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前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层（居仁剖面）视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩（43%）、花岗岩（28%）和石英质（26%）为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石（42%）和锐钛矿（9.9%）占绝对优势,其次为白钛石（8.7%）,重晶石（15.2%）、黄铁矿（14.5%）和萤石（11.3%）在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。 相似文献
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哈尔滨荒山黄土位于欧亚黄土带的最东端,毗邻亚洲大陆干旱带的东部边缘,对它的成因机制研究有助于我们深层次理解松嫩平原地貌-气候-粉尘堆积的耦合关系。然而,目前荒山黄土成因还存在认识上的不统一。我们通过野外观察及对哈尔滨荒山钻井岩芯进行粒度、元素地球化学组成和磁化率分析,进而探讨荒山黄土的成因机制。结果表明:荒山黄土的粒度组成以粗粉砂级(16～63μm)为主,粒度参数特征(平均粒径、中值粒径、标准偏差、偏度和峰态)、粒度像特征(C-M、A-M和L-M)、判别式函数及Kd值对荒山黄土风成成因的指示不明显; L1-L5黄土的元素地球化学组成也没有与受流水改造的L5次生黄土和黄土-古土壤序列下伏的河湖相沉积(荒山组)区分开;荒山黄土-古土壤序列的磁化率呈现出周期性高低变化的特征,与黄土高原典型风成黄土剖面具有较好的一致性;结合野外观察,荒山黄土具有均一沉积和垂直节理发育等风成黄土典型特征。本文运用整合的方法确定哈尔滨荒山黄土为风积成因。黄土的粒度和地球化学指标作为黄土成因机制的替代性指标存在一定的局限性,在实际应用中应当结合野外观察和磁化率等其他替代性指标共同使用,才能够从中提取正确的成因机制信息。 相似文献
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研究黄土-古土壤序列有机碳同位素组成与古植被和古气候的关系,对于重建第四纪环境变化过程有重要意义。然而,东北地区黄土有机碳同位素组成的研究尚未展开。本文对哈尔滨荒山岩芯开展了黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成和磁化率分析。结果表明,中更新世以来有机碳同位素组成在古土壤层和黄土层的均值分别为–24.8‰和–25.1‰,整体上古土壤层有机碳同位素组成较黄土层偏正,而S0和S2古土壤层相对偏负。利用端元法恢复过去C_3/C_4植物的相对丰度,揭示出中更新世以来研究区C_3植物占绝对优势地位。通过与海面温度和深海氧同位素以及东北地区赤峰黄土的有机碳同位素进行耦合对比,发现荒山岩芯的有机碳同位素组成变化与温度呈正相关,表明温度是植物碳同位素组成变化的主控因素。然而在某些间冰期时期,比如S0、S2层以及S3古土壤层中部,降水可能成为主要因素。上述研究表明东北地区植物生长对气候响应具有复杂性。这些认识对于理解哈尔滨地区C_3植物的生长因子具有重要的借鉴意义。 相似文献
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早更新世晚期松花江水系袭夺：地球化学和沉积学记录 总被引：2，自引：0，他引：2
水系演化重建是恢复区域构造历史及古环境变化的重要方法。松花江作为中国七大水系之一，其水系演化的相关研究目前还比较薄弱，尤其是第四纪松花江中- 上游是否存在流向反转尚无准确结论。沉积物是河流地质过程的直接产物，是水系演化研究的关键。为此，本研究对哈尔滨荒山钻孔岩芯(HS)进行了磁化率、古地磁和元素地球化学组成分析。结果表明，岩芯62. 3 m(0. 94 Ma B. P. )处，沉积物的岩性、磁化率及元素地球化学组成均发生显著变化。岩芯沉积物岩性在62. 3 m上下发生明显变化，是河流沉积两个沉积旋回的转折点。62. 3 m以下地层的磁化率极低，基本为0，且变化幅度极低，元素地球化学组成则急剧波动，并表现出与现在松花江哈尔滨段下游水系(岔林河、蚂蜒河和牡丹江)相近的地球化学组成；然而，62. 3 m以上地层的磁化率突然升高(99. 673×10-8 m3 kg-1)，并具有周期性的高低变化。元素组成呈现稳定的小幅变化，并表现出与拉林河、嫩江和松花江吉林段相近的地球化学组成。0. 94 Ma B. P. 沉积物物源的变化表明河流流向发生了显著变化，松花江中上游河段流向曾在此时发生反转。地球化学记录的水系反转也得到了河流阶地地貌和沉积学证据(砾石的粒径和排列方向)的支持。早更新世早- 中期，以佳- 依分水岭为界，松花江中上游(肇源- 依兰河段)河流自东向西流入松嫩湖盆，松花江下游向东流经三江平原；早更新世晚期，受构造- 地貌- 气候耦合作用的影响，佳- 依分水岭持续抬升，而三江平原一侧不断下沉，佳- 依分水岭两侧河流发生溯源侵蚀，最终导致佳- 依分水岭在0. 94 Ma B. P. 被切穿，松花江中上游水系被下游水系所袭夺，河流流向发生反向，自西向东流经依佳峡谷进入三江平原，现代松花江水系逐渐建立。本研究有助于我们加深对松嫩平原水系演化的理解，为探索东亚水系演化的一致性和区域差异性提供研究证实，同时对松花江流域自然资源禀赋的调查乃至国土空间开发利用具有重要实践意义。 相似文献
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沙地和沙漠是干旱半干旱地区重要的地质档案载体,记录着丰富的气候演化和沙漠变化信息,尤其是位于东亚温带季风区的呼伦贝尔沙地,蕴含着丰富的东亚季风和人类活动信息。然而受沙丘流动性影响及研究手段的匮乏,目前对于呼伦贝尔沙地全新世以来的气候信息知之甚少。本研究针对呼伦贝尔沙地两个典型风成砂-古土壤沉积序列,进行了多指标如粒度、磁化率、色度、地球化学和总有机碳(TOC)分析,同时结合岩性特征重建了呼伦贝尔沙地全新世以来的气候演化历史。结果表明:两个剖面古土壤层的细颗粒组分、磁化率、化学蚀变指数(CIA)、Rb/Sr、TOC呈高值,而(CaO+Na2O+MgO)/TiO2和亮度呈低值。此外,在6356±31~2235±51 cal.a BP和1620±42~498±17 cal.a BP年龄阶段出现两个明显的变化趋势,指示了呼伦贝尔沙地气候向暖湿方向的逆转,且风成砂层(气候干冷)向古土壤层(气候暖湿)过渡是逐渐进行的,而由古土壤层(气候暖湿)向风成砂层(气候干冷)过渡是骤然变化的。通过与呼伦贝尔沙地古土壤年龄汇编对比,当前研究的古土壤发育年代与邻区的气候暖湿期对应较好,表明呼伦贝尔沙地的正逆演化过程受区域气候演化控制。沙地古土壤发育时间与太阳辐射高值相对应,表明太阳辐射驱动的东亚夏季风变化是呼伦贝尔沙地气候逆转的主要因素。此外,近2000年来人类活动的增强可能对风沙活动加剧造成了一定影响。 相似文献
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水系重建对于理解全球变化和区域响应至关重要。松花江水系演化研究极为薄弱，尤其对第四纪早期松花江水系是否发生倒转一直存在争议，且无明确证据。河流沉积物是水系演化最直观的证据。为此，选择哈尔滨荒山（HS）钻孔岩芯沉积物作为研究对象，对其进行了磁化率、古地磁和Sr?Nd同位素组成分析。结果表明，岩芯62.3 m（0.94 Ma B.P.）深度上、下地层的磁化率和Sr?Nd同位素特征存在较大差异。62.3 m以下地层磁化率极低，多次出现0值，且变幅较小。Sr?Nd同位素组成与依兰方向现代水系的Nd同位素特征相近；然而62.3 m以上地层磁化率急剧增大，并呈现周期性的高低变化。Sr?Nd同位素组成小幅度变化，表现出与松原方向现代水系相近的Nd同位素特征。表明了早更新世晚期松花江中上游（肇源—依兰河段）水系流向曾发生反转。早更新世早—中期，松花江中上游与下游尚未贯通。以佳依（佳木斯—依兰）分水岭为界，松花江下游向东流经三江平原，而松花江中上游向西流入松嫩湖盆；早更新世晚期，由于构造—气候变化的共同作用，佳依分水岭不断抬升，而三江平原和松嫩平原持续下降，导致分水岭两侧河流向源侵蚀，在0.94 Ma B.P.，佳依分水岭被切穿，松花江中上游水系被下游水系所袭夺，流向开始倒转，中上游与下游贯通，现代松花江水系逐渐建立。 相似文献
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黄土隐含丰富的古气候信息,了解其物源变化对理解亚洲内陆干旱化、大气环流模式和亚洲季风演变至关重要。哈尔滨荒山剖面地层出露厚度大,地层连续,保存了松嫩平原最完整的黄土-古土壤序列。此外,重矿物在河流源-汇研究中得到广泛应用,但在风成沉积物中较少。定量矿物学方法分析速度快,能在较短时间内获得大量数据。因此,我们对哈尔滨黄土-古土壤序列进行TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)自动定量矿物分析及年代学(OSL、ESR和14C)测试,以期了解哈尔滨黄土在冰期-间冰期时间尺度上的物源变化。结果表明:TIMA方法鉴别的矿物种类高于传统方法,且TIMA定量的重矿物含量与传统方法相比存在一定的差异,但两者揭示的重矿物组合基本一致。黄土-古土壤序列在15.1 m(234.2 ka)上、下地层的20—63μm组分的铁板钛矿、闪石类、锆石、磷灰石、金红石、钛铁矿、铬铁矿、榍石、辉石以及重矿物特征指数(ZTR和GZi)等存在明显不同的变化特征;然而,除了铁板钛矿和独居石外,<20μm组分并没有表现出如此特征。黄土-古土壤序列上、下地层重矿物组成的差异指示了哈尔滨黄土物源的变化。15.1 m以下,哈尔滨黄土除了接受松嫩沙地的近源粉尘贡献外,也有远源(比如,浑善达克和科尔沁沙地)粉尘的贡献。随着干旱化气候的加剧,松嫩沙地范围扩大,使得15.1 m以上黄土的远源贡献比例减少,近源贡献显著增加。即增强的气候干旱化导致的松嫩沙地粉尘源区范围扩大,是哈尔滨黄土物源发生变化的主要原因。 相似文献
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白土山组是松嫩平原地区的第四纪下限,早期对该组的认识仅限于岩性,其矿物学和地球化学属性尚未涉及。为此,本文以吉林白城平安镇白土山组标准剖面为研究对象,基于沉积学、矿物学和地球化学地层属性,揭示其化学风化、沉积循环、物源和沉积环境。结果表明,白土山组砾石砾径以20~80 mm为主,分选差,磨圆度较好,弱—中等风化程度,呈颗粒支撑,基质为砂—粉砂和泥。砾石成分以凝灰岩为主,流纹岩和石英质岩石次之,含少量花岗岩和沉积岩砾石。重矿物组成以白钛石、绿帘石和钛铁矿为主,锆石、磁铁矿、锐钛矿和赤褐铁矿次之,其他矿物含量<1%,个别样品出现软、硬锰矿。沉积学、重矿物及地球化学证据共同表明沉积物来自大兴安岭的中—酸性岩浆母岩,经历了中等程度化学风化,是初次循环的产物。综合沉积学和地球化学指标,本研究认为平安镇白土山组是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲-洪积物堆积。此项研究对大兴安岭东麓地层划分及对重建松嫩平原的沉积环境具有重要意义。 相似文献
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哈尔滨荒山岩芯重矿物特征对松花江第四纪水系演化的指示 总被引：1，自引：0，他引：1
松花江水系演化研究对于理解该区域的构造-气候-地貌演化具有重要意义,但其研究相对较为薄弱,特别是对于第四纪松花江中上游流向是否存在反转,一直存在争论,也没有确切的证据。河流沉积物是河流地质过程的产物,是研究水系演化的重要地质档案。对哈尔滨荒山岩芯(深度101.11 m,底界年龄1.68~1.70 Ma)沉积物进行了古地磁、磁化率和重矿物分析,结果表明:岩芯62.3 m(0.94 Ma)深度的上、下地层的磁化率和重矿物特征存在明显不同。62.3 m以下地层的磁化率极低(甚至为0),且重矿物特征和依兰方向的河流相近;而62.3 m以上地层的磁化率突然增大,并呈现出周期性的高低变化,重矿物特征与松原方向的现代河流相似。磁化率和重矿物组合特征反映的沉积物物源变化指示了松花江中上游水系的反转。早更新世早期,松花江肇源-依兰段的水流从依兰方向向西注入松嫩湖盆;早更新世中晚期,佳依分水岭不断抬升,三江平原和松嫩平原不断下降,导致分水岭两侧河流溯源侵蚀加剧;在0.94 Ma B.P.,佳依分水岭被切穿,松花江水流发生反转,自西向东流经佳依峡谷进入三江平原。 相似文献
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水系演化研究是揭示流域地貌—构造—气候演化之间相互作用的重要途径。松花江水系演化研究目前还相对薄弱,尤其是第四纪松花江中上游是否发生流向反转存在争议。自动定量矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)在源区识别和古地理重建方面有极大的应用潜力。为此,本文利用TIMA技术对位于松花江T2阶地的哈尔滨荒山岩心沉积物进行重矿物及全岩矿物地球化学组成分析。结果表明,以深度62.3 m为界,岩心上、下地层沉积物的重矿物(例如,锆石、磷灰石、金红石、榍石、石榴石、钛铁矿、铁磁矿物和硅铁矿)及全岩矿物地球化学组成均存在明显差异。62.3 m以上地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+榍石+铁磁矿物,硅铁锂钠石在上段地层中出现,全岩矿物地球化学元素较为稳定,波动幅度较小;62.3 m以下地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+钛铁矿+榍石,方解石、铬铁矿、蛇纹石、黄铁矿和磁黄铁矿仅在下段地层中出现,全岩矿物地球化学元素波动幅度较大。TIMA重矿物和全岩矿物地球化学组成反映了岩心沉积物的物源发生明显变化,进而指示了松花江的水系演化。结合在依兰发现的河湖相地层,我们提出了松花江水系演化的新模式。早更新世时期,佳依(佳木斯—依兰)分水岭将松嫩水系和三江平原水系分隔开,作为松花江上游的牡丹江向东流经依兰—通河—哈尔滨,最终注入松嫩古湖。在0.94 Ma B. P.之后,松辽分水岭局部隆升,古松花江发生反转,从西向东流至通河—依兰地区形成古大湖。湖泊水位不断升高致使湖水溢流切穿佳依分水岭,形成现代松花江水系的基本格局。这挑战了以前的向源侵蚀导致佳依分水岭被切穿的水系演化模式。 相似文献