宁盆地中始新世-渐新世沉积物颜色与气候变化

始新世-渐新世是古近纪气候变化中最显著的时期.通过对西宁盆地42.5～26.0 Ma沉积物颜色指标的详细分析,发现颜色参数L*,a*,b*曲线明显以32.8 Ma为界分为上下两段.其中:L*值在下段(42.5～32.8 Ma)波动剧烈并呈缓慢降低趋势,至32.8 Ma左右大幅度降低,此后(32.8～26.0 Ma)波动变小、稍有回升;a*,b*值则与L*值的变化趋势相反,在下段(42.5～32.8 Ma)呈逐渐增大趋势,剧烈波动,在32.8 Ma左右时突然大幅度升高.至上段波动变小.结合西宁盆地孢粉、有机质及CaCO3质量分数变化的特征分析,该区域在32.8 Ma时可能发生大幅度的降温事件(对应于海洋记录所揭示的Oi-1事件),此事件之前气候干旱程度相对较弱、氧化作用逐渐增强、气候波动剧烈.在Oi-1事件之后大陆性干旱程度增强、氧化强烈、气候波动幅度较小.这是在该区高分辨率获得Oi-1事件前后气候变化的记录.它对始新世-渐新世全球气候变冷背景下陆地系统响应研究具有重要意义.     

近8 ka东亚冬季风记录在东海内陆架的建立

目的在于尝试从东海内陆架上建立全新世高分辨率的东亚冬季风替代性序列.通过对位于东海内陆架闽浙沿岸泥质中部的PC-6孔(740 cm)进行AMS14C年龄测试和粒度分析,综合沉积构造、沉积层序与海平面变化讨论该孔的沉积环境,其上(0~450 cm)、中(450~540 cm)、下(540~740 cm)段分别对应于前滨、近滨和与现今环境基本一致的浅海沉积环境,其中上段的沉积作用主要受控于东海冬季沿岸流.通过计算该孔的粒级-标准偏差,提取了环境敏感粒度组分,该孔沉积物粒度由以28μm为界的2个粒度子体构成,它们的峰值即约5~6μm与102~125μm分别为对应于冬季沿岸流和波浪的敏感粒级;细粒组分(<28μm)对应于沿岸流,为沿岸流所携带,表现为平行于海岸的横向迁移,粗粒组分对应于波浪,沉积物以垂直于海岸的纵向迁移为主.PC-6孔上段细粒组分的含量一般在85%以上,利用其平均粒径序列建立了研究东亚冬季风演化的替代性序列.     

贵州下志留统龙马溪组页岩气成藏条件分析

针对贵州地区页岩气成藏条件复杂的问题,从钻井、岩芯、露头样品等实验测试资料出发,以下志留统龙马溪组页岩为研究对象,对贵州地区龙马溪组海相页岩气成藏条件进行研究。研究结果表明:贵州地区龙马溪组潜质页岩主要形成于深水陆棚沉积环境,其特点为潜质页岩厚度大,有机碳质量分数高(潜质页岩段平均w(TOC)4%),有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,有机质热演化程度处于成熟—过成熟阶段,页岩中脆性矿物质量分数高,孔隙度中等,含气量高。通过与成功勘探开发页岩气的北美以及四川盆地的成藏条件相比,认为贵州地区下志留统龙马溪组具有良好的页岩气成藏条件,且龙马溪底部炭质页岩段是页岩勘探的目标层系,并预测了其页岩气富集有利区。     

黄河下游原阳段沉积物粒度特征与沉积环境分析

为探究现代黄河下游沉积环境演化,在原阳段钻取了两个钻孔岩芯(YHX-1、YHX-2),通过对钻孔沉积物粒度测试与分析,运用沉积物粒度参数、频率曲线与概率累积曲线,结合沉积物岩性及周边钻孔年代信息,划分研究区钻孔地质年代,揭示研究区沉积水动力条件及环境演化历史。结果表明：YHX-1分为7个沉积段,YHX-2钻孔为11个阶段,中更新世时期,两根钻孔以中细砂为主,沉积相以河床亚相为主;晚更新世时期,钻孔经历短暂河漫滩微相,进入漫长的河床相沉积;全新世早期,YHX-1钻孔由湖泊沼泽沉积转变为河漫滩沉积,YHX-2钻孔为河漫滩沉积;全新世晚期,黄河改道流入当今河道,两根钻孔河床沉积相对比分析表明,改道后黄河主河道经历由北向南的变迁过程。     

临汾盆地陶寺遗址附近全新世黄土剖面的环境指标分析

在对临汾盆地陶寺遗址北城墙外全新世黄土剖面粒度、磁化率、Rb/Sr值和CaCO3含量等气候指标进行分析的基础上,结合光释光测年结果和考古学资料,探讨该剖面记录的环境信息及其与文化发展的相互关系。研究发现:全新世早期(10.5~9.6 kaBP),东亚冬季风较弱,风化成壤作用增强,气候由凉干转向暖湿;全新世早中期(9.6~4.9 kaBP),风化成壤作用最强,气候最为暖湿;全新世中后期(4.9~2.5 kaBP),风化成壤作用较之前有所下降,气候较之前温干,但较现今暖湿;全新世晚期(2.5 kaBP)以来,东亚冬季风增强,风化成壤作用较弱,气候较为凉干。暖湿气候期与文化的繁荣发展时期有较好的对应关系,凉干气候期植被的退化可能受气候和人类活动共同作用的影响。     

临汾盆地陶寺遗址附近全新世黄土剖面的环境指标分析

在对临汾盆地陶寺遗址北城墙外全新世黄土剖面粒度、磁化率、Rb/Sr值和CaCO₃含量等气候指标进行分析的基础上, 结合光释光测年结果和考古学资料, 探讨该剖面记录的环境信息及其与文化发展的相互关系。研究发现: 全新世早期(10.5~9.6 kaBP), 东亚冬季风较弱, 风化成壤作用增强, 气候由凉干转向暖湿; 全新世早中期(9.6~4.9 kaBP), 风化成壤作用最强, 气候最为暖湿; 全新世中后期(4.9~2.5 kaBP), 风化成壤作用较之前有所下降, 气候较之前温干, 但较现今暖湿; 全新世晚期(2.5 kaBP)以来, 东亚冬季风增强, 风化成壤作用较弱, 气候较为凉干。暖湿气候期与文化的繁荣发展时期有较好的对应关系, 凉干气候期植被的退化可能受气候和人类活动共同作用的影响。