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黄土塬竖井剖面黄土-古土壤碳同位素记录特征 总被引：5，自引：1，他引：4
选取位于黄土高原中部西峰和洛川塬面中心地区,分别开挖一个竖井获得L2以来连续黄土-古土壤沉积序列的剖面,并对剖面样品的总有机碳、无机碳酸盐的碳同位素组成进行分析.结果显示黄土-古土壤的有机质碳同位素变化与前人对天然剖面的研究结果一致,同时也注意到黄土-古土壤序列有机碳δ813Corg与无机碳酸盐δ13Ccarb有相似的变化趋势,两者在统计学分析意义上均呈显著正相关关系,西峰塬和洛川塬的相关系数分别为r=0.615和r=0.314,a<0.01,该结果与以往对黄土高原塬面边缘天然露头剖面获得有机碳与总碳酸盐碳同位素呈反相关趋势的结论不一致.对于这种现象的初步解释可能是:(1)来自后期的改造作用:由于黄土沟谷出露的天然剖面多发生在雨水冲刷黄土塬面所切割形成的沟谷两侧,这样天然剖面处于一个开放或半开放的环境,其表层至某一深度受外界水热环境和气体交换影响黄土中的无机碳酸盐;(2)同时黄土-古土壤竖井剖面也可能受土壤CO2分压的影响造成土壤次生碳酸盐的形成而导致同位素变化趋势的复杂性;(3)采样点区域性的差异.结果表明,深入研究不同地区塬面竖井剖面黄土-古土壤碳同位素组成并与相应地区的天然剖面碳同位素组成进行对比,将有助于更准确地理解黄土-古土壤碳同位素所记录的古植被和古气候变化历史. 相似文献
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黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。 相似文献
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黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。 相似文献
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以陕北神府地区二郎山和清凉山晚更新世以来黄土剖面为例,应用粒度分析和扫描电子显微镜对陕北地区晚更新世黄土的微结构进行分析研究,探讨黄土微结构特征与其形成环境的关系。分析结果表明粒度小于0.005 mm的粘粒级含量在黄土与古土壤中差异最大,S1古土壤达30.4%,而L1黄土为24.7%;S1古土壤中大量出现铁质粘粒胶膜并呈流胶状,结构密实;L1黄土粘粒胶结物含量较少,土质疏松;陕北地区晚更新世S1古土壤形成于湿热的森林环境,L1黄土形成于凉偏湿的草原环境,S0黑垆土形成于暖湿的气候环境。 相似文献
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为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。 相似文献
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最直观、最直接的古气候记录莫过于陆相黄土地层,它由许多黄土和古土壤层叠覆而成,详细地记录了第四纪以来的古气候变化。黄土高原中部黄土和古土壤的风化和发育程度可以用磁学参数,如磁化率等来描述。本文作者对甘肃西峰剖面约13万年以来的黄土地层做了详细采样,测量其磁滞回线各参数,频率磁化率、低场和高场磁化率、温度磁化率、磁组构等参数。研究表明,黄土与古土壤中的磁性矿物组分相似而且稳定。磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿(主要是磁铁矿)的含量及其颗粒大小决定了它们的磁学特征。黄土和古土壤的磁学性质差别主要受成土过程中形成细小磁铁矿的影响。 相似文献
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温度、降水(湿度)和大气CO2含量被认为是影响C3植物生长的主要因素.大量的现代植物和土壤有机质碳稳定同位素(δ13C)研究表明,温度升高可使C3植物的碳同位素变重(正),降水增多(湿度增大)和大气CO2含量升高可使C3植物的碳同位素偏轻(负);同时,C4植物可明显地影响土壤的有机碳同位素组成.基于这些认识,以前对黄土高原的黄土-古土壤序列有机质碳同位素和植被组成变化进行过不少研究.但是,相关的研究在我国东北地区的黄土中还未开展.本文对我国东北地区厚度36m的喀喇沁旗牛样子沟黄土-古土壤剖面进行了间隔10cm的采样和总有机碳含量(TOC)、有机质稳定碳同位素的测试分析.结果表明,在间冰期发育的古土壤有机质含量高、δ13C值偏正;反之,在冰期堆积的黄土有机质含量低、δ13C值偏负.通过分析表明,研究区的植被类型是以C3植物占主导地位,C4植物对土壤有机质δ13C变化的贡献有限,并且气候变化具有冰期-间冰期季风气候变化的特点,据此推断温度是决定东北地区植被碳同位素组成变化的主要因素,超过了降水(湿度)和大气CO2含量对植被(植物碳同位素组成)变化的反向影响.这一发现揭示了温度对我国东北地区长时间尺度植被变化的控制作用.这些认识对于在未来全球变暖背景下,东北地区的林木和小麦、大豆、水稻等C3作物的种植有借鉴意义. 相似文献
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土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，以往研究主要针对现代土壤碳库，而古土壤的碳库特征研究相对薄弱。本文以河北坝上高原小滦河流域古土壤为研究对象，通过光释光（OSL）年代学、元素地球化学、团聚体分析方法，研究了风成沙地稀疏草地单元和河湖残积灌草混合单元内古土壤碳库特征。结果表明：古土壤形成时代为5. 7~3. 3 ka的全新世温暖期，气候温暖湿润，雨水充足，发育以松和蒿属为主要建群种的针叶林－草原植被。碳库以有机碳（SOC）为主，平均有机碳密度为3. 85 kg/m2，有机碳库储量为153. 1×107 kg。河湖相沉积物微团聚体的含量较高，对古土壤层碳库的物理保护作用较强，碳库稳定性较高；风积相沉积物微团聚体含量相对较低，加速有机碳的分解，碳库稳定性较差。提出不同沉积单元的土地利用保护方式，减少土壤有机碳的分解流失，支撑当地碳达峰、碳中和工作推进。 相似文献
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川西高原河谷阶地和断陷盆地广泛分布厚层风成黄土-古土壤序列,目前对其磁学性质变化机制及古气候意义研究还很薄弱。文章对该区理县黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学研究,确定了其磁性矿物种类、含量和颗粒大小的特征及其变化规律。通过结合粒度、色度与地球化学参数,进一步探讨了理县黄土-古土壤磁性的主控因素。结果表明:1)理县剖面同时含有强磁性矿物(为磁铁矿和磁赤铁矿)以及弱磁性矿物(为赤铁矿和针铁矿);2)相对黄土层,古土壤层含有更高比例的亚铁磁性矿物;3)成土过程中生成的大量细小强磁性矿物颗粒,是古土壤层S1磁化率增加的主导因素,该模式与黄土高原相似;4)结合色度以及磁学性质,可以较为明确地区分成壤强度;(5)理县黄土剖面物源复杂,磁学特征受到沉积物来源、后期流水和气候的共同作用,利用单一磁学性质(比如磁化率)进行古气候研究会造成多解性。 相似文献
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本文通过对典型环境功能区张士灌区包气带剖面样品和含水层样品的分析检测,比较和总结了菲的垂向分布特征,研究了总有机碳、粘粒含量、土壤含水率对菲垂向分布与迁移的影响规律和机理。对几个具有代表性采样点的研究表明、菲总含量在剖面中的变化趋势总体上是随着剖面的加深含量降低,以犁底层为界,表层土壤(5~20?)菲含量随着剖面深度变化平缓。同时分别对菲含量与总有机碳、土壤粘粒含量、土壤含水率进行二元相关分析,计算出的Pearson系数表明,土壤中总有机碳、土壤粘粒含量是影响菲垂向迁移的重要因素,而土壤含水率对菲垂向分布影响不大,同时利用SPSS的因子分析法进一步确定了总有机碳是制约菲垂向运移的主要因素。 相似文献
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前人研究认为,在长江下游地区绰墩农业遗址的全新世地层中存在2个古水稻土层,但到目前为止尚缺乏土壤化学和物理学方面的证据。为了寻找土壤学证据,在江苏省昆山市绰墩遗址P-01垂直剖面中连续采集了12个样品,分别测定了全氮(TN)含量、总有机碳 (TOC) 含量、粒度组成、质量磁化率以及粘土矿物组成。结果显示,从剖面底部(200cm)到100cm处和从57cm处到现代土壤表层,TOC,TN,TOC/TN比值、高岭石含量以及高岭石/伊利石(K/I)比值两次出现逐渐升高的趋势,而且它们的曲线形态基本一致。这些特点有可能说明P-01剖面中包含着两次成壤过程:第1次形成了古土壤层(160~100cm),第2次形成了现代水稻土(57cm~现代土壤表层)。但TOC和TN以及水稻植硅石资料不支持在深度57~42cm段存在古土壤的观点。从200cm到130cm处,磁化率和粘粒含量有逐渐降低的趋势,说明此处具有长期淹水的特征。现代水稻土的研究表明,水稻田排水过程中可能使部分粘粒被带走流失。因此,粘粒含量从200cm到130cm处逐渐降低的趋势可能与中全新世的人工排水有关。研究资料与考古学、孢粉学和植硅体资料共同说明,该古土壤层(160~100cm)很可能是古水稻土。古水稻土的确认将为农业考古和古环境变化研究提供有利的条件。 相似文献
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土壤阳离子交换容量(CEC)、总有机碳(TOC)、粘土矿物总量和粘粒含量是影响再生水入渗过程中污染物在包气带及地下水含水层介质中迁移转化的四项重要指标,是反映包气带对污染物吸附性及生物作用的主要参数。本文选取北京市潮白河顺义段再生水补给区包气带作为对象,对CEC、TOC、粘土矿物总量及粘粒含量4项指标进行了两两相关性分析及函数拟合。结果表明,上述四项指标的大小均与埋深无关,只与介质本身特性有关,且两两之间存在着显著的相关性,相关系数均大于0.8。 相似文献
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充分认识元素和同位素在不同环境条件下的地球化学行为,是运用元素和同位素示踪环境变化的前提。对来自于黄土高原的黄土、古土壤和红粘土样品的宇宙成因核素10Be测量和化学成分分析,以及各种化学淋溶实验表明：10Be主要以吸附状态赋存于粉尘沉积物粘粒矿物的表面,部分已结合进自生的粘土矿物中;在粉尘沉积物风化过程中10BC与9Be和Al的活动性相似,基本没有发生迁移,其原因是连续沉积的粉尘含有大量的碱性物质,阻止了10Be的解吸附和淋滤;沉积和风化作用导致了10Be浓度与化学指标在黄土－古土壤和红粘土剖面中的协同变化。 相似文献
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充分认识元素和同位素在不同环境条件下的地球化学行为,是运用元素和同位素示 踪环境变化的前提。对来自于黄土高原的黄土、古土壤和红粘土样品的宇宙成因核素10Be测量和化学成分分析,以及各种化学淋溶实验表明：10Be主要以吸附状态赋存于粉尘沉积物粘粒矿物的表面,部分已结合进自生的粘土矿物中;在粉尘沉积物风化过程中10Be与9Be和～的活动性相似,基本没有发生迁移,其原因是连续沉积的粉尘含有大量的碱性物质,阻止了…Be的解吸附和淋滤;沉积和风化作用导致了10Be浓度与化学指标在黄土-古土壤和红粘土剖面中的协同变化。 相似文献
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对第四纪典型风成马兰黄土、受成壤作用影响较大的第五层古土壤、新近纪红粘土、埋藏化石的红粘土围岩层的磁组构分析表明:新近纪红粘土的磁组构参数P、F值界于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩之间,L均值与风成黄土相当, Q均值接近于水成红粘土化石围岩,而在事件性沉积方面又类似于风成马兰黄土、第五层古土壤;磁组构参数F-L、P-Q组合图位于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩过渡带。反映红粘土沉积物既具有风成原地堆积物的磁组构参数特征,又有经历了后期流水改造的化石围岩的特点,是风成原地堆积与风动力搬运而来的母质颗粒经后期流水改造共同作用的产物。 相似文献
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我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析 总被引：11，自引：1，他引：10
在兰州黄土和下蜀黄土中粘土矿物的X衍射分析基础上,对我国不同纬度和气候带的五个黄土剖面(点)中的粘土矿物组合和空间分布进行了对比分析,并探讨了与古气候的关系。结果表明,黄土中粘土矿物组合具有明显的地带性特征。从西北到东南,随着纬度的逐渐降低,黄土中的粘土矿物组合也发生有规律的变化。主要表现为绿泥石含量的逐渐减少和蛭石含量的逐渐增多。位于温带半干旱区的兰州黄土以伊利石和绿泥石为主要粘土矿物,而位于亚热带湿润区的大港下蜀黄土则以伊利石和蛭石为主要粘土矿物。黄土中含有较多量的绿泥石可作为黄土母质堆积后干冷气候和微弱风化的标志,而蛭石和蛭石/绿泥石混层矿物含量的增加指示了风化强度的增强。因此,黄土粘土矿物组合特征不仅反映物源区古环境信息,而且指示了黄土堆积期后的生物气候环境。 相似文献
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页岩孔隙结构是储层评价的关键,对页岩气的勘探、开发以及页岩储层改造等都具有十分重要的意义。本文以ZXY1井太原组—山西组页岩为例,利用低温氮吸—脱附实验、X衍射、扫描电镜等实验手段研究页岩孔隙结构及其影响因素。结果表明,太原组—山西组页岩孔隙复杂,发育有机孔、微裂缝和多种无机孔;孔隙孔径主要为2~50 nm,以介孔为主,其次为微孔;孔容和比表面几乎全部由微孔和介孔提供。有机质、黏土矿物及其组合对孔隙结构影响分析表明,孔容与TOC含量、孔容与黏土矿物含量、比表面积与TOC含量、比表面积与黏土矿物含量均具有较为显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量数值乘积与孔容、比表面积表现为非常显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量双参数回归孔容与比表面积,相关系数高,误差较小。综合分析认为,有机质和黏土矿物对孔隙结构的影响并非简单正线性相关关系,而是复杂的正向关系。 相似文献
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As an indicator for terrestrial paleovegetation, the stable isotopic composition of total organic matter (δ13Corg) in loess sediments has been widely used for paleoclimatic reconstruction in western Europe, the Great Plains of North America and the Chinese Loess Plateau (CLP). However, little is known about the variation and paleoclimatic significance of the loess δ13Corg in arid Central Asia (ACA). We report δ13Corg data from an Axike (AXK) loess/paleosol profile from the eastern Ili Basin, eastern Central Asia. Along the profile, the δ13Corg values were more negative in the paleosol layers observed in the field and were confirmed by environmental magnetic proxies and a higher concentration of total organic carbon (TOC), consistent with results for western Europe and the northwestern CLP. Our results demonstrate that the loess δ13Corg in this region documents mainly the response of δ13C of locally predominant C3 plants to paleoclimatic variation, especially paleoprecipitation. Our results also suggest that the loess δ13Corg values in the area have the potential for quantitative paleoprecipitation reconstruction on the basis of detailed δ13Corg results from modern plants and surface soils in the future. 相似文献
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黄土高原风尘序列的碳酸盐成因及其风化过程 总被引：1，自引：0，他引：1
碳酸盐是黄土高原风尘序列的主要组成部分,其含量与原生碳酸盐溶解、再沉淀,以及含钙硅酸盐化学风化强度等密切相关。碳酸盐在表生环境下极易移动,且其迁移变化受大气降水、温度等古气候所制约,因此黄土次生碳酸盐记录了古气候的重要信息。甘肃西峰赵家川剖面碳酸盐含量、磁化率的系统测定和风尘序列地质特征研究表明,在整个剖面中,碳酸盐含量和磁化率曲线呈显著的负相关,并从剖面上部到红粘土底部,碳酸盐含量有增加趋势。黄土、古土壤和红粘土沉积分别处在不同风化阶段:黄土化学风化最弱,处于钙质残积阶段,古土壤处于强烈钙质淋溶阶段和硅铝残积阶段,红粘土化学风化最强烈,处于硅铝残积阶段或红土化阶段;不同的化学风化阶段古气候性质有别。 相似文献