长江三角洲平原南部上新世以来古环境演变及多重地层划分

对长江三角洲平原BZK01钻孔进行沉积物¹⁴C测年、粒度、磁学、孢粉和微体古生物分析,结合伽玛测井、岩性地层讨论了上新世以来钻孔揭示的孢粉组合、沉积环境演化、沉积相和古气候特征,建立了钻孔的第四纪多重地层划分对比框架。结果表明,受原始地形地貌、海平面变化、海陆变迁、古气候冷暖更替及新构造运动的影响,研究区上新世以来经历了多次环境变化。钻孔自下而上揭示岩性地层依次为基岩长河组、新近纪-第四纪沉积的嘉兴组、前港组、东浦组、宁波组、镇海组,孢粉组合可划分出16个孢粉带,按暖期温暖潮湿-冷期寒冷干燥古气候旋回变化的周期律,BZK01钻孔反映该区域共存在7个古气候旋回。建立的钻孔多重地层划分对比揭示151.9～278.0 m为河流相和河湖相交替沉积的上新世-早更新世时期,存在两个气候旋回过程;83.5～151.9 m为河流相-河湖相-浅湖相沉积环境的中更新世,包含两个气候旋回过程;15.4～83.5 m为晚更新世,沉积环境自下而上为河口相-河湖相-潮坪相-滨海相-河湖相,与王店海侵-杭州海侵时期对应,包括两个气候旋回;0～15.4 m为河口相-河湖相-泻湖相沉积环境的全新世,对应富阳海侵,包括一个气候旋回。     

武威黄羊河剖面始新世湖相沉积物粒度端元组分及其沉积机制

为了解武威地区晚始新世湖相沉积粒度分布特征并提取古气候环境演变信息,本文利用一般化的Weibull 分布函数的参数化端元分析方法（EMMA）,结合沉积相、谢帕德三角分类图以及中值粒径、标准偏差等粒度参数,对武威地区黄羊河剖面湖相沉积物粒度数据进行分析。结果表明：黄羊河剖面沉积物主要以细粉沙、极细沙和细沙为主。剖面沉积物各粒级组分垂向含量变化曲线分为三个阶段,沉积相依次对应氧化浅湖亚相 — 滨湖亚相 — 扩张湖亚相。结合各粒级组分含量垂向变化特征,剖面自下至上一定程度上指示气候由湿润转为干旱化的过程。剖面粒度数据反演得到3个端元（EM）,其中EM1可能指示风力高空远距离悬移搬运来的黏土以及区域风力搬运的粉沙组分;EM2可能指示地表径流作用下河流水动力搬运入湖的沉积物;EM3 可能代表洪水作用沉积的粗颗粒跃移组分或湖泊经二次扰动再沉积的粗颗粒组分。     

海南岛东寨港博度村岩芯记录对沉积环境的指示作用

通过对海南岛东寨港西岸博度村附近的小型古海湾采集的BD岩芯沉积物粒度、元素地球化学、烧失量等的实验分析,结合14C测年资料,分析了岩芯沉积物质变化情况,研究了研究区域中全新世以来的环境演化过程。根据分析结果,将研究区沉积环境演变过程分为4个阶段:第1阶段,7473aBP⁷648aBP,为高海平面时期的泻湖相沉积;第2阶段,6155aBP7648aBP,为高海平面时期的泻湖相沉积;第2阶段,6155aBP⁷473aBP,为古水土流失沉积;第3阶段,26607473aBP,为古水土流失沉积;第3阶段,2660⁶155aBP,为海陆过渡的潮流相沉积;第4阶段,2660aBP至今,为低海平面时期的陆相沉积,沉积物受人类活动的影响较大。     

可可西里地区BDQ钻孔岩心粒度特征、TOC及其古气候环境意义

BDQ0608钻孔位于可可西里地区东缘,受人类活动影响较小,较为完整的记录了湖泊的自然演化过程,文章通过对岩心粒度、古地磁及总有机碳含量的详细计算与分析,重建了过去8758Ka以来的古气候及古环境演化过程。BDQ0608钻孔岩心的黏土含量主要分布在15—60％之间,粉砂含量主要分布在30-70％之间,砂含量主要分布在0—20％之间。粒度参数采用矩值法计算求得,标准偏差为0．87—2．69,偏度为-1．2-4．4,峰度为0．92—16．43。粒度频率分布曲线存在1、4-10、30—80μm以及200μm左右的众数粒径。其中以4-10以及30-80μm的众数粒径为主体的沉积物,分别指示了深水湖心相和半深水（或较浅水）过渡相两种沉积环境,200μm左右的众数粒径为主体的沉积物则指示了极浅水的滨湖相沉积环境。结合TOC指标对沉积物沉积特征进行分析,我们认为该区域经历了四次较大的气候环境变化过程：875．8kaBP-608．7kaBP,湖泊水位高低变化较大,TOC变化明显．表现为暖湿与冷干交替的气候变化特征;608．7kaBP-366．5kaBP,湖泊长时间处于较为稳定的沉积环境,TOC逐渐降低,表现为由暖湿向冷湿转变的气候变化特征;366．5kaBP-29．2kaBP,表现为暖湿与冷干相交替的变化的气候特征;29．2kaBP-0kaBP,湖泊水位极低,表现为极其干冷的气候变化特征．     

汉江上游罗家滩剖面晚更新世以来沉积物粒度端元分析

通过对汉江上游旬阳段开展野外考察,在罗家滩（LJT）发现夹有古洪水滞流沉积层（slackwater deposits,SWD）的风成黄土-古土壤剖面。对采集的沉积学样品进行粒度分析,利用Gen.Weibull函数分布的参数化端元模型反演得出4个端元,结合吸湿水等环境替代指标分析,探讨了各个端元所指示的不同沉积动力环境和物质来源。结果表明：在黄土层和土壤层中,EM1代表的主要是沉积物沉积后在亚洲夏季风影响下,经历强烈风化成壤作用形成的次生黏土矿物组分;EM2代表高空西风和东亚冬季风翻越秦岭而搬运的远源细粉砂组分;EM3代表山谷风从河谷中分布的河流沉积物和坡积碎屑物中以低空短距离形式搬运而来的粉尘物质,并且受到后期气候变化控制下的淋溶作用影响;EM4则代表山谷风从近源的河流沉积物和坡积碎屑物中搬运而来的粗颗粒物质。在古洪水SWD层中,EM1、EM2和EM3主要来源于汉江上游暴雨洪水侵蚀搬运的河谷两岸分布的表层沉积物;而EM4则明确代表河流特大/大洪水环境下搬运沉积的粗颗粒悬移质泥沙。该成果能够为区域环境变化研究提供指导和借鉴。     

江苏洋口港地区埋藏古潮成砂脊年代学特征及古环境意义

江苏如东县洋口港地区普遍发育末次冰盛期(MIS 2)"第一硬粘土层"。全新世早期,该区暴露侵蚀,仅局部地区发育潮汐水道。全新世中期(7 000 a B.P.)以来,在最大海侵作用影响下,研究区大部分地区以潮坪沉积为主;高海平面时期(5 220 a B.P.),研究区大部分地区处于水下沉积环境;随着海平面下降,北部地区发育古潮成砂体,属于滨海潮坪—潮成砂脊沉积体系。根据地层沉积特征,识别出4期埋藏古潮成砂脊。地层AMS14C年龄表明,4期砂脊是依次在5 220～1 000 a B.P.沉积形成的,反映了潮汐动力作用下古潮成砂脊的动态演化过程。     

甘肃合水地区全新世以来土壤剖面黑碳记录及其气候变化

针对甘肃合水马家村(MJC)全新世黄土剖面进行野外采样,分析磁化率和黑碳(焦炭和烟炱)等古气候指标,试图探讨黄土高原北部全新世以来生物质燃烧特征以及自然生态环境演变过程,结果表明:末次冰期和全新世早期(11500—8500 a BP)气候寒冷而干旱,区域野火事件时而发生,植被生物量是此阶段野火发生与蔓延的限制因素;距今8000年以来,黑碳和炭屑浓度整体呈现下降趋势。由于季节性降水增多从而抑制大范围火灾发生几率。然而,8000—7000 a BP和3500—2500 a BP野火频率明显上升,这可能与仰韶时期老官台文化和寺洼文化时期的古人类放火烧荒和开垦农田等活动有关;全新世晚期(3100 a BP至今)气候进一步干旱,生物质燃烧增强与人口增加和人类土地利用水平密切相关,其中1500—1000 a BP出现一次较为明显的峰值,这可能与隋唐以来该区农耕活动加强有关。可见,近2000年以来黄土高原北部地区生物质燃烧特征受到气候和人类活动复合驱动所控制。     

金沙江中游奉科湖相层ESR年代学研究及成因探讨

不同流域大量发育的沉积物不仅记录了晚新生代的气候信息,也为地貌演化等研究提供了重要依据。我国著名的第四纪地质单元——昔格达组,在青藏高原东南缘地区的大河流域中广泛发育,如攀枝花地区金沙江湖相地层。因此,对该地区湖相地层的沉积特征、形成时代及其成因机制的研究具有重要意义,但其形成时代至今仍存在较大争议。昔格达组颜色上以黄色、灰白色为主,厚度介于几十米到几百米,主要由黏土、粉沙、细沙等细粒组分组成,发育水平层理多数呈半成岩状态;该套地层的分布受现今河流的严格控制,呈孤立状态分布于金沙江及其支流的河谷中。本文在金沙江中游奉科地区发现出露典型湖相地层,厚约20 m,在奉科剖面采集5个样品,开展ESR年代学研究,结果表明：该套湖相地层年龄为440—556 ka,属于中更新世沉积。野外地质地貌考察结果显示：该套湖相地层直接超覆于基岩之上,且在上覆湖相地层中未发现砾石层和沙层等典型的河流相二元结构,结合ESR测年结果,初步判断奉科湖相地层为大型滑坡堵塞金沙江形成的堰塞湖沉积。     

江西省晚白垩世层序地层研究

本文借鉴层序地层学的理论和方法对江西省晚白垩世红盆进行了层序地层研究,将江西省30余个残存盆地恢复为修水—武宁、清江—鄱阳、吉泰—信江、赣州—信丰及会昌—南丰5个原型沉积盆地。通过沉积环境研究,认为除会昌—南丰原型盆地在周田期有暂时性湖泊发育外,其它均为冲积扇、洪积扇沉积的"干汇水盆地";对各原型盆地的代表性地层逐层进行了古气候研究,共划分出短周期气候事件16个,中、长周期气候4个,并以世界性的极干旱气候期沉积物为基准面,以短周期气候事件为依据,逐层对各盆地的沉积物进行了等时或准等时对比。运用"基准面"升降旋回理论对江西省晚白垩世地层进行了层序及体系域划分,共划分出2个构造层序和6个沉积层序。     

江苏扬州西部岗地晚第四纪沉积物的细颗粒（4 — 11 μm）石英光释光测年及其气候地层意义

江苏省扬州地区西部的岗地地貌受控于区域内的NW向走滑并正断的无锡-宿迁断裂的长期活动,同时该断层的活动性也是一个关系到长三角地区地壳稳定性的重要地质问题,而研究该问题的一个关键是对该断层两侧晚第四纪地层的划分及绝对年代的确定。本文对17个采自岗地的样品使用光释光（OSL）测年法中的细颗粒（4—11 μm）石英测试技术,采用SMAR法和TT-OSL法进行D _e 值的测试及年龄对比,较系统地对江苏扬州西部岗地晚第四纪沉积物年代和地层层序进行了探讨。结果表明：SMAR法较适用于D _e <300 Gy的样品;TT-OSL法对于较“低”剂量的样品效果差,而对D _e >200 Gy的样品测试更适宜,误差相对SMAR法结果更小,与地层的沉积层序符合的更好。17个样品的OSL年龄结果表明：本区岗地主要为晚更新世沉积物,沉积速率约0.1 mm?a ^?1;在水系及湖岸的附近有少量全新世沉积发育。根据所有样品的宏观岩性和年龄分布,本文初步认为晚更新世沉积物主要形成于MIS5—MIS4阶段、MIS2阶段,沉积物主要为风成,对应区域上的下蜀土,堆积期间本区地壳相对稳定,无锡-宿迁断裂无明显活动。在冰后期—全新世随着气候的变暖,海平面上升,河湖泛滥,水系边缘发育少量湖沼相沉积。总体而言,本区的晚更新世—全新世沉积形成主要受到气候变化影响,构造影响不明显。     

浙江永康盆地朝川组泥灰岩段沉积特征及其古气候意义

位于浙江省东部的永康盆地是典型的白垩纪陆相红盆。本文作者发现在永康盆地北东部的朝川组红层沉积中发育较深水暗色泥灰岩沉积,与较浅水红色细碎屑沉积呈互层或夹层产出,具渐变式湖相碳酸盐岩与陆源碎屑岩混合沉积的特征。控制该混合沉积形成的主要因素是湖盆浪基面之下的静水环境及干旱与潮湿气候的交替变化。通过对朝川组泥灰岩段沉积环境及成因进行分析,结合该泥灰岩段中保存的孢粉和植物化石组合,笔者认为该套湖相碳酸盐岩与陆源碎屑岩的混合沉积反映了浙东地区早白垩世晚期总体可能处于干热气候环境,但存在短时间内的干-湿气候交替。     

夏垫活动断裂沉积物粒度分析及沉积环境研究

利用夏垫断裂附近采集的样品,通过激光粒度仪实验进行粒度测试、分析,研究了第四纪沉积物平均粒径、标准偏差、偏度、峰态、众数、频率曲线、累计概率曲线等粒度特征,并用解析的方法研究了沉积物成分上的特点和变化。本文依据上述特征,将地层划分为8个沉积旋回,综合得出地层沉积动力和沉积环境的变化:较低能的沼泽相沉积、中能的河流相沉积、中高能的河流相沉积、高能的河流相沉积—低能的洪积相沉积、中高能的河流相沉积、低能的沼泽相沉积、中低能的浅湖相沉积、中能的浅湖相沉积。且本文认为地层中出现的两次富含黑灰色粘土、粉砂和碳化的植物遗体的沼泽相沉积应为地震引发的断塞塘沉积。     

基于CMIP5多模式集合预估东海和南海21世纪海平面高度变化

人类活动引起的当代气候变暖已导致全球海平面显著上升,在21世纪全球气候继续变暖的背景下,东南沿海海平面的升高将对区域环境及社会可持续发展带来巨大挑战,但目前对未来区域海平面变化的预估尚存在较大的不确定性。本文基于筛选的国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）的10个模拟性能较好的气候模式输出结果,通过多模式集合预估了未来温室气体三种排放情景下21世纪东海和南海区域海平面高度的趋势变化,并分析了不同影响因子的贡献。通过计算海水热比容、盐比容和动力因子对海平面高度的影响,并在考虑冰川冰盖消融等因子的订正后,发现：21世纪东海和南海海平面高度都呈现连续上升趋势,东海和南海地区上升幅度略小于全球平均,南海上升幅度略大于东海。在温室气体低（RCP2.6）、中（RCP4.5）和高（RCP8.5）排放情景下,21世纪后期（2081—2100年）较前期（2006—2025年）东海/南海平均海平面分别上升0.26 [0.01—0.55] m/0.29 [0.05—0.55] m、0.38 [0.10—0.66] m/0.40 [0.14—0.67] m和0.52[0.15—0.89] m/0.52[0.23—0.83] m（方括号内为相应的不确定性范围）。随着温室气体排放的升高,海平面上升幅度也增大,东海海平面上升区由东南向西北扩展,南海海平面上升区由东北向西南扩展。统计分析还表明：在不同排放情景下,不同影响因子对海平面变化的贡献也不一样,随着排放强度从低到高变化,海洋比容加动力因子的相对贡献从28%—34%升高至46%—47%,而冰川冰盖消融等其他因子的相对贡献从 66%—72%降低至53%—54%。     

达里诺尔湖近2400年以来Hg元素含量变化及环境意义

汞（Hg）元素作为一种全球性循环元素,对环境的影响正逐渐成为人们关注的焦点之一.为揭示寒旱区达里诺尔湖沉积物的Hg污染历史及人类活动对湖泊沉积物中Hg污染的影响,通过采集湖泊沉积物岩芯（编号DL1）,在建立DL1岩芯沉积地层年代框架的基础上,结合沉积物粒度特征、总有机质（TOC）含量等指标参数的变化,对DL1岩芯记录的地质历史上的Hg含量变化特征及环境意义进行了综合分析.结果显示,沉积物记录的Hg元素污染具有明显的阶段性变化特征：2400~1400 cal.a BP,Hg含量呈逐渐降低趋势,期间降水量呈逐步减少趋势,区域气候显著干旱;1400~200 cal.a BP,Hg含量相对稳定,呈小幅度波动变化,对应了区域气候的干-湿交替;近200 cal.a BP以来,Hg含量明显增加,这可能是受人类活动影响的结果.整体上,地质历史上DL1沉积物中Hg含量变化受气候干冷-暖湿交替周期性变化影响较大.而近200 cal.a BP来Hg与TOC等指标间显著正相关,则显示了沉积物中有机质可能吸附了大量的Hg元素,使其呈顶端富集趋势,进而对湖泊水生态环境造成影响.     

郯庐断裂带泗洪段晚中生代以来地层特征及其沉积-构造响应——以SHJ02钻孔为例

江苏泗洪及周边地区晚中生代以来的沉积盆地演化及现今地形地貌的形成,主要受控于郯庐断裂带泗洪段多期构造活动。新近纪—第四纪松散沉积物完整记录了新构造运动控制下的沉积基底起伏特征和沉积物堆积过程。文章以泗洪段SHJ02钻孔为例,在钻孔岩心特征分析及地层序列划分的基础上,探讨了该区古地理环境及构造演化特征。SHJ02钻孔孔深246.00 m,自上而下揭示的地层包括:第四系(埋深0～47.43 m)、新近系(埋深47.43～239.52 m)、晚白垩世红层(埋深239.52～242.70 m)及早白垩世火山岩(埋深>242.70 m)。该区晚中生代—新生代地层序列和沉积格架特征,揭示了郯庐断裂带泗洪段晚白垩世断陷沉积、古近纪隆升剥蚀、新近纪伸展环境下河-湖相沉积,以及第四纪晚期挤压背景下快速隆升的构造演化过程。新近纪—第四纪河道演化变迁、河-湖相频繁交替等沉积体系的快速转换是对郯庐断裂带泗洪段新构造运动的响应。     

江西永丰-崇仁盆地晚白垩世构造-沉积演化

本文分析了江西永丰-崇仁盆地上白垩统河口组、塘边组和莲荷组的沉积特征及沉积环境,认为其主要为一套洪冲积扇-辫状河-滨浅湖相沉积;研究了永丰-崇仁盆地晚白垩世沉积与构造的耦合过程,识别出3个构造-沉积演化期,即河口期、塘边期及莲荷期。河口期在剧烈断陷拉张作用下发育河流-冲积扇相沉积;塘边期构造相对稳定,断陷拉张作用减弱,发育河流-湖泊相沉积;莲荷期构造以盆地西北侧地层相对隆升为主,发育河流-冲积扇相沉积。本文认为永丰-崇仁红盆的形成和演化明显受到构造运动、气候及物源的控制。     

末次冰期以来青州黄土光释光测年及其对古气候的指示

黄河下游湿润-半湿润地区的鲁中黄土-古土壤沉积,是记录东亚季风气候变化的良好载体。山东青州邵庄黄土剖面粗颗粒石英（63—90 µm）光释光年代和磁化率、粒度、色度以及主量元素测试结果表明：（1）邵庄黄土末次冰期以来（(51.3±2.5)— (8.1±1.1) ka）沉积连续;（2）与粒度、磁化率和色度指标相比,化学蚀变指数能够更灵敏地反映冰期-间冰期沉积旋回;（3）粒度结果表明“古土壤”层中值粒径（16.9—24.6 μm）明显高于下伏黄土层中值粒径（11.8—22.7 μm）,主要是因为近源沉积在总的沉积通量中所占比例在冰期-间冰期尺度上的变化;（4）灰黑色“古土壤”层底界年龄为(19.1±1.6) ka,明显老于黄土高原全新世古土壤层底界年代（约10—11 ka）,其既包含全新世沉积的加积型土壤,也包含下伏末次冰期黄土层基础上受风化、淋溶形成的非加积型土壤。虽然研究区的“古土壤”包含非加积型土壤,记录了间冰期风化成壤过程,但依然能够反映冰期-间冰期气候旋回,是东亚乃至全球气候变化的产物。     

江汉平原湖相沉积物元素地球化学记录揭示的12.8 cal. ka BP 以来气候环境演变

以江汉平原JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,AMS ¹⁴C年代数据为框架,通过对湖相沉积物的元素地球化学记录进行综合分析与对比研究,重建了江汉平原冰消期末至全新世以来的古环境演化过程,并探讨了区域气候变化的可能驱动因素。结果表明：12.8—9.1 cal. ka BP,研究区气候总体上温凉偏干,但有逐渐向暖湿变化的趋势;9.1—6.3 cal. ka BP,气候温暖湿润,水热配置均匀;6.3—4.4 cal. ka BP,气候前期较为暖湿,后期有逐渐向干旱转变的趋势;4.4—1.3 cal. ka BP,气候经历4.2 ka冷干事件后逐渐向温暖湿润转变。硅铝率、CIA和Rb/Sr指标的变化趋势与太阳辐射量、北大西洋赤铁矿染色颗粒及底栖有孔虫壳体δ¹³C记录之间存在较好的对应关系,揭示出江汉平原12.8 cal. ka BP以来的气候变化受控于北大西洋深水流的变化,同时,中晚全新世以来气候变化趋势与北半球夏季太阳辐射变化趋势较为吻合,太阳辐射主要通过季风环流间接影响区域气候变化。     

末次间冰期以来渭河盆地沉积相变化及其影响

渭河盆地南依秦岭、北邻黄土高原,保存了巨厚的风尘河湖相沉积序列,是研究新生代气候环境演化的理想场所.以位于西安凹陷区域的西安市鄠邑区正庄村获取的14 m钻孔岩心作为研究对象,通过与邻近的渭南黄土剖面粒度曲线和全球LR04深海氧同位素曲线对比,构建了岩心序列的年代标尺,利用粒度、磁化率等指标探讨风尘-湖相沉积对风力和水动力的不同响应.对粒度测试结果采用威布尔分布(Weibull-distribution)拟合方法,提取了4个粒度组分指示不同沉积相及变化,结果表明:(1)西安凹陷鄠邑地区在末次间冰期结束时发生了一次沉积相变,由湖泊沉积转向风成沉积;(2)尽管沉积相发生变化,粒度指标对沉积环境变化响应仍然敏感,与黄土和石笋记录可良好对比,揭示出末次间冰期以来渭河盆地沉积环境的显著变化.     

甘青地区定西巉口齐家文化时期的古气候环境

甘青地区从新石器时代以来黄河流域上游各个支流分布着大量的古文化遗址。我们首次在甘青地区定西巉口5 200～3 700 cal a BP时期地层中发现了齐家文化遗存。通过对瓷器残片的初步分析,认为该地区的古文化代表了原始文明的封闭性,但落后的生产方式也受到当时较发达主流文化中先进生产技术的影响,表现出丝绸之路古文明的传承和交流。本文对粒度、碳酸盐含量、TOC含量,以及有机组分、元素含量等古环境指标的综合分析,结合5个AMS ~(14)C年代值建立的深度-年代模式,对巉口剖面末次冰消期以来的古环境进行重建。结果表明,～13 300 cal a BP气候干冷; 13 300～11 200 cal a BP气候干旱、较少陆生植物; 11 200～5 200 cal a BP气候较为适宜,陆生植被发育,木本植物数量增加,为半干旱森林-草原环境; 5 200～3 700 cal a BP期间草本和木本植物急剧减少,气候干旱程度增加; 3 700～2 200 cal a BP气候处于干旱-半干旱状态,以疏林草原植被为主; 2 200 cal a BP以来该地区人类活动加强。巉口齐家文化遗址位于5 200～3 700 cal a BP期间的河漫滩沉积环境中,齐家文化的兴起和衰落处于气候干冷、陆生植被极不发育时期,人们主要在靠近河道的漫滩一级阶地上择水而居。