Intensification of the East Asian Monsoon in Southern China at about300-400 kaBP Inferred from Eolian Deposits in the Middle-lower Reaches of the Yangtze River

In the East Asian monsoon region, eolian deposits widely distributed in the middle-lower reaches of the Yantgze River are among the best materials available for studies on Quaternary climate change in the subtropical zone of Southern China. Typical eolian deposits in this region include upper Xiashu Loess （XL） and underlying Vermiculated Red Soil （VRS） layers. In this paper, chronological and paleoclimatic studies are conducted on an eolian deposit sequence near Jiujiang （J J） city in northern Jiangxi province. A magnetostratigraphic study, combined with optically stimulated luminescence （OSL） dating, is conducted on the JJ section and provides further evidence that eolian deposits in the middle-lower reaches of the Yangtze River have been formed since the late Early Pleistocene, and that the boundary age between the XL and VRS layers is about 300-400 kaBP. In grain-size records of the JJ section, the median grain-size and content of the 〉30μn size fraction increase sharply after 300-400 kaBP, representing an East Asian winter monsoon intensification event. Further pollen analysis reveals differing pollen assemblages before and after 300-400 kaBP： there is an evident increase in plants adapted to grow in a warm humid environment after 300-400 kaBP, implying an increase in precipitation caused by intensification of the East Asian summer monsoon. Global ice volume and uplift of the Tibet Plateau （TP） are regarded as crucial factors influencing variations of the East Asian monsoon on a long-term scale. The deep-sea JlSO record, which reflects variations in global ice volume, shows no obvious change after 300-400 kaBP. Moreover, the influence of global ice volume changes on the East Asian summer and winter monsoons is inverse; the global ice volume increase （decrease） implies a strengthened （weakened） winter monsoon and weakened （strengthened） summer monsoon. We therefore interpret the coupled intensifications of the East Asian summer and winter monsoons at about 300-400 kaBP to the uplift of the TP in the Middle Pleistocene. This climate event is also documented in eolian deposits from the southern margin of the Chinese Loess Plateau （CLP） and from the desert-loess transitional belt. However, it is not recorded in the loess-paleosol sequences from the central part of the CLP, thereby indicating differing climate responses to TP uplift in different regions, which requires further study.

Geochemical Characteristics of Eolian Deposits in the Chengdu Plain of Sichuan Province and the Implications for Provenance

In this study Chengdu Red Earth （CRE） from the Chengdu Plain （CP）,Sichuan province,was analyzed for its elemental （major and trace elements） and isotopic （Sm-Nd） geochemistry and compared with Pleistocene loess and paleosol samples from the Chinese Loess Plateau （CLP） in Northern China.The geochemical composition of CRE is similar to north China loess,and also resembles the average UCC.This indicates that CRE,as loess deposits in Northern China,was derived from well-mixed sedimentary protoliths that have undergone numerous upper crustal recycling processes.However,obvious differences in the geochemical characteristics of CRE and the north China loess are also revealed in our results.For chemically stable elements,CRE has higher Ti,Zr,Hf and lower ΣREE,Ba contents in comparison with loess samples from the CLP.Further analysis shows that CRE has higher TiO2/Al2O3,SiO2/Al2O3,Ba/Rb and lower Ce/Yb,Eu/Yb,LaN/YbN and ΣLREE/ ΣHREE ratios.In Sm-Nd isotopic geochemistry,Sm and Nd content and the εNd（0） value in CRE are significantly higher than those in north China loess.The higher TiO2 content in CRE coincided with a high background concentration of Ti in the Sichuan Basin and the surrounding regions.The lower ΣREE and higher Sm,Nd,εNd（0） values are related to the wide distribution of basalt in the southwest Sichuan Basin.The elemental and isotopic geochemistry of CRE indicates that eolian materials in the CP predominantly come from the Sichuan Basin and the surrounding regions,which differs from loess deposits in the CLP.

Sr-Nd-Pb Isotopic Compositions of the Neogene Eolian Deposits in the Xining Basin and Implications for Their Dust Sources

The Neogene eolian deposits in the Xining Basin are valuable archive for studying the evolution of the Asian monsoon system and geomorphic processes of Northwest China. The Neogene eolian deposits that paleomagnetically dated at about 14 Ma probably were sourced from the middle and west Qinghai-Tibetan Plateau（QTP） as indicated by elemental compositions and magnetic properties. This study provides the Sr-Nd-Pb isotopic ratios of different sediments（gravels from the river terraces, Neogene eolian deposits and Quaternary loess） in the Xining Basin. The results show that：（1） Sr-Nd isotopic compositions of terrace gravels are different from those of the Neogene and Quaternary eolian deposits, although the Nd isotope ratios of gravel on the 10 th terrace（T10） and eolian deposits are similar.（2） Pb isotopic compositions of river gravels are obviously different from the eolian deposits in the Xining Basin. However, Pb isotopic compositions of eolian deposits in the basin are similar to those of eolian deposits in the central Chinese Loess Plateau.（3） Sr-Nd-Pb isotope results indicate that the Neogene eolian deposits in the Xining Basin were probably sourced from remote areas outside of the basin by long-distance transportation. The Qaidam Basin is probably an important source area for the eolian deposits in the Xining Basin.

Thick Miocene eolian deposits on the Huajialing Mountains:The geomorphic evolution of the western Loess Plateau

The geomorphic evolution of northwestern China during the Cenozoic has been a subject of much geological interest because of its link with the uplift of the Himalayan-Tibetan complex.Much information about these changes is recoverable from the sedimentary sequences of the region.We report here on the thick eolian deposits mantling the Huajialing Mountains,a relatively flat mountain range in the western Loess Plateau.Correlation of magnetic susceptibility stratigraphy with the QA-I Miocene eolian sequence dates a 134.7 m section(NL-VII) for the interval from 18.7 to 11.8 Ma,as confirmed by micro-mammalian fossils.These eolian deposits demonstrate a much wider distribution of the Miocene eolian deposits,and also indicate that the topography contrasts in the western Loess Plateau,including the uplifts of the Huajialing Mountains and the bedrock highlands in the Qinan region,were formed by the early Miocene.The near-continuous Miocene eolian sequence from 18.7 to 11.8 Ma indicates that the substratum of Huajialing had not experienced any intense tectonic changes during this time interval,which suggests further,the relative tectonic stability of the nearby Tibetan Plateau.

THE RECORD OF YOUNGER DRYAS EVENT IN EOLIAN SAND DEPOSIT IN QAIDAM BASIN

The Qaidam Basin is one of the main areas where the desert of the Qinghai-Xizang Plateau is distributed.According to the envirotunment records and the age of stratigraphy in Xiaxitai section in southeast part of Qaidam Basin,this paper reached the following conclusions: the desert development, formation of the cold-dry climate, evolution of natural environment and their reverse changes occurred frequently since the late glacial. In eolian sand deposits, the YoungerDryas event clearly appeared, which manifesed a dry-cold climatic period. Now there are two different opinions about theclimatic effect of Younger Dryas. According to the predecessors’ research and the field work of the authors, it is considered that the Younger Dryas event not only exists in different climatic zones of China, but the manifests the unitary drycold climatic effect.

XRF和ICP-MS测定风成沉积铜镍锌等9种重金属元素的对比分析

风成沉积的重金属元素对生态环境变化具有指示意义,因此快速、准确地测定其含量显得特别重要。目前,主要通过XRF(X射线荧光光谱)和ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)方法测定重金属元素的含量。文章对四个风成沉积剖面(黄土高原西峰剖面,青藏高原东北部种羊场剖面、泉吉河剖面、依毛剖面)247件样品进行了XRF和ICP-MS分析,并对其中9种重金属元素的含量进行了初步对比分析。结果表明:1. Cu、Ni、Zn的XRF测试结果和ICP-MS测试结果高度一致(Pearson相关系数r大于0.84)。2. Co、Pb的XRF测试结果和ICP-MS测试结果在大多数剖面中具有较好的一致性,但在个别剖面中的一致性较差。3.在种羊场和泉吉河剖面中,Th的XRF测试结果比ICP-MS的测试结果略低。两种方法测得的As的含量在四个剖面中随深度的变化趋势高度一致;As的XRF测试结果明显比ICP-MS的测试结果低,差值可达11.5μg/g(相对于XRF法测定值的变化幅度达214%)。4. Cr和T的XRF测试结果高于ICP-MS的测试结果,两种方法测得的Cr含量的差值达40μg/g。尽管ICP-MS法具有比XRF法更高的精度,但对于Cu、Ni、Zn,采用高效廉价的XRF法能得到与ICP-MS法相媲美的测试结果。5.西峰、种羊场剖面采用XRF法测得的Cu、Ni、Zn、As含量与磁化率呈现相似的变化,表明这些元素亦可指示风成沉积记录的气候环境变化。

美国Bryce峡谷Claron组粒度端元指示的风尘沉积及意义

美国犹他州西南部广泛出露的古新世—始新世Claron组是研究该时期气候环境变化的优质材料。已有研究认为Claron组为河湖相沉积地层,但是野外考察结果显示一些层位存在显著的风尘沉积特征,因此有必要对该地层的沉积环境进行重新探讨。以Bryce峡谷国家公园的Claron组为研究对象,野外沉积特征和石英颗粒表面结构特征均指示地层红色层以风尘沉积为主。采用非参数粒度端元分析模型对其进行粒度组分分解,得到6个具有不同沉积意义的端元,分别代表成土组分、积水洼地/临时性湖泊静水沉降组分、冲—洪积组分以及风尘沉积组分。其中端元3、4、6(第一众数粒径分别为5.33μm、11.93μm、42.34μm)均被识别为风尘沉积组分,在地层中的平均含量近50%,表明地层一半以上物质来自风尘沉积,且风尘沉积组分在各时期均占有较大比例,是该地层稳定的物质来源。各端元在地层中的比例变化表明地层由风尘沉积、冲—洪积和积水洼地/临时性湖泊交替沉积形成。在冲—洪积和积水洼地/临时性湖泊沉积为主的时期,气候环境湿润;而风尘沉积和成土占据主导的时期,气候相对干旱。

古风成沉积理论体系与研究进展

[意义]风成沉积作为风对地球表层沉积物剥蚀、搬运和堆积的产物,在地质历史时期具有广泛的时空分布,其形成演化与以干旱为主的气候条件和相对持续沉降的古地理背景密切相关,是开展区域古地理和古气候研究的重要载体和理想材料。经过近百年的研究,目前国际上已形成较为完善的风成沉积理论体系,有效地促进了古风成沉积的识别和解释。鉴于国内还没有系统的风成沉积理论体系介绍,有必要对其进行综述以此增进对风成沉积理论和研究方法的了解。[进展]通过解读前人文献资料,并结合自身研究经历,从大气的流动特征、风的流体性质与风场、沉积物的搬运、风成沉积的组成与结构、风成床沙形体、风成地层、风成界面、风成沉积体系、风成沉积的形成与保存等方面,对风成沉积理论体系进行了较为全面的梳理。[结论与展望]提出具有逆粒序的风成波痕、风成沙波层、颗粒表面的沙漠漆、石英显微形貌中的碟形撞击坑、新月形撞击坑、分级弧和上翻解理薄片可作为风成沉积鉴别的绝对标志。综合分析风成地层和风蚀界面是重建古沙丘类型的基本方法。利用多学科手段,有效提取风成沉积所蕴含的古地理和古气候信息,对于开展区域和全球性重大地质事件的研究具有重要科学意义。

灵台黄土-红粘土序列的磁性地层及粒度记录

甘肃灵台县任家坡黄土－红粘土剖面的磁性地层学研究表明；中国北方连续的风成堆积可下推到705MdB．P。第三纪红粘土的粒度组成从上到下变化很小，与黄土－古土壤序列的粒度大幅度变化形成强烈的反差，意味着晚第三纪时期的气候总体上要比第四纪时期稳定。在705～2．6MaB．P．的红粘土沉积中，可分出的110～115个土壤B层与钙质结核层的组合，初步表明在这个时期有约110～115次气候旋回。

甘肃秦安糜子湾剖面中新世风尘堆积的磁性地层学研究

文章对西部黄土高原糜子湾黄土-古土壤剖面进行了磁性地层学研究。该剖面厚度为164.4m,记录了15个正磁极性段和15个负磁极性段,可与标准极性表中从C5r.3r到C5En之间的极性带对比。根据极性界限用平均沉积速率外推,得到该剖面顶界年龄为约11.6MaB.P.,底界年龄为约18.5MaB.P.。糜子湾剖面位于已发表的QAⅠ中新世黄土剖面以东约30km,两剖面相同时代的地层在岩性地层结构和磁化率曲线波动上具有高度的一致性,表明中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古土壤序列一样,地层在空间上有很好的可对比性。文章的结果为从空间角度研究中新世环境变化行为提供了新剖面的年代地层框架。

泾川晚第三纪红粘土的磁性地层及其与灵台剖面的对比

本文对甘肃泾川的一套325m厚的黄土－红粘土序列进行了沉积学和磁性地层学研究。泾川剖面红粘土序列的粘度特征表明，其与上覆黄土一样同为风成成因。古地磁测量结果确定该剖面的底界年龄约为80MaB．P。根据野外观察，可以将泾川剖面红粘土序列从顶到底划分为6套地层。与泾川剖面相比，灵台红粘土序列保存了上部的5套地层。泾川和灵台两个红粘土剖面的地层对比表明，中国北方晚中新世以来的红粘土沉积是基本连续的。

距今7Ma以来甘肃灵台剖面Nd和Sr同位素特征

测定了7MaB.P.以来灵台剖面红粘土和黄土-古土壤序列的酸不溶物Sr和Nd同位素组成。样品酸不溶物87Sr/86Sr变化可明显分为两个阶段。第一个阶段,从7MaB.P.到2.5MaB.P.,为红粘土层,酸不溶物87Sr/86Sr稳定位于高值,反映了东亚冬季风处于相对平稳的弱势。第二个阶段,从2.5MaB.P.到现在,酸不溶物87Sr/86Sr呈下降趋势,波动加强,反映了东亚冬季风不断增强,并且冬季风和夏季风交替变化加强。7MaB.P.以来灵台剖面红粘土和上覆的黄土-古土壤的Nd同位素组成一致,并揭示7MaB.P.以来,北太平洋中部沉积物与黄土高原黄土都来自相同的物源区。

安徽宣城黄土堆积的磁性地层学与古环境意义

利用磁性地层学方法对安徽宣城剖面的研究表明 ,B M界限位于剖面中网纹红土的中下部 ,结合光释光测年可以外推出长江中下游地区的典型风成沉积开始形成于 0 85Ma前后。这一年龄对应于一次全球性的气候转型事件 ,在海洋沉积与我国北方的黄土 古土壤序列中均记录了这一气候转型事件。同时 ,0 85Ma对应于中更新世的两大地质事件 ,一是全球冰量的增加 ,二是青藏高原的快速隆升 ,长江中下游地区风成堆积的开始 ,可能是上述两个因素共同作用的结果。

长江三峡大宁河流域3000年来的沉积环境和风尘堆积

对长江三峡大宁河流域双堰塘剖面的粒度、磁化率和氧化物进行了综合分析 ,揭示了该区 30 0 0 a来的沉积环境变化 ,并对全新世第 1寒冷期的风尘堆积作了初步探讨。该区 30 0 0 a来的风尘堆积是在全新世第 1寒冷期 (10 0 0～ 85 0 BC) ,即是亚北方期又是新冰期时形成的。而此寒冷期又存在次一级的气候波动。风尘堆积下层是在干凉气候下形成的原始风尘堆积 ,而上层气候趋于冷湿 ,流水作用增强 ,原始风尘堆积被流水搬运 ,在此形成次生黄土。由于所受水动力条件和风化程度的不同 。

兰州风尘沉积的粒度分布模式及其古气候意义

通过对兰州不同气候背景下形成的风尘沉积 1 80个样品详细的粒度分析 ,建立了该地区风尘沉积的粒度分布基本模式。发现研究区风尘沉积具有以下特征 :(1 )沉积物分选差 ,主要由粒径 >4Φ的颗粒组成 ,平均6 .4Φ ;(2 )粒级构成为极细砂 2 .6 %、粉砂 77.8%、粘土 1 9.6 % ,属粉质重亚粘土或典型黄土 ;(3)频率曲线为单峰、极正偏类型 ,且具有粗头短促、中间宽大和细尾拉长的特点 ;(4)短期悬浮颗粒与长期悬浮颗粒大致呈对等配比。这些特征同时也为兰州现代尘暴沉积物所具备 ,因而可视为该地区风尘沉积的一个基本诊断模式搬运方式。颗粒粒径 <5 .5 0Φ的含量指标 (GSP1)和 4.5 0～ 6 .5 0Φ的含量指标 (GSP2 )

黄土高原全新世风成沉积的岩石磁学性质及其古气候意义

对黄土高原NW-SE断面上的现代沙丘砂、原生黄土、全新世黄土和黑垆土的κ-T曲线及其磁滞性质和X射线衍射特征进行了系统分析,结果表明,不论是在源区还是沉积区,磁铁矿都是对磁化率贡献最大的磁性矿物,源区风化作用没有使磁赤铁矿含量显著增加,黄土中的赤铁矿至少有一部分是原生的。黄土中的磁赤铁矿以成土成因为主。土壤化程度越高,磁赤铁矿含量越高,由于磁赤铁矿分解导致的磁化率下降越明显,κ-T曲线上510℃附近的磁化率峰越不显著。κ-T分析能非常灵敏地反映热处理过程中磁性矿物的转化情况,而且这种转化与样品所经历的土壤化作用强度密切相关。因此,κ-T分析可作为研究成土作用强度和古气候变化的一种新方法。

水成沉积与风成沉积及古土壤的磁组构特征

晚第四纪水成沉积、风成沉积、古土壤等的磁组构研究表明，不同成因的沉积物具有明显不同的磁组构特征。一般地，水成沉积的体积磁化率Ｋ受物源和水动力因素控制，Ｐ和Ｆ均＞１．０２，ｑ＜０．５；风成沉积的Ｋ受物源控制，内陆黄土的Ｋ明显高于沿海黄土及海岸风沙Ｋ，Ｐ和Ｆ均＜１．０２，ｑ的平均值＞０．５５；古土壤的Ｋ受母质沉积类型和成土环境的氧化还原条件控制，内陆古土壤的Ｋ偏高，沿海古土壤的Ｋ偏低，内陆古土壤的Ｋ远高于沿海古土壤的Ｋ，Ｐ和Ｆ均＜１．０２，ｑ的平均值在０．５左右。运用典型沉积的磁组构特征对比分析未知沉积物，可以得到未知沉积物的物源、沉积过程和环境信息。

哈尔滨地区风尘黄土重矿物特征及物源分析

哈尔滨地区分布有很多第四纪以来的风尘黄土沉积物。风尘黄土已被证实为干冷天气条件下,大风吹扬起来的沙尘沉积而形成的。针对这些沙尘物质的来源问题,采用从"源"到"汇"的物源示踪方法,采集了哈尔滨地区具有代表性的风尘黄土沉积物,以及松花江及其主要支流的河流沉积物、科尔沁沙地沉积物以及吉林地区的黄土沉积物作为主要研究对象,利用沉积物中重矿物组合、特征矿物,重矿物的百分含量、稳定系数、石英/长石、ZTR指数、ATi指数和GZi指数等多项指标进行分析,并结合东北地区岩性分布以及亚洲季风特征。研究结果显示,哈尔滨地区各地分布的风尘黄土各项重矿物指标具有很好的一致性,且与近源的松花江等河流沉积物相同;哈尔滨地区沿松花江干流河谷分布的风尘黄土沉积物物源主要来自于近源的松花江流域内的大小兴安岭及东部山地广泛分布的花岗岩类的风化碎屑。

兰州地区新近纪地层的沉积相与古环境记录

兰州地区位于黄土和青藏高原的过渡带,其第三纪地层对研究风尘沉积发育和青藏高原隆升都有着特殊的意义。本研究以0.25 m为间距对厚度210 m的兰州皋兰山剖面的新近纪地层采集样品901个,在实验室对试验样品进行前处理后对其进行了粒度、磁化率和色度测试。用粒度分布函数的方法分离了沉积物的各成因组分,确定了风成组分和水成组分在全剖面沉积物中所占的百分比。结合色度和磁化率的实验结果分析表明,皋兰山剖面地层以风尘沉积为主,其间夹有河流相沉积的约15层砂岩。古环境的恢复表明,兰州地区从至少约7 Ma开始,沉积地层经历了由河湖相向风尘沉积转变,气候干旱化开始,与黄土高原风尘序列堆积底界8～7 Ma基本一致。6～5.2 Ma构造稳定,是比较开阔的平原环境,并且气候条件比较湿热;5.2～3.5 Ma间构造波动比较频繁,形成了间隔性的河流相砂岩沉积,而在气候表现为干冷;自3.5 Ma开始,兰州地区发生相对构造沉陷,五泉砾岩层的发育是对青藏运动A幕的具体响应。

兰州地区新生代最老的风成沉积

黄土高原西部风成沉积的研究,是近年古气候研究的重要问题之一,但对新生代风成沉积底界的认识仍存在争议。渐新世晚期发育于兰州地区的咸水河组的岩性特征与黄土高原的风尘沉积有相似的特征,对其进行系统的沉积相和沉积环境研究对认识黄土高原西部早期风尘沉积有重要意义。本研究对兰州以北厚约916m的凤凰山剖面进行了岩石磁学、粒度、成份分析和电镜等多种分析,初步结果表明,咸水河组大部分黏土没有水平层理,其粒度概率分布曲线、概率累积曲线、组成特征和磁化率、元素含量及扫描电镜与典型黄土、古土壤和红黏土非常相似,为风成沉积,是目前发现的兰州地区新生代最老的风成沉积。这套黏土的色调和磁化率等环境代用指标与黄土高原的第四纪黄土接近,指示了第三纪早期一个低温干旱的地质环境。咸水河组中出现的砂砾石层,以颗粒大、分选差、一般无水平层理或层理不明显为特征,其粒度概率曲线、累积概率曲线与典型河流沉积物非常相似,是河流沉积物,指示了多期河流发育,可能与青藏高原的隆升有关。