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古土壤是地质历史时期气候变化的重要记录者,通过古土壤记录的信息,可以定性和定量重建深时古环境和古气候,为认识地质历史时期的各种地质事件提供依据。前人大多对特定区域展开古土壤研究,对全球性古土壤数据的整理和古气候、古环境研究相对较少。基于古土壤的干湿情况对古气候环境的指示作用,我们按照植物根迹、根系结构与根化石、黏土矿物以及古土壤的结构构造等依据,将前人报道的古生代（410~255 Ma）古土壤分为干旱古土壤和湿润古土壤两种类型。将古土壤干湿特征与其他气候敏感性沉积物进行对照,显示为干旱古土壤分布与钙质结核以及蒸发岩等指示干旱气候带的敏感性沉积物分布一致,湿润古土壤分布与高岭石、煤以及铝土矿等指示湿润气候带的敏感性沉积物分布一致。干旱古土壤大都分布在晚古生代中低纬度干旱地区;湿润古土壤大都分布在晚古生代赤道附近及中纬度湿润地区。通过以上分析认为,古土壤干湿特征可以作为一个新的气候敏感指标指示古气候环境,进而作为划分气候带的有力依据。 相似文献
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古土壤是地质历史时期气候变化的重要记录者,通过古土壤记录的信息,可以定性和定量重建深时古环境和古气候,为认识地质历史时期的各种地质事件提供依据。前人大多对特定区域展开古土壤研究,对全球性古土壤数据的整理和古气候、古环境研究相对较少。基于古土壤的干湿情况对古气候环境的指示作用,我们按照植物根迹、根系结构与根化石、黏土矿物以及古土壤的结构构造等依据,将前人报道的古生代(410～255 Ma)古土壤分为干旱古土壤和湿润古土壤两种类型。将古土壤干湿特征与其他气候敏感性沉积物进行对照,显示为干旱古土壤分布与钙质结核以及蒸发岩等指示干旱气候带的敏感性沉积物分布一致,湿润古土壤分布与高岭石、煤以及铝土矿等指示湿润气候带的敏感性沉积物分布一致。干旱古土壤大都分布在晚古生代中低纬度干旱地区;湿润古土壤大都分布在晚古生代赤道附近及中纬度湿润地区。通过以上分析认为,古土壤干湿特征可以作为一个新的气候敏感指标指示古气候环境,进而作为划分气候带的有力依据。 相似文献
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对浙江西南和福建西南数个小型沉积盆地的11个剖面和观察点进行了地质调查,在中国大陆第一次识别了白垩纪中期三种古土壤类型,分别是粘土红壤、钙质土壤和铁质土壤型。粘土红壤型以发育红色(粉砂质)泥岩、生物潜穴、植物根系(根迹)为特点,钙质土壤型以发育紫灰色调钙质泥岩、钙质结核(含姜结石)为标志,铁质土壤型显示了紫红和橙黄色调泥岩、粉砂岩与铁质皮壳及结核组合。进而提出,白垩纪中期的阿普特期-阿尔布时期,在浙江西南金华—衢州—丽水盆地、中部的永康盆地大量发育钙质土壤,以横山组、中戴组、金华组、馆头组和朝川组为代表,属于亚热带干旱—半干旱气候产物;在闽西南地区出现丰富的铁质氧化型土壤,由板头组、均口组和沙县组为代表,反映热带半干旱气候;之后的白垩纪中期赛诺曼期(衢县组)在浙西局部地区气候变为亚热带温湿气候,古土壤变为粘土红壤型,开始产生较为丰富的生物活动,而闽西南主体气候格局可能不变,但沉积建造因区域构造断隆作用转变为巨厚的"丹霞"砾岩。 相似文献
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西安地区全新世古土壤的研究 总被引：4，自引：1，他引：3
本文根据磁化率、粒度、CaCO3、Fe2O3 和Al2O3 含量以及土壤微结构等方面的资料对西安地区的全新世古土壤的性质和类型及环境的特点进行了较为全面的论述。各项资料显示,该地区全新世大暖期的古土壤为温湿气候条件下发育的淋溶褐土,而并非过去所称的半干旱条件下发育的“黑垆土” ;该层古土壤发育时的年均降水量应不小于750mm。全新世古土壤底部之下分布深度达2m多的密集根充填充物,指示当时存在森林植被。 相似文献
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四川盆地中生代古气候变化:来自深时古土壤证据 总被引：1，自引：0，他引：1
定量的古气候重建可为当前及未来可能的气候/环境变化提供基础性参考。发育自四川盆地中生代地层的古土壤蕴藏了丰富的陆相古气候信息,利用古土壤的地球化学指数、钙质古土壤成壤碳酸盐结核深度及其氧同位素组成与年均降水量、温度之间的关系,定量重建四川盆地中生代（晚三叠世晚期—白垩纪）年均降水量与温度的变化。结果表明:四川盆地中生代年均降水量变化较大,为145~1 400 mm;年均温度变化幅度相对较小,为7 °C~15 °C;总体上属于温带干旱—湿润交替的气候环境但以温带半干旱、干旱气候为主。其中晚三叠世晚期年均降水量为1 180~1 400 mm,年均温度为9 °C~15 °C,侏罗纪年均降水量为150~1 140 mm,年均温度为7 °C~15 °C,早白垩世早期与晚白垩世晚期的年均降水量与温度分别为150~720 mm、8 °C~12 °C和150~575 mm、10 °C~11 °C。区域陆相气候变化原因分析显示,波动的气候一方面与东亚季风环流、行星环流、区域构造运动导致的盆地内部山系隆起及古地理格局引起的焚风效应有关,另一方面还与区域构造运动引起海岸山脉裂解有关。 相似文献
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古土壤是古代沉积环境和气候变化的灵敏记录者,可以为深刻认识地球演化历史中的重要地质事件提供有效信息,并成为当前沉积学领域的研究热点之一。国外古土壤研究已经涉及到太古代以来的几乎所有沉积地层,而国内古土壤的研究仍以第四纪地层为主,对前第四纪漫长地质时期地层记录中的古土壤研究较少。基于古土壤的识别特征及其埋藏后发生的可能变化,分析了古土壤在沉积环境解释和地层划分对比中的作用。其中,古土壤钙积层发育深度、元素地球化学、成土碳酸盐岩稳定同位素等对于合理评价成土作用过程、划分成土相及定量恢复古气候（年均降水量、年均气温和pCO2）等方面的研究发展迅速,不同估算古气候参数的经验公式都有明显的适用性特点。近年来,国内学者对松辽、四川、胶莱盆地等的白垩系古土壤进行了很多调查研究,并取得了较好的研究成果。而包括江西、广东、浙江等在内的中国东南地区白垩系陆相红层研究结果显示,这些地层含有丰富的古土壤,总体为地表干旱氧化条件下形成的红色古土壤序列。通过对国际古土壤研究动态的综述,以期引起国内更多沉积学工作者关注前第四纪地层记录中的古土壤,为更好地认识古代地球环境变化做出更大贡献。 相似文献
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关中平原黄土中第1层古土壤发育时的土壤水分研究 总被引：1，自引：0，他引：1
根据关中平原西安地区和宝鸡地区调查和实验分析资料,研究了该区黄土中第1层红褐色古土壤发育时的土壤有效水含量、重力水分布、水循环和水分平衡等问题。结果表明,该层古土壤CaCO_3与元素Sr迁移深度达到了4.2m,位于古土壤黏化层底界之下的风化黄土层发育厚度为2.2m,淋滤裂隙发育深度为3.9m,Fe_2O_3含量较高的红色铁质黏土胶膜迁移到了土壤黏化层底界之下约1m深处的黄土中,迁移到了4.2m深处的CaCO_3结核中方解石结晶良好。这些指标显示,在西安和宝鸡地区该层古土壤发育的最温湿阶段,土壤重力水带分布深度至少达到了4.2m,当时该区4.2m深度范围内土层水分充足,在植被生长季节和每年绝大部分时间里土层平均含水量一般为22%左右,在蒸发与植被吸收、树冠截留以及地表径流损失之后剩余的可利用有效水含量为14%左右,当时土壤水分充足,没有土壤干层发育,能够满足茂盛森林植被发育的需要。西安和宝鸡附近S_1古土壤发育时的最湿润时期土壤重力水带分布深度比现今大2m左右,土壤水是酸性的。在关中平原S_1古土壤发育时,土壤水分的收入量大于支出量,土壤水分为正平衡,土壤水循环正常,每年雨季一般有较多的水分通过土壤入渗补给地下水,这也是当时土层含水量高的原因。关中平原与洛川等地2003丰水年的重力水分布深度与含水量证实了S1古土壤发育时的土壤水研究结果是可靠的。多项指标显示,在S_1古土壤发育的最温湿阶段,夏季风气团能够频繁越过秦岭山脉到达关中平原地区,秦岭南北均为亚热带气候,这表明当时秦岭失去了温带与亚热带气候分界线的作用。S_1古土壤发育过程经历了5万余年的漫长时间,在最温湿阶段之外的其它阶段,发育森林草原等植被是可能的。本项研究确定的土壤古水分水指标对国内外的研究有重要应用价值。 相似文献
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广丰盆地晚白垩世周田组红层沉积特征及古气候意义 总被引：1，自引：1，他引：0
中国东南地区白垩系陆相红层分布广泛,是了解白垩纪温室气候陆地沉积响应的重要载体。但对这些红层的沉积环境尚有"水下"和"水上"之争议,古气候意义还需要进一步挖掘。以广丰盆地毛村剖面晚白垩世周田组为研究对象,通过野外剖面测制及古土壤样品色度、磁化率、碳酸钙含量等实验测试,分析沉积环境与古气候。周田组红层岩石类型可划分为古土壤、砂岩和砾岩。古土壤几乎分布于整个剖面,其中钙质结核、钙板层发育,可见遗迹化石及土壤滑擦面。砂岩与砾岩仅分布于部分层位,砂岩以中-粗砂岩为主,砾岩以中砾岩为主,发育平行层理和粒序层理构造。研究区古土壤样品的碳酸钙含量与低频质量磁化率联系密切,可作为气候变化的替代指标,而色度指标具有区域性,对该研究区的气候指示不明显。碳酸钙含量与磁化率曲线变化明显,记录了红层沉积阶段气候干湿交替的变化趋势。周田组红层沉积于强氧化环境并伴有季节性降水,古气候具有由相对湿热逐渐变化为干热的趋势。 相似文献
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通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。 相似文献
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组构选择性孔隙是塔中地区良里塔格组台地边缘相油气储集层的重要孔隙类型,目前该类型的孔隙在层序地层格架内的分布特征仍不清晰。作者在前人建立的层序地层格架的基础上,通过大量的岩心、薄片、测井及地震资料的分析,在塔中地区良里塔格组台地边缘相识别出7类主要组构选择性孔隙: 粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、粒间孔、窗格孔、生物体腔孔及格架孔。高频层序中,组构选择性孔隙在90%的礁(丘)滩复合体中上部的大气淡水渗流带—潜流带中成层集中发育,厚度10~40 m,且各类型孔隙纵向上分布特征不同。受研究区湿润的古气候、相对海平面的频繁波动、台地边缘礁滩相较大的沉积速率及较好的初始渗透性等因素控制,组构选择性孔隙的发育具有层位性、旋回性及区块差异性等分布规律。即组构选择性孔隙层主要发育在高位体系域内沉积的良三段—良一段中;纵向上发育5期,主要分布在进积型准层序组6、8及9中,其次是加积型准层序组5、7、10;自东向西,各井区孔隙层数量、厚度及物性均逐步降低,主要孔隙类型由粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔及体腔孔逐渐变为以窗格孔、粒内溶孔及粒间溶孔。 相似文献
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Paleosol (fossilized soil) geochemistry can provide a record of paleoclimatic conditions due to the relationships between pedogenic processes and climate. In this study, paleosols from the late Paleocene Goler Formation of Southern California were used to determine the paleoclimatic conditions active during pedogenesis. The enrichment and retention of soluble elements (Ca, Mg and Na) and the mobilization of Fe and Mn within the paleosol profiles suggest a climate with strongly seasonal precipitation. Similarly, variations in the Mn content and δ13C ratio of pedogenic carbonate nodules also reflect seasonal precipitation. Regional paleotopography was likely an important control on the paleoclimate of the Goler Formation due to rain shadow effects. Although the size and location of these ancient mountains are poorly constrained, the identification of climatic effects specifically associated with these variables provides new constraints. 相似文献
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Abundant Lower Cretaceous (Berriasian–Hauterivian) paleosols have been recognized in the Sichuan Basin, along with the preserved pedogenetic features, e.g., soil horizons, soil structure, root traces and pedogenic nodules. Chemical, geochemical and mineralogical analyses were used to examine the paleosols. These paleosols were classified as Entisols, Inceptisols, Aridisols and Alfisols in terms of the modern soil taxonomic system. Early Cretaceous paleoprecipitation and paleotemperature in the Sichuan Basin were estimated from the degree of chemical weathering for non-calcareous paleosols, and from the depth to the calcic horizon and stable oxygen isotopic composition of pedogenic carbonates in calcareous paleosols, respectively. A temperate semi-arid climate generally prevailed in the Sichuan Basin as a part of the South China Block (SCB) and was controlled by subtropical high-pressure and a rain-shadow effect because the humid air masses from the Paleo-Pacific were impeded by the highlands of the South China Block. Further, several intervals of sub-humid paleoclimate occurred due to strengthened monsoonal circulation in the Early Cretaceous. Using the paleosol barometer, the paleoatmospheric CO2 levels of the Early Cretaceous are estimated to range from ∼120 to ∼520 ppmv, with a mean of 305 ppmv. Regional temperature is generally coupled with atmospheric CO2 concentration and is roughly consistent with the sea level fluctuation. 相似文献
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晚第三纪以前形成古土壤的鉴别、分类及其在古环境研究中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
晚第三纪以前形成的古土壤可以揭示地质时期的古环境。辨识古土壤的主要标志包括野外形态特征、微形态特征、地球化学特征等。当前古土壤分类一般基于现代土壤的系统分类体系,即采用诊断层和诊断特征,辅之以古土壤总体的化学性质等指标划分古土壤类型。形成于晚第三纪以前的古土壤可以重建全球范围的古气候变化历史,同时揭示前寒武纪时期古大气O2分压以及后寒武纪时期古大气CO2浓度水平的演化过程;古土壤具有空间和时间等多重信息,能反映流域或区域的古景观、古地貌、古水文特征。但目前缺乏一个广为接受的古土壤分类系统,成岩作用对古土壤特征的影响以及古土壤记录的古环境信息机制与解译等方面也还需要深入探讨。今后必须加强成岩作用对古土壤特性的影响以及现代土壤与其环境的对应关系的研究。 相似文献
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Early Cretaceous atmospheric pCO2 levels recorded from pedogenic carbonates in China 总被引：1，自引：0，他引：1
Pedogenic carbonates were collected from Early Cretaceous strata in Sichuan and Liaoning, China. These paleosol carbonates and calcareous paleosols were evaluated in order to reconstruct atmospheric CO2 concentrations during the Early Cretaceous using a paleosol barometer. Using the isotopic ratios of pedogenic carbonates from Early Cretaceous (early-middle Berriasian, early Valanginian) strata in Sichuan Basin, averaged atmospheric pCO2 is estimated to have been 360 ppmv in the early-middle Berriasian and a mean value of 241 ppmv in the early Valanginian. In the late Barremian in western Liaoning, however the average was 530 ppmv, with a range of 365 ppmv and 644 ppmv, lower than previous estimates of pCO2 for these time periods, consistent with the suggestion of overall climate cooling and paleotemperature fluctuation during the Early Cretaceous. This indicates that not all of the Cretaceous was a high or continuous CO2 greenhouse, especially during Early Cretaceous. 相似文献
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《Sedimentary Geology》2006,183(3-4):243-259
The Upper Cretaceous/Lower Tertiary Maghra El-Bahari Formation at Gabal Ataqa and Gabal Shabrawet in the northeastern portion of the Eastern Desert of Egypt is subdivided into two informal lithostratigraphic parts: lower and upper. The lower part has common features of alluvial floodplain-dominated deposits with occasional occurrences of crevasse splay deposits. The upper part has sediments typical of marginal lacustrine environments.Both the floodplain and marginal lacustrine deposits exhibit pedogenic features comprising various types of paleosols. Among other soil-forming processes, diversity in the paleosols studied is mainly attributed to paleoclimatic and paleohydrologic changes. The paleosol criteria suggest two climatic regimes, a subhumid–semiarid one succeeded by a semiarid-arid one.The continental depositional environments recognized (floodplain and lacustrine) with their associated paleosols helped in the recognition of a marine regression in the area studied. In a regional perspective, comparison of the data presented in this study with paleosol data spanning the same time period in other localities suggests that the proposed paleoclimatic changes may have been of regional extent. 相似文献
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This paper describes the pedogenic features of paleosols in the upper Lower Cretaceous Shiohama Formation, the lowest unit of the Shimonoseki Subgroup, in Yoshimi, Yamaguchi Prefecture, southwest Japan. The paleosol profiles in the Shiohama Formation are compound and complex, characterized by the presence of abundant calcrete horizons. An analysis of these profiles reveals that the floodplain upon which the Shiohama Formation was deposited was part of an unstable aggradation system characterized by the intermittent influx of sediments and occasional erosion. Furthermore, the mean annual range of precipitation was less than about 30 mm, suggesting only minor seasonal change between wet and dry conditions during deposition of the Shiohama Formation. The microstructures of the observed calcretes include dense microfabric, floating detrital grains, micronodules, circum-granular cracks, and complex cracks. These features formed by chemical precipitation under dry conditions, with little bioactivity. The calcrete horizons are classified into seven types (I–VII) based on their modes of occurrence. Two processes of carbonate accumulation can be identified based on the size and abundance of nodules: VI–V–III–(II)–I and VI–(V)–IV–II–I. These processes represent the development of calcrete horizons from the early to late stages of calcretization. Type I represents the most highly developed stage of calcretization. Calcretes within the Lower Member sequence of the Shiohama Formation show repetitions of type I and types II and III. Thus, it is interpreted that the frequency of sediment supply to the floodplain changed repeatedly over time. 相似文献
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张掖鹦鸽嘴剖面白垩系碎屑岩层序地层序列:祁连山白垩纪隆升的沉积学响应 总被引：1，自引：0，他引：1
早白垩世期间,青藏高原东北缘的祁连山隆升明显,在区域性构造运动和气候变化的综合影响下,在祁连山山前盆地中堆积了一套特殊的碎屑岩序列。甘肃张掖鹦鸽嘴白垩系发育完整,虽局部被第四系覆盖,但总体出露良好,其特殊相序单元构成的非常规体系域概念框架下的陆相层序地层模式,对研究祁连山隆升的沉积学响应及环境效应具有重要意义。鹦鸽嘴剖面下白垩统包括赤金堡组、下沟组和中沟组,可以识别出10个三级层序(S.1-S.10),LAST单元由冲积扇和河流相粗碎屑岩地层组成,湖泊相细碎屑岩沉积物构成三级层序的HAST单元。鹦鸽嘴剖面赤金堡组中下部的4个三级层序和下沟组中普遍发育的风成砂岩,是祁连山隆升造成的"焚风效应"的产物,对研究祁连山阶段性隆升特征具有重要的指示意义。早白垩世,研究区经历了从半干旱气候-干旱气候-潮湿气候的演变,在一定程度上反映了祁连山隆升过程从幕式隆升-快速隆升-均衡稳定隆升的阶段性特征。早白垩世末期,祁连山进入快速强烈隆升阶段,研究区区域性抬升为剥蚀区,整体缺失上白垩统。因此,鹦鸽嘴剖面下白垩统层序地层序列,不仅是早白垩世祁连山隆升过程的物质记录,还为早白垩世东亚大气环流格局变化的研究提供了物质基础。 相似文献