成因。在黄土环境研究的常用指标中,有的在运用到红粘土中得到较好的效果,如游离铁总铁比值粘土矿物等,但也有指示意义不明确的指标,最典型的就是红粘土中的磁化率。因此,在以后红粘土的研究中,还需进步提取环境意义明确的指标,这部分的工作目前正在进行。在此,我们把在黄土和红粘土研究中的些较新的代用指标作评述。主要包括物理参数指标矿物指标元素地球化学指标有机地球化学指标和同位素地球化学指标。物理指标粒度粒度较早运用到黄土环境研究中,平均粒径的变化指示了冬季风强弱。随着研究的深入,研究者都指出了粒度指标应用于环境研究中的不足,但这也促使了对粒度指标进步的研究。较早的研究中,发现了不同粒级组分有不同的古气候意义,洛川剖面上的粒度分析显示和是重要的分界线,大于颗粒含量是东开更广泛的研究。事实上,亚洲风尘系统包括了中亚蒙古西亚乃至北亚区域分布的荒漠区域的地表物质,因此,对亚洲风尘的沉积必须从国内走向国外,这需要展开国际合作,完成对中亚风尘的深度研究。在风尘物源示踪方面已使用了很多地球化学方法,但深入系统的工作还较少,在研究方法上还需从大气环流地貌证据,矿物特征等方面综合分析。在风尘物质产生过程方面,需要调查风尘沉积现代风尘和所有潜在源区物质的特征,仔细分辨选用的地球化学指标蕴含的地质意义及多解性,谨慎分析风力分选沉积成壤作用,以及样品处理过程中可能的不确定性因素。从研究的趋势看,样品前处理中已从全岩组分转变到特定组分如硅酸盐组分和特定的粒级组分,再到单矿物的地球化学阶段。需要指出,碎屑单矿物,特别是石英等主要造岩矿物的地球化学组成的物源指示明确,基本不受风力分选和成壤作用的影响,是物源示踪的良好指标,但单矿物示踪指标的基本原理和研究程度还有待进步的加强。在干旱区,由于不同荒漠物质粒度组成差异明显,因此在潜在源区的研究中,应选用细粒级组分。现代风尘研究表明域差异是由于不同沙源造成,因而具有示踪功能。对中国北方和蒙古南部的个戈壁沙漠石英进行了电子自旋信号强度和结晶度的研究,发现两个指标能有效区分不同戈壁沙漠的石英样品,是物源示踪的良好指标。两个指标揭示出塔克拉玛干古尔班通古特巴丹吉林腾格里沙漠和蒙古南部戈壁的细粒碎屑物质来源于附近构造抬升风化和冰川磨蚀的高山过程毛乌素沙漠细粒物质来源于下伏鄂尔多斯高原剥蚀的物质库布齐沙漠细粒物质则来源于黄河中游河床物质浑善达克和科尔沁沙地的细粒物质来源于远源沙漠和或临近的大兴安岭剥蚀物质的混合。利用黄土中白云石的碳氧同位素组成也能很好示踪物源。前述已提及,通过碳酸盐含量,特别是白云石含量可进行黄土高原的物源限定,而通过白云石碳氧同位素可进步缩小黄土高原黄土的物源区,结果显示,黄土高原黄土的物源区限定为塔里木祁连山山麓和阿拉善干旱区。展望前述总结了新世纪以来亚洲风尘系统地球化学研究的进展。总体上,从风尘沉积揭示的古环境演化方面有很多新发现,对矿物在表生循环中的变化有新的认识,揭示了各种矿物中元它们是良好的代用指标。在寻找个不受风力分选作用影响的化学风化指标时,发现黄土中酸不溶物的比值直接可以指示风化成壤强度,风力分选作用使含量趋向于在细粒级中富集,而在夏季风控制的风化成壤作用中,和发生分离,在风化剖面中残留,而却被淋失,因而比值可以指示成壤强度。专门针对黄土中酸不溶物的元素的研究,表明比值对气候条件变化具有相对较高的敏感性,且受沉积速率的影响较小,在源区风化状况相对稳定的前提下,比值能很好反映夏季风的变化。通过对分粒级的元素含量测试,发现在小于的各粒级样品值与粒度呈明显正相关,累积含量占全岩以上,全岩样品值无论在黄土中还是在古土壤中基本上反映了原始风尘颗粒大小,因此,值为很好的冬季风强度替代指标。国内较早应用电子顺磁共振法对黄土进行研究,发现黄土中的信号可能是种反映东亚夏季风变化的代用指标。人文环境论文风尘体系研究现状正构脂肪酮的碳优势指数值能够反映出中国南方红土层中的旋回性变化,亦即随着成土作用的增强,值呈现降低。因此,古土壤脂肪酮值可揭示受气候驱动的微生物作用,进而反映古气候的变化。通过对洛川剖面古土壤及相邻,部分黄土样品的分子化石的检测,发现了正构烷烃平均碳链长度与磁化率和粒度之间存在良好的正相关性,土壤形成期间值较大,在黄土堆积阶段,值较小,因此通过可反映古环境的变化。有机氮同位素黄土高原中西部不同环境下现代植物和相应土壤氮同位素的研究表明,土壤与植物有相近的变化趋势,但土壤的氮同位素组成较植物根的氮同位素要偏正,即植物分解过程中氮同位素存在分馏氮同位素对降水和温度变化有明显的响应,在沿西北到东南方向,年平均降水每增加可能导致土壤氮同位素组成偏负约,随温度的增加,土壤氮同位素也趋向偏负在降水和温度共同增加的影响下,植物根系植物残体和土壤的氮同位素偏负,认为降水是该地区植物土壤氮同位素变化的主要控制因素。有机元素地球化学将大气环流地貌证据,矿物特征等方面综合分析。在风尘物质产生过程方面,需要调查风尘沉积现代风尘和所有潜在源区物质的特征,仔细分辨选用的地球化学指标蕴含的地质意义及多解性,谨慎分析风力分选沉积成壤作用,以及样品处理过程中可能的不确定性因素。从研究的趋势看,样品前处理中已从全岩组分转变到特定组分如硅酸盐组分和特定的粒级组分,再到单矿物的地球化学阶段。需要指出,碎屑单矿物,特别是石英等主要造岩矿物的地球化学组成的物源指示明确,基本不受风力分选和成壤作用的影响,是物源示踪的良好指标,但单矿物示踪指标的基本原理和研究程度还有待进步的加强。在干旱区,由于不同荒漠物质粒度组成差异明显,因此在潜在源区的研究中,应选用细粒级组分。现代风尘研究表明,沙尘事件的起源区和传播路径具有复杂性,同次沙尘过程影响不同地点,其同位素值也有明显差异,与源区的不均性和风尘传播过程中其它物质的混染有关。因此,现代沙尘的研究需要长期的观测和分析,基于不同观测台站的数据分析,建立沙尘输送的模型元素地球化学指标事实上,相对比例大,粗粒组分中原生碳酸盐相对占优势,次生碳酸盐氧同位素可能受蒸发的控制,碳同位素更多受植被的影响,因此,干旱区表土细粒组分碳酸盐能更好反映成壤过程中次生碳酸盐形成时期的气候环境信息。有机分子化石在国内,早期通过兰州洲台黄土剖面的分子化石中烷烃指标的研究表明原地源的正构烷烃分布反映出末次间冰期以来发育的是草原植被景观,全新世最暖期可能有定的木本植物,末次冰期可能出现了荒漠草原植被,这个结果与较早植物硅酸体证据相吻合。研究还显示,温度变化在黄土高原的植物演化中起到重要作用。由于植物叶蜡正构烷烃组分能在地质体中长久保存,并能记录历史时期植被变化特征,对古土壤中的正构烷烃进行了分析结果显示黄土高原植被的植物叶蜡组分变化响应于气候环境的变化,正构烷烃显示木本植物减少,草本植物增加,可能指示了晚新生代左右的中国内陆的干旱化。对分子化石中的正构脂肪酮的研究显示,正构脂肪酮虽远不如其它脂肪族化合物普遍,但其广泛分布于地质体中,是在成岩成土过程中形成。屑物质来源于附近构造抬升风化和冰川磨蚀的高山过程毛乌素沙漠细粒物质来源于下伏鄂尔多斯高原剥蚀的物质库布齐沙漠细粒物质则来源于黄河中游河床物质浑善达克和科尔沁沙地的细粒物质来源于远源沙漠和或临近的大兴安岭剥蚀物质的混合。利用黄土中白云石的碳氧同位素组成也能很好示踪物源。前述已提及,通过碳酸盐含量,特别是白云石含量可进行黄土高原的物源限定,而通过白云石碳氧同位素可进步缩小黄土高原黄土的物源区,结果显示,黄土高原黄土的物源区限定为塔里木祁连山山麓和阿拉善干旱区。展望前述总结了新世纪以来亚洲风尘系统地球化学研究的进展。总体上,从风尘沉积揭示的古环境演化方面有很多新发现,对矿物在表生循环中的变化有新的认识,揭示了各种矿物中元素的地球化学行为对特定的矿物研究,如铁氧化物的研究,也有新的认识有机地球化学展示出新的活力,无论是从有机碳氮同位素的研究,还是从生物化石分子化石的研究,显示出很大的潜力。在风尘物源示踪方面,新方法成果不断涌现,各种认识观点不断碰撞,呈现良好的发展态势。展望未来,的研究,发现沙漠进退是控制黄土沉积中砂粒含量变化的个重要因素,因而提出用沙漠黄土过渡带风尘沉积中砂粒百分含量变化作为指示沙漠进退的个指标。运用此指标,发现了以来毛乌素沙地在和前后次扩张。还有研究定义了风化指数,即不同成壤强度样品的全岩石英粒度中值粒径差值,此值越大,风化强度愈强。颜色不同气候带的土壤具有不同的颜色,基于此,有研究尝试用黄土的颜色变化来反映温度的变化。研究发现,红光亮度与反射光亮度比值的变化与磁化率和粒度的变化有很好的对应关系值越高,样品的颜色越红,说明红光反射光比值是个反映温度变化的代用指标。之后,有研究建立了红土亮度指标,亮度值的计算公式为。式中和分别为红色绿色和蓝色激发值。应用此指标反映了西峰赵家川剖面气候条件和地下水作用的状况。白度参数也较好反映了黄土的古气候变化,其机制是风化成壤作用导致细粒级铁氧化物含量的增高,使得白度值降低。其中较老的两组和具有负ε值的显生宙锆石可能来源于华北克拉通北部的燕山褶皱示风尘沉积的古环境变化研究需要地球化学强有力的支持。地球化学气候指标的环境指示意义需要从矿物学元素地球化学生物活动影响等方面进行深入的研究,找到各种影响因素,评价主导因素,并尽可能建立定量化的关系。在这方面,分子化石方向的研究值得期待。从目前发展来看,找到新的环境变化替代指标远远不能满足当前研究的需要,建立各种指标与气候参数,如降水气温干燥度风力强度等的定量关系成为发展趋势。红粘土的研究是风尘研究中的重要内容,红粘土虽然也为风尘沉积,但其性质与黄土有定差别,目前的研究得到了些新的代用指标,但这仍显不够,因此