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1.
特约主编致读者
崔鹏刘维明王昊
21世纪以来,在气候变化、构造活动与人类活动的综合作用下,自然灾害强度和风险明显增大,严重危害人类社会的发展,防灾减灾已成为全人类共同面临的巨大挑战和亟须解决的重大课题。特别是巨型灾害,往往造成严重的生命财产损失,甚至对区域或全国性社会经济系统造成严重冲击。巨灾突发性强,发生频率低,观测数据和历史记录稀缺,形成机理与风险演化规律研究难度大,目前科学认识难以满足巨灾的防灾需求。从地质历史记录中捕捉与重建巨型古灾害事件,分析其时空分布特点,认识其发育机制和风险演化规律,可以有效弥补现有观测数据缺乏的不足,为巨灾风险防范提供科学依据和理论支持。
目前,古灾害研究在国际上已经取得了长足的进展,发现了众多超出已有认知的极端事件,比如洪峰达到107 m3/s造成全球气候突变的北美大洪水。这些极端事件的发现极大促进了对地球表层动力过程灾害效应的认识。中国地学界非常关注古灾害研究,形成了古灾害研究的科学群体,在该领域取得了一系列成果,也在防灾减灾的实践中发挥了巨大作用。
为了集中体现我国古灾害的研究成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请从事古灾害研究的专家撰文,汇编成《古灾害：沉积、地貌与年代》专辑,主要介绍我国不同灾种古灾害的沉积和地貌特征、测年方法、区域分布和发育规律等。本专辑共收录18篇文章,分为测年方法、古灾害链、古滑坡、古洪水、古地震和古海洋灾害6个栏目。
确定古灾害事件的年代是重建灾害演化过程的关键。测年方法栏目共收录2篇文章:赖忠平等综述了灾变过程的年代学研究,围绕不同灾害过程的沉积体系介绍野外采样策略和对应的测年方法;灾变沉积测年的不确定性是制约古灾害事件重建的重要因素,白世彪等提出了提高古滑坡定年精度的途径。巨型灾害具有典型的链生效应。古灾害链栏目共5篇文章,王萍、殷志强和刘维明等分析了雅鲁藏布江中下游、黄河上游以及雅砻江古堰塞事件的发育特征和分布规律以及地貌效应等,范宣梅和陈剑等分别介绍了岷江上游叠溪和金沙江上游特米巨型古堰塞湖。滑坡是山区最为频发的灾害。古滑坡栏目共收录3篇文章,张永双等以青藏高原东缘为例介绍了深切河谷区古滑坡的判识、特征和定年,王玉峰和黄小龙等分别介绍了高速远程滑坡沉积动力学特征和程海断裂的古滑坡分布规律。洪水是对人类影响最广泛的灾害。古洪水栏目共收录4篇文章,王昊和郭永强等的综述文章分别介绍了高能（溃决）洪水的沉积特征和高山峡谷区古洪水的重建方法,朱诚等系统研究了成都平原一处典型文化遗址古洪水沉积的时代和成因,苏怀等以金沙江2018年白格洪水为例总结了现代溃决洪水的沉积特征。地震破坏力极大,往往造成毁灭性灾害。古地震栏目共收录2篇文章,刘静等介绍了古地震学的研究历史、前沿和发展趋势,李德文等总结了湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和解决途径。我国海洋开发对古海洋研究提出了新的需求。古海洋灾害栏目共收录2篇文章：杨文卿等重建了南海1076年的古海啸事件,分析了其对沿海岛屿的社会经济影响;孙启良等分析了南海北部海底滑坡的特征,进行了灾害评估,指出了海底滑坡的成因机制和潜在海底滑坡的识别方法。
最后,希望更多的科学家能够关注古灾害研究,并把古灾害研究与现代灾害研究紧密结合,不断深化灾害形成与风险演化机理探索,服务巨灾风险防范。
值此古灾害专辑付梓之际,谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的科学贡献,以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！
文中全球尺度的海底地形数据由GEBCO（www.gebco.net）提供,在此一并致谢。 相似文献
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海岸带地处陆地和海洋交界地区,是物质和能量交换的中心地带,沉积环境复杂。而对其沉积记录古环境信息的正确理解和解释在很大程度上依赖于年代框架的建立。210Pb和137Cs年代学的问世,解决了高速沉积环境中时间量程为百年或更短的沉积物的定年,近年来得到广泛的应用。在实际应用中,我们应该根据研究目的、范围等因素,选择合适的测年手段测年。此外,由于每种方法还存在不足,且可能同时会有几种方法适用,所以为了增加测年数据的准确性和可靠性,我们应尽量选择多种适当方法进行对比测年。 相似文献
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释光测年是可对冰川地貌进行直接定年的一种测年技术,已被广泛应用于冰川沉积测年中,推动了第四纪冰川研究的深入发展。但冰川沉积释光测年还没有达到标准化的程度,实际应用中仍有不少问题需要探究,其中最受关注的是冰川沉积物释光信号晒退不完全的问题,即样品在埋藏前因曝光机会有限导致信号没有归零或仅部分归零。冰川沉积释光信号晒退程度与地貌部位和沉积环境密切相关。冰川沉积释光采样需注意几个方面：（1）详细的地貌学和沉积学调查及对采样点的选择;（2）较适合释光测年的冰水沉积和冰缘风成沉积采集及其与冰川作用期次的联系;（3）冰碛夹层中的冰水砂透镜体的选取;（4）冰碛垄采样时垂直与水平方向上的考量;（5）岩石释光测年的发展使砾石成为当前第四纪冰川释光测年采样的一种选择。室内进行释光等效剂量测试时,也有几个关键的选择：（1）粗颗粒石英光释光测年是末次冰期以来冰川作用的首选方法;（2）如果样品年代老于石英测年上限,或者石英不适合测试,则可考虑钾长石后红外高温释光测年方法;（3）单颗粒、小测片和岩石释光埋藏测年技术可以鉴别样品的晒退情况,是目前最适合冰川沉积释光测年的几种选择;（4）如有条件,尝试用不同矿物、不同粒径、不同方法进行测试对比和交叉检验。要获得第四纪冰川释光测年的最佳年代学结果,地貌学、沉积学和年代学的结合是非常必要的。 相似文献
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成矿地质事件的同位素年代学研究 总被引：18，自引：1，他引：17
成矿事件同位素地质年代学研究是一项十分重要而复杂的任务。成矿事件时间维的确定,对于矿床成因、成矿作用与其它异常地质事件的耦合关系的认识,以及对于找矿勘探均具有至关重要的理论和实际意义。文中讨论了各种常用测年方法（如Ｒｂ Ｓｒ、Ｓｍ Ｎｄ等时线法和Ｕ Ｐｂ法等）的适用性和局限性,并介绍了测年方法（尤其是与成矿事件年代学研究有关的测年方法）的新进展。结合国内外典型研究事例分析,比较了成矿事件的直接测年和间接测年方法,强调应在扎实的野外地质工作的基础上,综合采用多元同位素体系对成矿事件进行年代学研究。最后讨论了成矿事件与其它异常地质事件的耦合关系,并指出应加强成矿事件与大陆聚散旋回的时间耦合性的研究,这对于深入认识成矿规律具有重要意义 相似文献
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亚洲中部干旱区黄土释光测年研究进展及其问题 总被引：2，自引：2，他引：0
中亚干旱区广泛分布的黄土沉积为研究这一区域的大气粉尘、环境和气候演化提供了良好载体,而黄土年代学是气候环境研究的基础。近几十年来逐渐发展并日趋成熟的释光测年方法是建立黄土地层序列的重要手段。通过对中亚干旱区的测年进展(主要是释光测年)进行总结梳理,得到如下认识:(1)释光测年方法与14C测年方法比较,测年范围更广,测年材料易得,在此区域黄土框架的建立中有广泛适用性;(2)石英光释光单片再生法(SAR)能够用于建立中亚干旱区末次冰期以来黄土沉积的年代框架,但是需要考虑部分地区石英灵敏度偏低、不同粒径结果不一致等问题,这些问题的解决仍然需要更多的方法学的研究;(3)长石的两步法(pIRIR)与多步法(MET-pIRIR)已经基本克服了传统IRSL方法中信号的明显异常衰退现象,在此区域可以建立MIS 7以来的年代框架,长石的灵敏度高,可以用来测试石英灵敏度低而无法得出可靠年代的样品,其测年范围比石英更广,在具体的应用中需要根据样品灵敏度高低、年老程度等因素综合考虑来建立年代框架。 相似文献
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长江三角洲是我国东部陆架-海岸沉积体系的重要组成部分,是研究三角洲环境演化和人类活动的理想区域之一。前期大量的研究成果主要聚焦于冰后期和全新世长江三角洲响应海面上升的演进过程,而冰期-间冰期尺度的长江三角洲地区沉积环境变化的研究因年代学工作薄弱而进展缓慢。本文在近年来对长江三角洲地区晚第四纪沉积物开展一系列石英OSL和钾长石(混合矿物)红外释光(pIRIR)测年研究,且已取得一定的释光测年数据的基础上,简要地梳理和总结长江三角洲末次间冰期以来区域沉积环境演化的研究进展,着重分析晚更新世以来长江三角洲南北两翼沉积地层的年代框架异同、释光年代约束下末次冰期长江古下切河谷的演化历史及成因。释光测年及区域地层对比研究结果表明：1)氧同位素(MIS)5e阶段(130～120 ka)和全新世,长江三角洲地区沉积环境受海洋作用影响比较明显。2)MIS 3阶段是否存在海侵环境,不同测年技术得出了不同的年代学结论。且认为14C和常规的石英OSL测年得到的末次冰期早期地层(MIS 3～4)的年龄很可能都存在低估,而钾长石或混合矿物红外释光测年可以发挥一定的测年优势。这也需要后期继续强... 相似文献
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蛇绿岩年代学研究方法及应注意的问题 总被引：3，自引：0，他引：3
蛇绿岩年代学在研究造山带构造演化、古洋一陆及板块构造格局恢复中至关重要。同位素测年及化石年代学法是蛇绿岩年代学研究的基本方法。高精度同位素测年首选锆石U-Pb法(包括单颗粒锆石U-Pb法、离子探针SHRIMP U-Pb法)及^40Ar-^39Ar法。同时可辅以Sm-Nd及Rb-Sr等时线法测年；各种测年方法所获结果与化石年代之间应相互比对；与蛇绿岩形成、演化相关的各地质事件发生的时间可以对蛇绿岩的形成时代进行约束。测年时必须对所测对象的特征及性质进行详细的研究。同时，对各种测年方法的适用性和应注意的问题有所了解。唯此才能对测年结果的含义及准确性做出科学、合理的解释。 相似文献
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文章对烂沙洋海区的3个钻孔进行的沉积学、古生物学和年代学的分析,就烂沙洋的稳定性进行了研究。在千年尺度上,研究区一直处在相对稳定的环境,钻孔所揭示的沉积速率为2.16~4.67mm/a,水深变化幅度不大;在C孔所在的深槽区,有12m的以包卷层理、扰动层理为特征的淤积层,颗石的特点显示其来源于水深较浅处,通过1992年、1994年和2003年共3个时段的海图对比,该淤积层形成于近年,结合其沉积结构分析,该淤积层应为与事件相伴的事件沉积,工作区的整体冲淤基本平衡。 相似文献
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动物群化石组合通常被用来限定地层的相对年代,但很难给出地质事件的精确时间.电子自旋共振(ESR)方法能够对化石样品本身直接测年,测年范围可以覆盖更新世和上新世.ESR化石测年的难点之一在于化石中铀放射性衰变体系的开放性.通过与铀系分析相结合,可以更精确的重建牙齿化石中铀元素的迁移过程,进而获得更可靠的年龄.本文对ESR化石测年方法进行了介绍,并展示了该方法在国内外动物群年代学研究中的一些应用.通过与生物地层学相结合,ESR化石测年方法为晚新生代地质和动物考古学年代学研究提供了一种更直接的绝对测年手段. 相似文献
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古洪水事件重建是地貌学与环境变化领域的前沿性课题之一。高山峡谷基岩河段是古洪水重建的理想场所,通过系统梳理国内外文献,评述古洪水事件重建研究进展,认为识别古水位标志(palaeo-stage indicators)、系统建立流域尺度洪水综合地貌证据是古洪水重建的前提和基础。而不同类型的古洪水地貌证据中,古洪水滞流沉积物(slackwater deposits,SWD)是最完整的具有确切水位标志指示意义的高水位悬移质沉积物,而其他边滩坝体(bars)是指示洪水路径和水动力条件的低水位标志沉积物。基于这些洪水地貌证据与水位标志物指示,采用多种水力学模型重建古洪水规模。同时采用多种测年方法相互验证建立可靠完整的古洪水事件年代序列。从点到面建立古洪水事件数据库,提出不同成因类型古洪水事件的时空模式,系统揭示特大洪水发生规律及其演化趋势。其中,青藏高原周缘灾难性古洪水事件在形成年代、地貌证据和水文模拟等方面具有鲜明的时空特征与地貌效应,这些对认识全球末次冰期巨型洪水事件具有重要意义。在特定的时空尺度范围内评估极端洪水事件的地表过程与地貌效应,甚至大陆尺度灾难性古洪水研究已经拓展到行星尺度洪水地貌。此外,高山峡谷现代大洪水地貌原型观测对理解古洪水水文过程机制等具有重要的参考价值。 相似文献
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Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating of glacial sediments from Arctic Russia - depositional bleaching and methodological aspects 总被引：1，自引：0，他引：1
PUTHUSSERRY J. THOMAS REW S. MURRAY KURT H. KJæR SVEND FUNDER EILIV LARSEN 《Boreas: An International Journal of Quaternary Research》2006,35(3):587-599
Optical dating has been extensively used for stratigraphical correlation in the reconstruction of Eurasian ice-sheet dynamics and palaeoenvironmental changes during the last glaciation. In recent terrestrial studies in Arctic Russia, Optically Stimulated Luminescence (OSL) is the main chronological tool, and has been used across the whole of the Eurasian north. We report new OSL ages obtained on glaciofluvial and glaciolacustrine sediments from the Arkhangelsk and Taymyr regions of Arctic Russia and discuss the characteristics of the quartz OSL signal in terms of its saturation limit, variability among samples from the same location, and initial signal resetting in different depositional environments. It is shown that effect of partial bleaching in our mainly Weichselian samples is trivial because: modern analogues are well zeroed; there is good agreement between OSL and 14C ages in young samples; and skewness in the dose distribution of relatively older samples is mainly due to varying shapes of the growth curves. The overall reliability of the OSL ages from Arctic Russia, when compared with the limited independent age controls available, appears to be good. 相似文献
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Establishing a precise chorology is a critical issue when employing cold-water coral as paleoenvironmental archives. Currently, U-Th, 14C and 210Pb dating techniques are the most frequently used methods. The high-magnesium calcite skeleton of bamboo coral has clear growth bands, which is appropriate for 14C and 210Pb dating methods and holds a great potential to be high-resolution archives of mid-to-deep ocean evolution. Aragonitic stony coral is appropriate for both U-Th and 14C dating methods, which is valuable in paleoceanographic research. Because the U-Th method can provide the absolute chronology of coral samples, it can further be used to calculate the 14C age of ocean carbon reservoirs. Therefore, U-Th and 14C dating results of stony coral are currently the most reliable data for exploring the evolution of ocean carbon reservoirs through the Last Glacial Maximum to the present. It has been found that the 14C ventilation ages of intermediate water masses of the equatorial Atlantic and Southern Ocean significantly decreased at the end of the Heinrich Stadial 1. This suggests a massive carbon transfer from deep oceans to the atmosphere, or the Atlantic intermediate depths were ventilated by the southern- and the northern-sourced water masses, respectively, before and after the Heinrich Stadial 1. 相似文献
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4He是测定地下水年龄理想的示踪剂之一,由于测年时间尺度及多成因等问题,其测年结果通常与14C测年结果缺乏一致性。通过采集河北平原第四系承压水中的惰性气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）及14C样品,利用CE（封闭系统平衡）模型分离出地下水中的放射性成因4Herad浓度为（5.43～8 994）×10-8 cm3·STP/g,进而得到地下水的4He年龄为8.8～55.9 ka;相应样品的14C测年结果为7.7～35.2 ka。结果表明,2种测年结果在河北平原具有很好的一致性。 相似文献
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北美五大湖区的安大略湖北岸Don Valley Brickyard、Scarborough Bluffs、Bowmanville Bluffs剖面共同构成了北美东北部最长也是最厚的陆地第四纪沉积记录, 较完整地记录了晚更新世劳伦泰德冰盖(the Laurentide Ice Sheet)的演化. 晚更新世劳伦泰德冰盖演化的重建有赖于这些经典剖面中重要沉积地层单元的准确年代学控制. 传统的地层年代学主要是依靠少量14C年代, 将主要的混杂堆积单元(diamicton)解释为气候变冷环境下的冰川扩张, 并与指示全球冰量变化的深海氧同位素曲线一一比对建立起来的. 这样建立起来的年代学存在很大的不确定性. 20世纪80-90年代的少量热释光年代也不相吻合, 最近的13个长石红外释光定年则只集中于Bowmanville Bluffs的一个分层, 并未建立整个剖面的地层年代学, 使这些经典沉积剖面的年代学一直没有得到系统的建立. 应用石英光释光SAR-SGC法测试了Bowmanville Bluffs剖面Glaciofluvial Sand单元的2个冰水沉积样品, 年代结果分别为(41.6±3.8) ka、(48.1±4.4) ka, 分析表明这一年代结果偏老, 石英颗粒可能晒褪不完全. 由于大测片无法识别晒褪不完全的颗粒, 因此, 测试更多的剖面序列的光释光年代并尝试采用粗颗粒小测片或单颗粒技术解决样品颗粒晒褪不完全的问题将是必要的. 相似文献
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High-resolution loess deposits are widely distributed in Arid Central Asia (ACA) and provide important records associated with dust transportation, paleoenvironmental and paleoclimatic evolution. The chronology is the foundation of the research into loess deposits as an environmental archive. In recent decades, the gradually developed optical dating method has been increasingly matured and become an important approach to establishing the loess-paleosol sequences. Here, we summarized and discussed previous work on loess chronology mainly based on optical dating approach in ACA. The following understandings have been listed: ① In comparison with optical dating method, the suitable material for 14C dating is uncommon in ACA. However, the dating range of luminescence dating is more extensive, and the dating materials are accessible. Thus, the optical dating is widely applicable in the establishment of loess framework in this area. ② Until now, the quartz Single Aliquot Regeneration (SAR) method can be applied to the establishment of loess-paleosol sequence since last glacial period. But several issues remain unaddressed. For example, the Optically Stimulated Luminescence (OSL) signal sensitivity of quartz grains are low in some areas. Furthermore, the results of OSL dating of different grain sizes within a single sample are inconsistent in some areas. The solution of these problems still requires more methodological research. ③ The post-IR IRSL (pIRIR) and multiple elevated temperature stimulation (MET-pIRIR) protoCols of feldspar have basically overcome the anomalous fading issue in the traditional IRSL dating process. In ACA, the framework since MIS 7 can be established with K-feldspar luminescence dating method. Compared with quartz luminescence characteristics, the K-feldspar luminescence signals are more sensitive and exhibit a high saturation level. In specific applications, it is necessary to establish the age frame according to the luminescence sensitivity, the age of samples or other factors. 相似文献
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近些年,宇宙成因核素暴露年代、光释光和放射性碳埋藏年代等方法在第四纪冰碛物的年代测定中已经取得显著进展.但对于第四纪冰川沉积物10万年甚至百万年以上的冰碛物样品的埋藏年代和暴露年代,由于方法自身问题或沉积物后期地质地貌过程的改造,使上述方法存在定年方面的挑战.而电子自旋共振（ESR）广泛的测年范围,使其在第四纪样品的测年中发挥着不可替代的作用.目前,石英ESR信号的衰退特征已有许多研究进展,但是对于冰碛物中的ESR信号的研究还很少.ESR测年方法由于缺乏测年机理的研究,西方学者和国内一些测年学者对这种方法的定年存有疑虑.因此,我们在典型冰川区开展对冰碛物中石英砂ESR信号变化的机理研究,得到人工研磨可以使ESR信号强度下降到原来值的53%~69%,但并不能使ESR信号完全归零.如果在以后的研究中能够找出这些残留信号值大小,并予以扣除,将会大大提高ESR冰碛物测年精度.在今后的研究中应探求其测年机理,提高测试样品的石英纯度,增强ESR测年信号的精度,使这种方法成为冰碛物交叉测年中独立可信的测年方法之一,为第四纪冰川研究中的老冰碛物的定年提供准确的年代依据. 相似文献
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第四纪地层年代学格架的建立对区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析河北大厂凹陷北部第四系标准孔S9钻孔岩心沉积物颜色、结构构造、岩性组合特征,应用测井曲线、古地磁、AMS 14C和OSL测年方法,对S9钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相分析和地层年代学格架建立。将S9孔揭示的松散沉积物分为4套岩性组合:第1套岩性组合代表洪积扇沉积;第2套岩性组合代表辫状河沉积;第3套岩性组合代表洪积扇沉积;第4套岩性组合代表泛滥平原沉积和河床沉积。通过对古地磁实验结果的分析得出, 0~145.3 m为古地磁极性带的布容正极性时,145.3~212.6 m为古地磁极性带的松山反极性时,212.6~251.8 m为古地磁极性带的高斯正极性时。以磁性地层为主导,以岩性地层特征、14C和OSL测年数据为辅,对S9孔第四纪岩性地层进行初步划分,其第四纪地层的下更新统、中更新统和上更新统的底界对应深度分别为210.9 m、145.4 m和24.05 m。 相似文献