太行山南部前寒武纪红层的岩石磁学特征及沉积环境探析

由于年代久远及环境代用指标的局限性,目前对前寒武纪古环境的认识还相当有限。太行山南部沉积了厚层前寒武纪红色地层,根据其普遍存在的波痕、泥裂和层理等特征,前人将其认为是滨海-浅海环境沉积。然而,这一认识与红色沉积物形成于透水较好的氧化环境相矛盾。为此,对位于河南辉县郭亮村典型的前寒武纪沉积红层剖面进行详细的野外考察和系统采样,开展常温磁学、高温磁学和部分样品X射线衍射等实验。结果显示,红色砂岩和紫红色黏土岩主要磁性矿物是细粒硬磁性的赤铁矿,紫红色黏土岩中赤铁矿含量较高,灰黄色黏土岩以顺磁性矿物为主,含少量磁铁矿。因此认为,太行山中元古代红色地层主要形成于透水条件较好的地表氧化沉积环境。它在形成过程中同时还发育泥裂和波痕构造,指示着沉积过程中受到水的作用,但是沉积物总体仍呈现原生红色,表明波痕和泥裂形成过程中所经历水的作用过程是短暂的。通过磁学参数的变化特征推断,砂岩剖面下部相对干燥,气候波动较大,受水作用影响很小;砂岩剖面下部相对湿润,受水作用影响频繁,波痕出现频率增多,但仍以氧化环境为主;黏土层剖面以干湿交替环境为主,形成紫红色和灰黄色黏土岩互层。

基于监督分类和DEM提取指数划分古印度黄土分布及其与古文明联系

风成黄土广泛分布于干旱半干旱地区,记录着地球古气候的变化。以粉砂为主的地表黄土分布区结合适量的年降雨量往往形成旱作农业高度发展区,并可能像中国黄河流域那样发展为古文明起源地。古印度也是四大文明古国之一,印度河和恒河平原长期被认为是河流沉积物堆积而成,实地考察发现大面积风成黄土。在大范围实地考察的基础上,以地面采样点的地表光谱特征为认识基础,对古印度地区黄土进行监督分类,并结合基于DEM数据提取的地形位指数、分布指数曲线作为限制条件对监督分类结果进行优化,划分古印度地区的黄土分布范围。结果表明:古印度地区大面积分布的黄土主要位于塔尔沙漠的外围,包括沙漠东南部和南部;马尔瓦高原北部的恒河和亚穆纳河流域地区,以及塔尔沙漠北部和西部的印度河,以及苏特莱杰河流域地区。将古文明城市定居点投影在古印度黄土分布图上,发现古代先民并非逐河而居,而是大部分散居在黄土地上,结合该区域黄土耕地与现代农业的密切联系,能够为古印度文明的发展提供一个新的思考角度。

印度河流域平原表土的成因及其意义

有关印度河流域黄土的研究零星报道集中集于北部山区,南部平原长期以来普遍被认为是由印度河携带的沉积物冲积形成。人们对印度河流域是否存在第四纪风积物知之甚少。本研究小组从伊斯兰堡至卡拉奇沿着印度河河谷和平原,以及塔尔沙漠边缘进行了广泛考察,发现印度河平原广泛分布着第四纪风成黄土。采样研究结果表明,印度河流域黄土样品中的磁性矿物与中国黄土一致,以磁铁矿为主,含有少量磁赤铁矿,可能含有赤铁矿;粒度组成也与中国黄土高度相似;元素地球化学结果显示,样品的稀土元素配比模式依然表现为轻稀土富集、重稀土亏损,Eu中度负异常的特征,与中国风积黄土特征高度相似;常量元素以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO和Fe_(2)O_(3)占主导。印度河流域表土具有质地均一、疏松多孔等典型风成黄土特征,这些易耕又宜耕的黄土地沿着印度河平原广泛分布,与现代农业耕地高度重合。因此印度河流域与中国黄河流域相似,黄土地上快速发展的原始农业是推动古印度文明发展的重要动力。