中国黄土高原的连续风成沉积包括第四纪黄土-古土壤序列和下伏新近纪红土。长期以来，中国西北沙漠被认为是该地区的主要来源地(图1)。近年来，根据粒度、锆石U-Pb、同位素和重矿物，表明大部分粉尘物质主要来源青藏高原东北缘。但是，争议一直存在于风成沉积是否来源于同一地区，尽管它们可能由不同的风力和/或水力系统组合搬运。东亚冬季风对红粘土和黄土的运输和沉积起了重要作用。然而，红粘土沉积的河流印记和偶尔的层压表明，并非所有这些剖面都只反映风成沉积，引起了诸多争论。而且，黄土的来源在空间和时间上也可能是不均匀的。黄土高原西部与黄河和青藏高原东北部具有很强的亲和力，而进一步向东，华北克拉通衍生物质的影响更为显著。冰期和间冰期的不同天气和气候模式下，风积物的来源是否存在变化也存在争议。

为了更好理解风成沉积的时空变化，中国地震局地质研究所的熊建国副研究员和张会平研究员等组成团队，选择黄土高原东南部北中条山的晚新生代红土和黄土进行研究(图1)。通过风积物和黄河河流沉积物的锆石U-Pb年龄定年和颗粒形体学区分不同锆石组份。以锆石年龄谱、累积曲线和MDS与潜在源区的锆石结果比较分析风积物的亲缘源区。主要结论如下：

（1）中条山红土样品的锆石有独一无二的2.6-2.4Ga峰、最差的磨圆度和最大的球度，暗示它应该来自当地的单一岩体起源的冲积/坡积碎屑。另外，红土还表现出与上覆第四纪风成物相似的成分。

（2）包括中条山在内的黄土高原的风成物主要起源于青藏高原东北缘，戈壁阿勒泰山是一个次要的物源地。虽然中条山黄土与黄土高原中北部的灵台、北果园和靖边黄土有着强烈的相似性和亲和性，但中条山表现为1.5Ga之前的组份轻微增加以及330-180Ma的优势峰（图2）。因此，西华北克拉通是中条山风成物的另一来源，而北秦岭可能有很小的贡献。

（3）L9的锆石比S9-1的更大，但冰期-间冰期周期里的锆石年龄谱并无明显变化，表明作为搬运的风力的加强而不是变得丰富。

（4）晚中新世-上新世，青藏高原东北部、秦岭和吕梁山的快速抬升产生了比黄土高原更高的地形起伏(图3a)。这些隆起的山体被剥露并提供碎屑，这些碎屑随后被河流搬运作为粗粒碎屑输送到红土下段。青藏高原的生长和/或全球变冷促进了季风系统的初步加强，并有助于将沉积物输送到黄土高原中部。然而，由于青藏高原东北缘的粉尘和当地粉尘之间的复杂相互作用，红粘土的来源被预测为不均匀。第四纪以来，全球气候在冰期-间冰期旋回后进一步恶化。同时，包括戈壁阿勒泰山、祁连山、贺兰山、狼山在内的黄土高原周围山脉继续抬升，有助于进一步压缩已经增强的近地表冬季风(图3b)。尤其是，青藏高原东北缘的冰川作用和相关磨蚀导致了更多的可用粉尘和大规模沙漠、戈壁的出现。青藏高原东北缘的沙漠或黄河河谷开始在第四纪粉尘源中更加突出，尽管物源区可能更加多变。在晚期，中新世晚期-上新世红土和第四纪黄土沉积成为风尘的来源，被冬季风侵蚀，然后再循环到高原的其他部分。更重要的是，黄河和地堑内的洪泛平原靠近黄土高原，并向后者提供了越来越多的粉尘。这导致了近端供给在黄土堆积扮演了重要角色，比如在中条山和邙山。

这些发现表明，现在的黄土高原已演变为一个比以往认为更具动态性的地形。在晚新生代构造隆升与气候恶化的耦合下，干旱化加剧、沙漠扩张、风化、冰川侵蚀、冲积与风积作用、风积物再循环、近端vs远端供给、冬季风vs西风、生物作用等共同造就了现今的黄土高原，因此，解释和协调复杂的物源仍将是挑战性的。

图1 （a）中国黄土高原的位置及其潜在的沙漠源区。红色和绿色分别代表本研究中的样本和已发表结果中的先前样本。圆和三角形分别代表河流样品和黄土样品。（b）黄土高原(CLP)相对于主要大陆块体位置的大地构造图（根据Xie et al.，2012）。华北克拉通分为西部、过渡和东部3个区域（Diwu et al.，2012）。（c）采样区包括中条山和两条支流汾河和渭河。样品SM17和SM18分别取自韩城黄河河床和渭河河床（Kong et al.，2014）。

图2 黄土高原和潜在源区锆石U-Pb年龄的概率密度图

图3 黄土高原风成沉积物中粗粒尘粒（>20μm）物源模型图。（a）晚中新世-上新世，在广阔而微弱的冬季风作用下，黄土高原周边地势较低，物源以局部物源为主。（b）第四纪，冬季风集中而强烈，高山起伏，青藏高原冰川和大沙漠的出现，形成了辽阔的黄河漫滩。局部运输是通过风积和冲积作用实现的。高空西风带之所以被忽略，是因为它们只携带细粒尘埃颗粒（<20μm）。

研究成果于2020年10月在线发表于《古地理、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）: Xiong Jianguo*, Zhang Huiping, Zhao Xudong, Liu Qingri, Li Youli, Zhang Peizhen, 2020. Origin of the youngest Cenozoic aeolian deposits in the southeastern Chinese Loess Plateau. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.110080

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