Mastersize 2000型激光粒度仪分析数据可靠性检验及意义——以洛川剖面S4层古土壤为例

黄土、古土壤剖面中物质粒度是恢复古环境的重要指标之一。精确地测定粒径的大小,是准确而可靠获取气候变化信息的基本前提。通过对洛川典型黄土剖面古土壤S 4及相临黄土层高密度、连续样品多次重复粒度测试结果经统计分析表明:粒径测量的误差主要来自于两方面,即仪器测量与前处理过程,其中前处理过程的影响是粒度测量中误差的主要来源。同时证明,单次测量结果具有不确定性,因此可靠的粒度参数需经多次测量平均获得。但是,此过程会导致某些快速变化信息的丢失和因峰态的平滑而造成粒度变化所反映的变化幅度弱化。

湖泊沉积物XRF元素连续扫描与常规ICP-OES分析结果的对比及校正——以兹格塘错为例

岩芯X荧光光谱扫描仪(XRF)可以无需破坏样品,直接通过对剖开岩芯表面扫描获知沉积物的元素化学组成,但目前少有关于XRF连续扫描方法测试结果精度和准确性的研究.本文以高原封闭咸水湖泊兹格塘错湖相沉积岩芯为研究对象,利用XRF方法进行了高分辨率连续扫描,同时在岩芯不同层位选取了60个样品利用ICP-OES方法进行元素测定,通过对比及相关性分析,探讨了岩芯XRF元素连续扫描结果相对于ICP-OES分析结果的可对比性及其影响因素.结果显示:XRF方法与ICP-OES方法所测K、Ca、Ti、C r、Mn、Fe和Sr等元素结果的相关系数较高,XRF扫描强度的变化可以反映样品元素含量的变化;两种方法测得元素S的结果相关系数较低,即XRF方法得到的元素S扫描结果不能真实反映沉积物中元素S含量的变化,进一步证实了XRF方法对非金属变价元素测试的局限性;受含水量影响,XRF元素的扫描强度随含水量增加而降低,尤其是K、Ca和Fe等元素的扫描强度相对于其含量在岩芯剖面上呈现由岩芯底部到顶部逐渐降低的趋势,利用元素C l的扫描强度作为沉积物含水量的代用指标,对K、Ca、Ti和Fe元素扫描结果进行校正,校正后XRF扫描强度与元素含量的相关系数得到明显提高,基于此对兹格塘错沉积物XRF元素扫描结果进行定量转换,转换结果与ICP-OES所测非常一致,这为XRF元素分析方法在湖泊沉积物元素分析上的应用提供有力的支持和依据.

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面粒度特征及其沉积环境

通过对柴达木察尔汗盐湖贝壳堤剖面沉积物粒度、碳酸盐和磁化率的对比,结合沉积物粒度频率曲线与多种粒度参数分析,详细讨论了研究剖面形成过程中物质搬运和沉积作用以及所反映的环境变化.结果表明沉积物粒度特征指示了湖泊水位的相对变化.在距今约38.2 ka BP（14-C年代,未校正.下同）左右,沉积记录指示古湖泊的范围和水位已达到剖面位置,之后湖泊继续扩张、水位波动上升;在距今约35.5 ka BP,粒径有一突然变细又变粗的过程,可能为一次较快速的湖面波动;在距今约35.5 ～ 33.3 ka BP之间,沉积物颗粒较粗,碳酸盐含量和磁化率值低,揭示湖泊水位较低.距今约33.3 ～ 27.1 ka BP之间,沉积物颗粒较细,碳酸盐含量较前一阶段高,表明此阶段湖泊水位相对较深,但粒度、碳酸盐和磁化率等指标也记录了三次较明显的湖泊快速但短暂的退缩过程;在距今约29.7～28.3 ka BP,沉积物颗粒最细,指示了此时期可能为湖泊水位最高期.从距今约27.1 ka BP开始,沉积积物颗粒明显变粗,揭示湖泊进入到退缩期,距今约18.1 ka BP,粒度指标的变化和上层的盐壳指示湖泊进入快速盐化阶段,之后湖泊退出剖面所在的位置,此后研究区湖泊水位再也没有达到这个高度.

福建仙山泥炭距今1400a以来的α-纤维素δ^(13)C记录及其气候意义

基于对福建屏南仙山泥炭沉积物中物理化学性质十分稳定的α-纤维素的提取及其碳同位素分析,重建了研究区距今1 400 a以来的气候演化历史。研究结果显示:仙山泥炭钻孔中α-纤维素δ13C值的变化范围为-26.6‰^-11.3‰,其大幅度的波动特征主要与区域降水控制的盆地沉积环境变化有关,当降水偏多时盆地积水形成类似湖泊的水下沉积环境,沉积物中有机质主要来源于δ13C值偏重的沉水植物;反之则以δ13C值偏轻的沼泽植物为主。依据AMS14C测年的结果,距今1 400 a以来研究区经历了气候偏湿(AD 600~910年)-偏干(AD910~1640年)-偏湿(AD 1640年至今)3个变化阶段。在数十年至百年时间尺度上,纤维素δ13C记录中出现的降水减少时期与太阳活动极小期(中世纪极小期、欧特极小期、沃夫极小期、史波勒极小期、蒙德极小期和道尔顿极小期)一一对应,两者呈现正相关关系,揭示太阳活动的减弱是控制研究区降水减少的主要因素,为预测区域降水变化趋势提供了依据。

贵州岩溶沉积物稀土元素地球化学研究

本文对贵州岩溶沉积物稀土元素地球化学研究结果表明：稀土总量变化范围很大，RE2O3（1～434.39）×10－6。RE2O3随Al2O3含量增高而增高，随CaCO3含量增高而减少，相关系数分别为＋0．99，－0．98。低微含量的岩溶沉积物与碳酸盐母岩的稀土分布模式基本相似，高含量的岩溶沉积物稀土分布趋向于页岩模式。稀土解析实验和吸附实验表明，在岩溶化学沉积物和母岩中稀土主要以离子吸附态存在，岩溶碎屑沉积物中稀土主要以类质同象进入粘土矿物和副矿物格架中。稀土富集系数Kk值计算表明，在碳酸盐岩及其岩溶化学沉积物的成岩过程中不存在稀土富集，岩溶碎屑粘土沉积物中则存在稀土富集。对岩溶化学沉积物──碳酸盐结核的中心区、过渡带、边缘带及外围壳状粘土中稀土元素解析研究表明，随着结核的生长，活动性稀土组成发生变化，向轻、中稀土占优势的方向移动。

干旱-半干旱区兰州兴隆山现代森林典型植被和土壤中类脂物分子特征及其意义

利用GC-MS对西北干旱区一半干旱区兰州兴隆山森林区典型植被与现代土壤样品中可抽提的类脂物进行了系统分析，检测出包括正构烷烃和α-正构脂肪酮等一系列类脂物分子化石。在未进行族分离的情况下，检出兴隆山现代森林木本植物的正构烷烃以C27或C29为主峰，草本植物则以C31为主峰；土壤样品中均保留有很强的、几乎均势的C27，C29和C31信号；α-正构脂肪酮具有明显的奇碳优势，植物中以C23，C25或C29为主峰，土壤样品以C27或C29为主峰；其反映的信息是植被与微生物共同作用的结果。本研究为理解现代土壤和古土壤中类脂物所指示的植被信息、进一步探讨类脂物分子在植被（有机质）-微生物-土壤-湖泊沉积体系中存在与相互转换关系这一基础理论问题提供了科学资料。同时，为分子化石分析方法的改进和不同处理过程所得数据之间的对比和科学解释提供资料。

湖相沉积物酸溶与酸不溶组分常量元素的地球化学行为及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学是探讨湖泊沉积环境的有效代用指标之一。通过青藏高原北缘柴达木盆地湖相沉积剖面沉积物中酸溶组分(AS)和酸不溶组分(AI)常量元素(K,Ca,Na,Mg,Ti,Fe,Mn和Al)的测试,分析了不同组分中常量元素的分布特征及其元素含量与矿物组成的关系。结果显示:剖面中常量元素的组成与沉积物矿物成分密切相关,酸溶组分与酸不溶组分中元素含量差别较大,揭示出不同组分对湖泊沉积环境的响应模式存在差异。其中,沉积物酸不溶组分中的Al、Fe等元素与石英矿物相对含量变化呈负相关,而与粘土矿物相对含量呈正相关,揭示出酸不溶组分元素变化与湖泊流域物质组成或风化强度等信息有关。沉积物酸溶组分常量元素含量相对较低,Na和Ca等活泼元素在酸溶组分中相对富集,与碳酸盐含量有较好的相关性,主要形成于湖泊自生作用。通过与常规代用指标沉积物粒度和87Sr/86Sr对比分析,贝壳堤剖面酸溶组分Mg/Ca比值部分继承了源区的信号,不能直接响应于湖泊盐度的变化。利用去趋势方法,去趋势后酸溶组分Mg/Ca比值与中值粒径及锶同位素比值呈现较好的正相关性,响应于传统的盐度模式解释,揭示了Mg/Ca比值指示湖泊环境变化的可靠性,综合分析不同组分的地球化学元素信息在提取和解译沉积物元素地球化学的环境代用指标方面具有重要意义。

贵州水城工业区覆盖型岩溶塌陷研究

水城工业区是贵州西部重要的钢铁、建材和煤加工基地。因过量抽取地下水，造成覆盖型岩溶塌陷灾害。本文阐述其地质环境、塌陷特征，分析塌陷形成条件，探讨其形成机理。

北极地区20世纪温度变化趋势的不确定性

北极作为地球的冷源之一,对于地球气候系统起着重要的调节作用.本研究通过分析和总结北极地区器测数据和模拟集成结果,以及最近2 000 a来的温度记录,得出如下结果:1)格陵兰冰盖表层大气温度记录显示,20世纪存在1923—1965年和1994年—至今2个相对温暖时段,且前者更为温暖,温度变化幅度远大于北半球的平均温度.2)北极地区20世纪温度上升是客观存在的,其夏季温度和年平均温度呈现一致变化,未发现明显的温度异常信号.3)定量重建的古气候记录显示了北极地区20世纪升温的特征,但不同记录揭示的升温幅度存在差异.与器测结果不同,多条重建记录未能揭示自1994年至今的升温阶段,反映了古气候载体对气候响应的复杂性,揭示出北极地区未来气候变化趋势存在不确定性.在全球变化备受关注的背景下,北极地区对气候变化研究的重要性日益显现,在做出明确结论之前,需要进一步加大研究力度.

威宁现代构造运动触发滑坡的地质背景及数理探讨

威宁范家岩滑坡系现代构造动运触发。本文简述滑坡的地质背景,对滑坡的机制进行数理探讨:并简评滑坡堆积体的稳定平衡系数对矿区开发运输的影响。

贵州一些土壤中稀土元素的分布特征

本文采用仪器中子活化分析法（ⅢAA）测定贵州一些土壤中的稀土元素含量,据此研究其分布的影响。结果表明:尽管土壤及其母质类型不同,但是其稀土元素分布还大体上保持母质中的分布模式特征。在风化和成土过程中,存在特殊稀土的活化分异现象。

稀土淋失量与水动力条件变化关系的研究

用稀土数据对岩溶学方面的研究,迄今尚未见报道。本文对典型喀斯特洞穴粘土沉积物中的稀土淋失量与沉积环境中的水动力条件变化特征进行研究。该洞穴由潜流洞向水面洞演化过程中,因水动力条件变化,水量和流速由大变小,其粘土沉积物中的稀土淋失量也相应由大变小。稀土淋失量主要为铈族稀土量的损失,钇族稀土变化不大.各个样品的稀土分布模式完全一致,且以铈族稀土为主,基本上没有发生分异。这些特点表明:洞穴各个演化阶段的粘土沉积物的物源地相同,且搬运距离不远。样品的稀土解析实验和稀土水解实验表明,稀土主要呈类质同像存在,次呈离子吸附态存在。沉积和淋滤为弱酸性至中性环境。

喀斯特沉积物中稀土元素的分布特征

本文对贵州喀斯特沉积物及其母岩样品中的稀土元素研究表明,喀斯特沉积物中,稀土元素总量∑REE的丰度变化很大,与CaCo_3和Al_2O_3百分含量呈相关性变化,并沿袭碳酸盐母岩的稀土分布模式.稀土解析结果表明,喀斯特化学沉积物及其母岩中稀土主要呈离子吸附态存在,喀斯特碎屑沉积物中,稀土主要呈类质同像存在.

洛川黄土剖面末次冰期间冰段弱古土壤(L_1SS_1)分子化石及其古植被与古环境

利用气相色谱-质谱联用仪（GC—MS）对连续取样的洛川黄土剖面弱古土壤层（L1SS1）和相邻黄土层（L1LL1，L1LL2）的分子化石进行了检测，获得正构烷烃、正烷基-2-酮和酰胺等种类众多、丰度较高的分子化石。W草／植=nC31／（nC27＋nC29＋nC31），W木／檀=（nC27＋nC29）／（nC27＋nC29＋nC31）和W木／草=（nC27＋nC29）／nC31记录了草本与植被、木本与植被、木本与草本比例变化规律的古植被信息。检测样品的CPI值为5．60—11．50，地质作用影响较小；通过磁化率、粒度和分子化石指标的相关性分析，认为磁化率、粒度记录了环境变化及主要气候事件（相关系数达-0．81）；而分子化石能较好地反映古植被变化。当气候环境由干冷向温湿变化、水热配置条件改善时，植被变化响应较迅速；当环境恶化、转向干冷时，响应较弱或滞后，这种现象可能是由于植被生态系统稳定性造成的结果。整个研究剖面段样品以nC31为主峰的高碳数优势，分子化石表明末次冰期间冰段洛川地区（黄土高原）发育草本植被而没有出现以森林为主的植被。

柴达木盆地察尔汗贝壳堤剖面年代学研究

利用常规14C、加速器(AMS)和230Th等测年方法,对位于青藏高原东北部柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面化石贝壳、湖泊沉积(包括现代沉积)样品有机质(包括碱性残留和胡敏酸组分)、碳酸盐(CaCO3)和剖面顶部石盐(NaCl)晶体在不同实验室进行了系统的实验研究,探讨了不同样品测年结果的可靠性和精确性,并通过与已有研究结果的对比,对柴达木盆地贝壳堤剖面记录的察尔汗古湖高湖面演化历史进行了探讨,得出察尔汗古湖高湖面形成于约39·7～17·514CkaB·P.;研究证明柴达木盆地沉积物中有机质含量很低,且主要来源于菌藻类等低等藻类和微生物,受老碳和溶解物质影响强烈,因此必须经过多种方法综合测年才能比较可靠地确定所测样品的形成年代;测年结果的不确定性不仅来源于样品自身元素(同位素)的特性和沉积过程中再沉积作用的影响,也可能源自于放射性14C产生过程的不稳定性;对比发现贝壳化石老于同层位有机质14C年龄15～18ka,这可能与柴达木盆地所处的特殊地理位置和巨大的古湖泊面积及水体有关;同时,不平衡铀系测年在确定开放体系矿物晶体年代应用中的可靠性尚须进一步深入分析,其机理也还需要探讨和实验研究。

喀斯特沉积物中稀土元素四重效应的发现及其意义

本文阐述喀斯特沉积物中稀土分布模式的精细结构—稀土四重效应特征及其研究意义。

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和瓣鳃化石碳氧稳定同位素

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6～17.1kaB.P.(未校正14C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ18O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6～35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。

柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.14C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。

内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面有机质与碳酸盐组成及其古环境意义

通过对内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)和碳酸盐(CaCO_3)含量的测定,分析了沉积物中有机碳来源和无机碳酸盐成因,结果表明在额济纳古湖相沉积物中TOC与TN含量呈同步变化规律,TOC/TN(9.91～10.16)较稳定,其有机质为湖泊自生藻类和外源维管束植物共同提供。沉积物中有机质含量受温度、降雨量变化控制,当气候暖湿时,沉积物中有机碳含量高,气候冷干则有机碳含量低,因此,有机碳含量是所研究剖面气候温湿与干旱(冷)的有效环境指标。湖泊自生碳酸盐含量则由湖区有效湿度和生物量的共同控制,其稳定碳同位素指示有效湿度的大小。粒度,特别是小于2μm组分含量与水动力和搬运介质相关,其组分含量大于5%时为湖相沉积且随其含量增加指示水深加大。根据沉积物中有机碳、碳酸盐、无机碳同位素和粒度,并结合剖面岩相特征,探讨了研究区该时段(按剖面深度划分)气候变化和湖泊演化历史:?～38.15^(14)C kaB.P.(1039～9 49cm)湖区气候为冷干环境特征,风沙盛行;38.15～31.73^(14)C kaB.P.(949～780cm)气候环境逐步改善,降水量增加,湖泊开始发育并到达湖泊高水位阶段;31.73～22.79^(14)C kaB.P.(780～482cm)湖泊水位有所下降,气候有明显的波动,但仍维持在较高的水位上,湖区环境仍为暖湿气候;22.79～17.37 ^(14)C kaB.P.(482～304cm)气候开始变冷变干,湖区有效适度持续减小,湖泊退缩;17.37～14.00 ^(14)kaB.P.(304～178cm)湖泊退出研究点,区域有效湿度小,风沙盛行,存在短暂气候事件,造成暂时性流水;14～4 ^(14)C kaB.P.(178～0cm)湖泊开始再度扩张、水位上升,湖水变淡,到该阶段的后期气候又一次发生转变,湖区再度成为干旱环境,有效湿度减小,湖泊开始萎缩、直至消失。

腾格里沙漠南缘末次冰消期气候不稳定性记录

通过对红水河剖面元素地球化学和孢粉以及地层岩性的分析,在讨论了沉积地层连续性和记录完整性的基础上,重建了腾格里沙漠南缘末次冰消期的气候环境演变序列。结果表明,沉积物中Ca,Fe,Mg,K,Na和Mn等元素含量的变化以及结合其不同的孢粉组合,不仅与沉积环境紧密相关,而且可以很好地揭示该地区晚冰期以来气候环境变化的基本特征和历史,显示研究区在13.6～9.7cal.kaB.P.期间主要经历了以下几个阶段:13.60～13.08cal.kaB.P.,12.75～12.20cal.kaB.P.和11.60～10.45cal.kaB.P.期间气候较温暖湿润;13.08～12.75cal.kaB.P.和10.45～9.70cal.kaB.P.期间气候相对冷干;而在12.2～11.6cal.kaB.P.期间,则表现相对冷湿。自11.6cal.kaB.P.之后,研究区进入全新世暖期,元素Ca,Fe,Mg,K,Na及Mn的含量和孢粉A/C比值变化曲线均表明在全新世初期气候波动频繁,并在11.3cal.kaB.P.和10.5cal.kaB.P.左右出现较强的冷波动。通过与其他研究区地质记录对比,指出研究区腾格里沙漠南缘末次冰消期气候环境变化尽管存在一定的区域特点,但基本格局与全球气候变化一致。