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哈尔滨黄土不同粒级组分的物源贡献揭示的粉尘搬运机制
1
作者 陶林郦 孙磊 +6 位作者 谢远云 迟云平 康春国 魏振宇 刘海金 汪烨辉 吴鹏 《地质科学》 北大核心 2025年第3期782-794,共13页
哈尔滨黄土位于欧亚大陆最东端,其不同粒级组分的物源研究可以揭示粉尘搬运机制,对于理解古粉尘搬运、传输和扩散,以及古大气环流模式演变具有重要的科学意义。为此,本研究分析哈尔滨末次冰期黄土及潜在源区表土<63μm和<10μm粒... 哈尔滨黄土位于欧亚大陆最东端,其不同粒级组分的物源研究可以揭示粉尘搬运机制,对于理解古粉尘搬运、传输和扩散,以及古大气环流模式演变具有重要的科学意义。为此,本研究分析哈尔滨末次冰期黄土及潜在源区表土<63μm和<10μm粒级组分的地球化学组成(常量元素、微量元素和稀土元素),并结合电镜扫描技术,通过主成分分析和Frequentist模型进行物源定量重建,探讨其粉尘搬运机制。结果表明,潜在源区对哈尔滨黄土<63μm和<10μm组分贡献度分别为松嫩沙地西南部(71.3%、56.5%)、科尔沁和浑善达克沙地(27.1%、42.8%)、松嫩沙地西北部(1%、0.2%)和呼伦贝尔沙地(0.5%、0.5%)。电镜扫描图像显示,哈尔滨黄土沉积物中细颗粒附着在较大颗粒表面或形成团聚体进行搬运。以上结果表明,尽管哈尔滨黄土细颗粒组分可以以单颗粒方式进行远距离搬运,来源于科尔沁和浑善达克沙地,但是仍有相当大一部分细颗粒附着在较大颗粒表面或形成团聚体进行短距离搬运,来自于近源的松嫩沙地。 展开更多
关键词 哈尔滨黄土 物源定量 地球化学 粉尘搬运机制
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中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、地球化学和总有机碳记录 被引量：5
2
作者 刘硕 迟云平 +3 位作者 郝冬梅 谢远云 康春国 吴鹏 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1279-1298,共20页
哈尔滨黄土位于松嫩平原东北部,处于欧亚大陆中纬度干旱—半干旱地带的东部边缘,是季风和非季风区的过渡地带,对季风气候的变化非常敏感。然而,由于沉积档案露头的缺乏,使得该地区的气候变化研究极为薄弱。为此,我们对哈尔滨黄土进行了... 哈尔滨黄土位于松嫩平原东北部,处于欧亚大陆中纬度干旱—半干旱地带的东部边缘,是季风和非季风区的过渡地带,对季风气候的变化非常敏感。然而,由于沉积档案露头的缺乏,使得该地区的气候变化研究极为薄弱。为此,我们对哈尔滨黄土进行了磁化率、总有机碳(TOC)和地球化学测试,并结合小波分析,对松嫩平原中更新世以来的夏季风演变及其控制机制进行研究。结果表明,中更新世以来松嫩平原的夏季风演化分为两个阶段:1)460~180 ka时期,哈尔滨黄土较低的化学风化程度和TOC值指示了弱的夏季风强度;另外,在此时期还存在3个次一级的夏季风的微弱增强,叠加在夏季风强度偏弱这一大趋势之上。2)180 ka~至今,哈尔滨黄土—古土壤序列的磁化率、化学风化程度和TOC值呈现出逐渐增大的趋势,表明东亚夏季风强度逐渐增强。通过哈尔滨黄土与邻区赤峰黄土和黄土高原洛川黄土的磁化率和粒度综合对比分析,表明松嫩平原首先响应间冰期夏季风主导的温度升高及降水增加带来的气候变化,但这种响应的持续时间偏短;哈尔滨黄土记录了360~340 ka和280~250 ka两次显著的夏季风减弱的气候现象,这是全球气候和区域环境变化综合作用的结果。小波分析结果表明,哈尔滨黄土—古土壤序列磁化率小波变换的主导周期为98 ka(100 ka),结合海平面温度、全球CO2浓度、60°N太阳辐射量、深海氧同位素综合对比分析,表明松嫩平原夏季风演化主要受全球冰量驱动;36 ka和44 ka(40 ka)倾角周期以及最低振荡29 ka周期的出现,表明倾角驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原夏季风起到微弱调控作用,而岁差驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原影响较小。 展开更多
关键词 东亚夏季风 哈尔滨黄土 松嫩平原 地球化学组成 磁化率
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哈尔滨黄土炭屑记录的中晚更新世以来古火活动及其驱动机制 被引量：5
3
作者 张瑞 迟云平 +4 位作者 谢远云 康春国 吴鹏 孙磊 魏振宇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第24期10317-10328,共12页
火作为陆地生态系统中重要的环境因子,与气候、植被和人类活动密切相关,古火演化已成为目前全球变化关注的热点问题之一。炭屑是探索古火活动和人类用火及其驱动机制的重要指标,为研究古环境和古气候的演变提供了一种新的途径。我国东... 火作为陆地生态系统中重要的环境因子,与气候、植被和人类活动密切相关,古火演化已成为目前全球变化关注的热点问题之一。炭屑是探索古火活动和人类用火及其驱动机制的重要指标,为研究古环境和古气候的演变提供了一种新的途径。我国东北地区的炭屑研究较为薄弱,仅有的少数研究集中在全新世,缺少更长时间尺度的沉积记录。为此,基于光释光、电子自旋共振、深海氧同位素转折年龄构建了哈尔滨黄土的年代框架。在此基础上,重点对黄土-古土壤中炭屑和总有机碳(TOC)进行分析,以重建中晚更新世以来松嫩平原东部的古火活动与古植被-古气候间的关系,并进一步探讨古火活动的驱动机制。结果表明:哈尔滨黄土-古土壤炭屑中圆叶炭屑总数最多,长叶炭屑数量较少,炭屑形态揭示研究区主要为木本型炭屑;炭屑粒度以<30μm的炭屑为主,>100μm的炭屑最为稀少,炭屑粒度特征记录本地区为区域性古火事件。哈尔滨荒山黄土-古土壤炭屑总浓度、圆叶炭屑浓度、长叶炭屑浓度的变化具有较高的一致性,炭屑浓度曲线与TOC曲线比较吻合,古土壤炭屑浓度高,在弱古土壤层呈现出逐渐增加的趋势,表明温度的上升和生物量增多导致古火活动增强,揭示出古火活动主要受控于生物量。通过与铷/锶比值、全球CO_(2)浓度以及深海氧同位素的对比,发现古火还受温度条件的限制。温度作为触发因素,对植物的生长和古火的发生起到了积极的作用,即温度影响木本植物生长,较高的温度导致更密集的蒸发,较低的温度会导致较高的有效湿度,从而对火灾的发生和植物的生长产生影响,这也揭示了古火-植被-气候之间的复杂性。 展开更多
关键词 炭屑 古火 古气候 木本植物 哈尔滨黄土
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松嫩平原中更新世以来气候干旱化——来自哈尔滨黄土记录 被引量：3
4
作者 赵倩 谢远云 +4 位作者 郝冬梅 迟云平 康春国 吴鹏 刘硕 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1702-1717,共16页
哈尔滨黄土位于欧亚黄土带最东端,是研究气候干旱化的理想载体,对于重建松嫩平原气候干旱化历史及完善亚洲内陆干旱化东进进程具有重要意义。然而,松嫩平原干旱化的相关研究相当薄弱,黄土与区域构造—气候—水系演化之间的耦合关系尚未... 哈尔滨黄土位于欧亚黄土带最东端,是研究气候干旱化的理想载体,对于重建松嫩平原气候干旱化历史及完善亚洲内陆干旱化东进进程具有重要意义。然而,松嫩平原干旱化的相关研究相当薄弱,黄土与区域构造—气候—水系演化之间的耦合关系尚未明确。对哈尔滨黄土—古土壤序列进行了沉积学特征分析以及粒度、磁化率、总有机碳和Sr-Nd同位素组成测试,结合粒度端元和小波分析,对松嫩平原气候干旱化历史及驱动机制进行研究。结果表明:受高纬度寒冷气候影响,哈尔滨黄土—古土壤序列的沉积特征与其他地区存在显著差异,潜育化的沉积环境是古土壤层磁化率呈现低值的主控因素;哈尔滨黄土堆积的出现指示了松嫩平原干旱化和松嫩沙地的发育始于~460 ka;黄土大于63μm以及EM3端元组分共同指示了380 ka和300 ka两次明显的干旱化加剧和沙地扩张事件;TOC和Sr同位素指标揭示了这种干旱化加剧的现象一直持续到180 ka。此后,松嫩平原的气候逐渐趋于暖湿。研究显示,全球气候变冷(冰量的扩增)—区域构造(松辽分水岭隆起)—水系演化(松辽水系的变迁)共同驱动了松嫩平原气候干旱化。上述认识对松嫩平原的生态与社会经济的可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 哈尔滨黄土 松嫩平原 气候干旱化 粒度 端元分析 小波分析
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松嫩沙地元素和Sr-Nd同位素组成特征及其对区域粉尘物源的指示 被引量：2
5
作者 杨珮瑶 迟云平 +4 位作者 谢远云 康春国 孙磊 吴鹏 魏振宇 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期549-561,共13页
松嫩沙地位于欧亚黄土带最东端,其物质组成的研究有利于重建松嫩平原冰期—间冰期粉尘传输路径。为此,系统采集了松嫩沙地123个河流沙和风成沙样品,对其进行分粒级的常量、微量和稀土元素以及Sr-Nd同位素组成等地球化学分析,并利用Frequ... 松嫩沙地位于欧亚黄土带最东端,其物质组成的研究有利于重建松嫩平原冰期—间冰期粉尘传输路径。为此,系统采集了松嫩沙地123个河流沙和风成沙样品,对其进行分粒级的常量、微量和稀土元素以及Sr-Nd同位素组成等地球化学分析,并利用Frequentist模型进行风尘物源定量重建,探讨松嫩沙地不同区域、不同粒级组分对哈尔滨黄土的贡献及搬运路径。结果表明,松嫩沙地经历了初级的化学风化过程(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA平均值分别为55.20、57.46、57.51),有较低的再循环历史(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA/WIP比值的平均值为0.98、1.08、1.04)。根据不同粒度组分的元素地球化学与Sr-Nd同位素组成特征,将松嫩沙地划分为西北部和西南部两个地球化学分区。不同粒度组分地球化学组成的定量重建结果表明,这两个分区不同粒级组分(<63μm、<30μm、<10μm)对哈尔滨黄土的贡献度分别为:75.7%~88.5%、73.4%~84.9%、61.0%~89.7%(西南部)和11.5%~24.3%、15.1%~26.6%、10.3%~39%(西北部)。本研究揭示了末次冰期以来松嫩平原粉尘传输路径以西南方向为主,与冰期以西北风为主导的环流模式存在差异。 展开更多
关键词 松嫩沙地 地球化学 Sr-Nd同位素组成 物源定量重建 哈尔滨黄土
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松嫩沙地Sr⁃Nd同位素组成特征 被引量：9
6
作者 谢远云 孙磊 +4 位作者 康春国 迟云平 刘璐 王嘉新 杜慧荣 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期771-780,共10页
作为亚洲风尘源区的中国北方干旱—半干旱地区的Sr⁃Nd同位素组成已得到很好的研究,但位于欧亚黄土带最东端的松嫩沙地尚是空白,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为此,系统采集了松嫩沙地19个区域90个河流沙和风成沙样品,并对这些... 作为亚洲风尘源区的中国北方干旱—半干旱地区的Sr⁃Nd同位素组成已得到很好的研究,但位于欧亚黄土带最东端的松嫩沙地尚是空白,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为此,系统采集了松嫩沙地19个区域90个河流沙和风成沙样品,并对这些样品进行了分粒级处理(<63μm、63~30μm、30~10μm、<10μm和<30μm)。对116个分粒级子样的酸不溶物(硅酸盐组分)进行了Sr⁃Nd同位素组成的测定。研究结果表明,松嫩沙地可划分出两个大区(嫩江水系和松花江水系)和七个小区,嫩江水系沉积物的Nd同位素组成显著高于松花江水系,而Sr同位素组成明显偏低。松嫩沙地8个剖面纵向上的同位素特征显示,Sr⁃Nd同位素组成存在“时间效应”,即随时间发生了明显变化,表明了源区地球化学组成的不稳定性。分粒级组成表明,粒度对87Sr/86Sr比值的影响很小,但对Nd同位素组成有明显影响,且存在Nd同位素比值富集在粗颗粒组分中的趋势,这与以往的研究结果不同。无论是地质历史时期还是现在,嫩江水系沉积物(大庆、杜蒙、齐齐哈尔、泰来、白城)对哈尔滨粉尘的贡献都很小。哈尔滨黄土与现代尘暴粉尘有不同的物源,哈尔滨黄土是春季尘暴天气作用的产物,有一个混合源,松花江水系沉积物(扶余、德惠、榆树等地)是哈尔滨黄土的主要粉尘源区,内蒙古中东部的沙地也为哈尔滨黄土贡献了部分的细颗粒粉尘。 展开更多
关键词 Sr⁃Nd同位素组成 松嫩沙地 哈尔滨黄土 粉尘源区 物源示踪
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东北沙地重矿物组成及其对物源的指示 被引量：2
7
作者 张鑫茹 谢远云 +4 位作者 迟云平 康春国 孙磊 吴鹏 魏振宇 《海洋地质与第四纪地质》 CSCD 北大核心 2023年第6期181-190,共10页
了解中国东北沙地的重矿物组成并探讨其在亚洲风尘系统研究中的作用具有重要意义。目前较少甚至缺乏的重矿物数据,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为分析东北沙地的重矿物组成并探究其在东北风尘系统研究中的作用,分别从浑善达克... 了解中国东北沙地的重矿物组成并探讨其在亚洲风尘系统研究中的作用具有重要意义。目前较少甚至缺乏的重矿物数据,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为分析东北沙地的重矿物组成并探究其在东北风尘系统研究中的作用,分别从浑善达克沙地(OD)、科尔沁沙地(HQ)、呼伦贝尔沙地(HL)和松嫩沙地(SN)采集了34个风成沙和河流沙样品并进行了分粒级处理(<63μm及63~125μm)。同时,从哈尔滨荒山黄土剖面采集了4个末次冰期黄土样品(<63μm),利用Frequentist模型对哈尔滨黄土物源进行了定量重建。通过范围检验、非参数Kruskal-Wallis H检验和逐步判别函数分析(DFA),选择了7种重矿物及特征指数(蓝晶石、锐钛矿、石榴子石、辉石、钛铁矿(磁性)、稳定系数W、GZi指数)作为最佳复合指标进行定量重建。结果表明,钛铁矿(磁性)为浑善达克沙地的特征矿物,磁铁矿为科尔沁沙地的特征矿物,氧化铁矿物(赤铁矿、褐铁矿)为呼伦贝尔沙地的特征矿物,氧化铁矿物(磁性)、绿帘石、角闪石和石榴子石为松嫩沙地的优势矿物;不同粒度组分的重矿物含量存在明显差异,极稳定矿物优先富集于细颗粒。哈尔滨黄土与松嫩和呼伦贝尔沙地(<63μm组分)具有相近的重矿物组成,而与浑善达克和科尔沁沙地有一定程度的差异。根据Frequentist模型,哈尔滨黄土的来源贡献依次为:松嫩沙地(44%~86%)、呼伦贝尔沙地(10%~39%)、科尔沁沙地(3%~16%)和浑善达克沙地(0~7%)。本研究突出了细颗粒沉积物的重矿物组成结合定量模型在风尘物源示踪研究中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 重矿物组成 哈尔滨黄土 定量物源重建 中国东北部沙地
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