洞庭盆地红土地层中网纹的成因探讨

在野外考察的基础上,运用化学全量分析、X射线衍射分析、红外光谱分析和扫描电镜微形貌分析等实验方法和手段,对洞庭盆地第四系红土地层中网纹的元素地球化学、矿物组合特征和微形貌特征进行了系统研究,对洞庭盆地红土地层中2种主要的网纹类型——蠕虫状网纹和根状网纹的成因进行了探讨。认为：土壤孔隙空间的形成和化学元素的迁移是网纹产生的2个必要条件。蠕虫状网纹孔隙空间的产生是由于地层静压力和地下水位季节性变化造成的,而根状网纹的孔隙空间则是植物根系腐烂分解后提供的。地下水和地表水强烈的淋溶作用使土壤中硅、铝、铁、锰等元素的迁移能力增强,土壤胶体粒子之间的化学反应,使得这些孔隙空间在后期逐渐被次生黏土矿物和石英所充填,最终,在洞庭盆地第四系红土地层中形成大量的蠕虫状和根状白色网纹。     

太原盆地QK1钻孔60ka.B.P以来气候环境演化的沉积记录

通过对太原盆地QK1钻孔60 ka.B.P.以来的沉积物进行粒度、磁化率分析,探讨了太原盆地60 ka.B.P.以来的气候环境演化过程。太原盆地60 ka.B.P.以来主要经历了以下演化阶段:59.6～40 ka.B.P.属滨湖相沉积;40～31.5 ka.B.P.属以河流相漫滩沉积;31.5～14.58 ka.B.P.属河流相边滩沉积;14.58～12.5 ka.B.P.河流相漫滩沉积;12.5～9 ka.B.P.河漫湖泊沉积;9 ka.B.P.至今属河流相边滩沉积。60 ka.B.P.以来太原盆地的气候由温暖偏湿转为温暖湿润,在末次冰期表现为寒冷干燥,进入全新世大暖期以后,气候具有全球性特征的同时也兼具区域性特点。各指标分析表明太原盆地的气候环境演化主要受全球性气候变化及区域气候的影响,由于盆地沉降中心与边缘沉积速率的差异,在一定程度上受到地区构造活动的影响。     

湖泊沉积物粒度的环境含义

气候特征是冰期和相对温暖的问冰期交替发生。湖泊沉积物以其连续性好、敏感性强和高分辨率的特点,在恢复和重塑各种短时间尺度（千年、百年、十年）的气候和环境演化序列上,具有其它自然历史记录无法替代性。本文主要研究沉积物粒度的环境含义,古气候特征。尘暴,构造运动等环境信息很好的保存在湖泊沉积物粒度上。因此,本文通过对湖泊沉积物柱度的研究进而推断当时的环境特征。     

长江下游三大沿江湖泊沉积物记录的全新世环境演变研究

通过对巢湖湖心长8.0m的ACN钻孔沉积物的磁性参数和粒度组成进行测量,探讨了巢湖全新世以来的环境演变过程,经过与已有文献和考古资料的对比,分析了长江下游三大湖泊——巢湖、太湖、鄱阳湖的沉积物对全新世环境变化的指示意义,认为：（1）长江下游三大湖泊沉积物中记录的古气候信息与全球重大事件吻合较好.同一特征性气候变化过程在区域上存在差异;（2）全新世以来,巢湖经历的湖面涨缩过程以及突发事件比太湖和鄱阳湖更加剧烈,说明巢湖沉积物对气候环境的响应更加敏感.巢湖和太湖水域面积整体不断减少,鄱阳湖相反;（3）西北欧全新世中期ElmDecline事件对长江下游不一定普遍响应,4000aB.P.和3800aB.P.左右长江下游可能分别存在洪水事件和干旱事件.     

第四纪湖相介形类组合的古气候与古环境意义:以洞庭盆地介形类现生种为例

本文在分析国内外第四纪湖相介形类组合古气候与古环境意义研究现状基础上,初步研究了洞庭湖湘阴近岸介形类现生种分布与生态特征.国外在第四纪湖相介形类古气候与古环境研究方面做了大量工作,取得了丰富成果.而国内该方面工作仅主要集中青藏高原及其邻区,其它地区鲜见.国外在详细介形类现生种生态调查基础上,建立基于其的环境参数转换函数,并在第四纪古气候与古环境定量重建中发挥了重要作用.然而我国现生种生态调查依然薄弱,主要表现在1)仅主要集中青藏高原等少数地区,其它地区还很少;2)生境数据绝大多为定性或半定量,很少定量;3)很少按季节采样.洞庭湖湘阴近岸包含3个属种,分别为未定种、Metacypris bellareticulata及Darwinula sp.,它们的生态要求为电导率240μs/cm,溶氧量10.45 mg/L,p H值8.1,水深0.5-1 m,水温10℃.     

建立基于介形类的水深转换函数:以洞庭盆地为例

全新世气候变化是当前地球科学研究的重点与热点之一。洞庭盆地全新统是重建区域古气候的良好材料。介形类为重建古气候的良好指标。洞庭盆地介形类包括6属10种,仅比利时舍氏玻璃介(相似种)Schellencandona cf.belgica对水深敏感,其余属种均不敏感。采用加权平均二项式回归法建立基于S.cf.belgica的水深转换函数,该函数具有较好的预测能力。本研究可为定量重建洞庭盆地全新世古气候奠定必要基础。     

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.     

珠江口盆地构造演化及对沉积环境的控制作用

通过对珠江口盆地沉积物地球化学成分分析表明,大洋钻探计划(ODP)1184站所揭示的主要构造沉积地层界线在珠江口盆地中亦同样存在,其元素在32,23.9,16Ma存在明显的突变,界线十分明显;这些陆源沉积物成分的变化是构造运动造成源区发生改变的直接证据.化学蚀变指数显示珠江口盆地在32,23.9,16Ma时期存在物理风化增强而化学风化减弱的突变事件,指示了由于构造运动造成母岩短时期内强烈快速的剥蚀作用,从而引起沉积物化学蚀变指数突然降低.根据元素相关性分析显示,ODP1148站沉积物与珠江口盆地沉积物亲缘关系密切,两者具有相同的物源.     

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。     

基于化学蚀变指数(CIA)的辽河流域土壤风化程度研究

研究选取CIA风化程度指数对辽河流域土壤风化程度进行评价分析,取得的成果如下:辽河流域深表层土壤风化的程度差异不大,整体上辽河流域土壤的风化程度极低;从空间分布特征看,表层和深层土壤元素含量分布具有一致性,呈U型分布:东部高于西部,两侧高于中央;各类型土壤中以水稻土和黑土的风化程度最高,风沙土、潮土相对其他的土壤类型风化程度较低;以地貌类型划分的土壤类型中,平原区土壤CIA值最高,风化程度高于丘陵区、低山丘陵区和低山区.     

新生代以来伊犁盆地演化对霍城研究区第四系含水层建造影响研究

含水层建造过程实质上是区域盆地演化的缩影.以新疆伊犁盆地整体和局部的沉积规律研究为基础,运用野外调查、物探钻探及遥感解译相结合的方法,揭示盆地内霍城研究区第四系含水层的建造历程、结构属性等特征,研究结果表明霍城研究区第四纪以来的演化是对伊犁盆地前第四纪演化的继承与发展.新构造运动对区内第四系建造有重要的控制作用,使研究区核部成为整个伊犁盆地第四系最大厚度沉积区,按沉积特征不同划分为四个沉积单元;此外,区域环境作用对第四系沉积的影响不可忽视.区内第四系含水层为由河流相和冰水相冲洪积物组成的松散堆积物,按埋藏条件分为孔隙潜水和孔隙承压水含水层,在区域上分布广泛且沉积稳定的“马兰黄土”,则被界定为第三系与第四系之间的隔水层,含水层的透水性、富水性以及赋存其中的地下水的运移和水化学特征均能体现伊犁盆地演化影响下研究区第四系含水层建造历程.为确定勘察精度较低地区的水文地质条件和进一步开展地下水资源精细评价奠定基础.     

华北板块北缘东段古生代沉积特征及盆地演化研究进展

通过对吉林伊通、长春、永吉、桦甸等野外实地考察,结合前人研究成果,总结华北板块与西伯利亚板块碰撞拼贴方式、古亚洲洋南支洋闭合过程以及华北板块北缘沉积特征与盆地演化。研究区地质构造错综复杂,沉积体系保存不全;受中新生代构造的影响,叠加了中新生代构造变形、岩浆活动和成矿作用;地层被破坏,多为哑地层,上述原因导致对古亚洲洋闭合之前盆地的性质及演化认识不一,制约了对有关重要科学问题的深入研究。采用沉积学的方法,结合构造地质学、地球化学、古生物地层学、同位素测年等理论和方法,依据现存古生代地层和不同构造部位的沉积盆地类型及其基本特征,开展古生代构造古地理演化研究,恢复沟弧盆体系的分布以及岛弧的类型、时代,探讨古亚洲洋的闭合过程,将是探讨华北板块北缘东段构造演化特征的新思路。     

应用地积累指数法评价太子河沉积物中重金属污染

根据沉积学原理和环境化学行为特点,应用地积累指数法对太子河(本溪段)沉积物中重金属污染进行了评价研究。结果表明,太子河市区段重金属污染是严重的,主要的重金属污染物为Cu, Pb, 其次为Zn, Cd, Hg。     

太白山西佛爷池沉积物有机碳、氮同位素记录的过去1800多年的气候-环境变化

在秦岭主峰太白山南坡的冰蚀湖西佛爷池中取得一个深50cm 的沉积物柱芯(XFYC12-2)。对XFYC12-2的样品做加速器质谱(AMS) ¹⁴C 测年和有机碳、氮稳定同位素分析, 并据此重建这一高山湖泊周边过去1800多年的气候−环境变化。结果表明: 1811~1380 (或1440) aBP 偏冷干; 1380 (或1440)~840 aBP 温暖湿润, 这一阶段可能与中世纪暖期相当; 840~460 (或 520) aBP 转为寒冷干旱, 这一阶段或许相当于小冰期; 460(或 520)~100 aBP 又趋暖湿。上述气候?环境变化过程与太白山南坡高海拔地段另外两个湖附近的变化过程、中国东部地区的总体变化趋势及4 个代表性地点的变化过程相似。     

Evolution of the East Asian monsoon and its response to uplift of the Tibetan Plateau since 1.8 Ma recorded by major elements in sediments of the South China Sea

Evolution of the East Asian monsoon and its response to uplift of the Tibetan Plateau has been investigated in the study of global change. Core sediment samples drilled in the South China Sea during ODP Leg184 are the best materials for studying long-term variability of the East Asian monsoon. R-mode factor analysis of major elements in the fine grain-sized carbonate-free sediments (<4 μm) of the upper 185 mcd splice of ODP Site 1146 drilled during Leg184 in the South China Sea shows that Ti, TFe2O3, MgO, K2O, P, CaO, and Al2O3 are representative of a terrestrial factor. The variation in the terrestrial factor score is subject to chemical erosion in the source region and thus indicates the evolution of the East Asian summer monsoon. The terrestrial factor score has three stepwise decreases at ~1.3 Ma, ~0.9 Ma, and ~0.6 Ma, indicating the phased weakening of the East Asian summer monsoon is related to wholly stepwise, quick uplifts of the Tibetan Plateau since 1.8 Ma. The periodic fluctuation of the terrestrial factor score since ~0.6 Ma indicates that the glacial-interglacial cycles have been the main force driving the evolution of the East Asian monsoon. As in the case of Chinese loess, the long-term evolution of the East Asian monsoon recorded in sediments of the South China Sea reflects a coupled effect of the glacial-interglacial cycle and uplift of the Tibetan Plateau.     

松辽盆地北部四方台组-明水组高精度层序地层特征与有利区带预测

应用沉积学和层序地层学的原理和方法,利用地震、测(录)井、岩芯、露头、古气候及古生物等资料,通过地震合成记录标定,结合盆地区域构造演化特征分析,在松辽盆地北部四方台组-明水组共识别出区域不整合面、古暴露界面、河道侵蚀冲刷面、地层叠加型式转换而4类层序界面,并识别划分出1个新的超层序界面SB4,最终将四方台组一明水组划分为1个超层序组,2个超层序(SSQ1和SSQ2),6个三级层序(SQ1-SQ6),17个体系域,建立高精度层序地层格架.盆地北部层序地层格架内沉积充填演化规律为:层序SQ1～SQ3(SSQ1)沉积时期,盆地主要发育南北向长轴物源的河流及滨浅湖沉积;层序SQ4-SQ6(SSQ2)沉积时期,盆地主要发育东西向短轴物源的辫状河三角洲及滨浅湖沉积;从四方台组时期开始,盆地沉积中心向西北方向不断迁移.根据层序地层格架内的储盖组合分布及成藏条件综合分析可知:纵向上四方台组时期层序SQ1发育本区最有利的储盖组合,而大安-新站地区SQI低能体系域厚层河床砂岩为本区最有利的油气聚集区带,最有可能形成构造一岩性次生油气藏.     

Paleoclimate change recorded in the red earth and brown-yellow sediment of Late Quaternary for northeastern part of Guangdong Province, south to the Nanling Mountains, China

The paleoenvironment indicated by the geochronology, major oxides SiO2, Al2O3 and TOFE （Fe2O3 ＋ FeO）, and CIA （Chemical Index of Alteration） value of the red earth and brown-yellow silt primarily characterized by the Linjiang stratigraphic section, based on the geological investigation of Late Quaternary along the river banks of northeastern part of China＇s Guangdong Province, south to the Nanling Mountains, allow us to hypothesize that the red earth on the first terrace in northeastern part of Guangdong belongs to reticulated red clay developed in a hot-wet environment of the last interglacial period （132-73 ka BP）, similar to the monsoon environment in the northern margin of modern tropical zone, while the overlying brown-yellow silt layer mainly accumulated in a monsoon environment of warm temperate zone in the last glacial period （73-11 ka BP）, with the aeolian sand LJ3 representing an extreme period of worsening climate. Such a hypothesis corresponds well with predecessors＇ research on the paleoenvironment indicated by abundant fossils in both south and east to the Nanling Mountains. Hence, it follows that the bioclimatic zone did experience a large and rapid vicissitude in northeastern part of China＇s Guangdong Province, and even in the full extent of the region south to the Nanling Mountains from the last interglacial period to the last glacial period, with the red earth being replaced by the brown-yellow silty sediment, and even maybe with the Ailuropoda-Stegodon Fauna being replaced by the Penghu Fauna. This study may provide an important geological demonstration for the environmental response to global change in China＇s low latitudes on a 10 ka scale.     

Geochemical environmental changes and dinosaur extinction during the Cretaceous-Paleogene (K/T) transition in the Nanxiong Basin, South China: Evidence from dinosaur eggshells

The complex patterns of trace elements including Ir and isotope distributions in the three K/T sections of the Nanxiong Basin prove the existence of two environmental events in the latest Cretaceous and earliest Paleocene. The first geochemical environmental event occurred at about 2 Ma prior to the K/T boundary interval, where the dinosaur diversity was hardly reduced, except that a number of pathological eggshells appeared. The second one was larger and occurred just at and near the Cretaceous-Paleogene (K/T) boundary. The extinction of the dinosaurs spread out within 250 ka with major extinction beginning at the boundary interval. This is even later than their extinction in Montana, North America and in India. The cause of the dinosaur extinction may be the result of a complex multiple events brought about by the coincidence of global environment change marked by multiple Ir and δ¹⁸O anomalies, and environmental poisoning characterized by other trace elements derived from the local source. Successive short- and long-term conditions of geochemically induced environmental stress negatively affected the reproductive process and thus contributed to the extinction of the dinosaurs. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40472018) and the Chinese Academy of Sciences (Grant No. 21039751)