中新世黄土 古土壤序列的粒度特征及其对成因的 指示意义
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甘肃庄浪全新世黄土-古土壤序列元素分布特征及意义
１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＴｏｕｒｉｓｍ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｓｈｎａｎｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ＇ａｎ ７１００６２， Ｃｈｉｎａ ２．Ｎｏａｈｗ￣ｔＲｅｓｅａｒｃｈ ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＨｉｓｔｏｒｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄ Ｓｏｃｉｏ－ＥｃｏｎｏｍｉｃＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｓｈａａｎ￣Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ ７１００６２，Ｃｈｉｎａ
第 ３５卷 第 ４期 ２００６年 ７月
膨 猫 ｆｅ
ＧＥｏＣＨＩＭ ＩＣＡ
维普资讯 Ｖｏ１．３５， Ｎ ｏ．４， ４５３ —４５８
Ｊｕｌｙ，２００６
甘肃庄浪全新世 黄土 一古土壤序列 元素分布特征及 意义
刘安娜 ，庞 奖励 １ ７２＂，黄春长 ，王利军
本 文未 进行 深入 的 年代 研究 工作 ，所 用地层 年 代是 根 据地层 中发现 的 同期 文化遗 物 ，结 合前人 资 料和 地层 对 比所 得 ，精 确 年代 数据 需进 一步 研究 。
图 １ ＸＪＮ剖 面 位 置 图
Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｌｎ ｃ ｅｎｅ ｌｏｅｓｓ—ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
Ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｚｈｕａｎｇｌａｎｇ Ｈｏｌｏｃｅｎｅ ｌｏｅｓｓ－ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ， Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎ ｃｅ
ＬＩＵ Ａｎ－ｎａ ，ＰＡＮＧ Ｊｉａｎｇ－ｌｉ ’ ，ＨＵＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｃｈａｎｇ ａｎｄ ＷＡＮＧ Ｌｉ－ｊｕｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｊｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔ；ｌｏｅｓｓ－ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑ ｕ ｅｎｃｅ；Ｈｏｌｏｃｅｎｅ；Ｚｈｕａ ｎｇｌａ ｎｇ；Ｇａ ｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
第 ３５卷 第 ４期 ２００６年 ７月
膨 猫 ｆｅ
ＧＥｏＣＨＩＭ ＩＣＡ
维普资讯 Ｖｏ１．３５， Ｎ ｏ．４， ４５３ —４５８
Ｊｕｌｙ，２００６
甘肃庄浪全新世 黄土 一古土壤序列 元素分布特征及 意义
刘安娜 ，庞 奖励 １ ７２＂，黄春长 ，王利军
本 文未 进行 深入 的 年代 研究 工作 ，所 用地层 年 代是 根 据地层 中发现 的 同期 文化遗 物 ，结 合前人 资 料和 地层 对 比所 得 ，精 确 年代 数据 需进 一步 研究 。
图 １ ＸＪＮ剖 面 位 置 图
Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｌｎ ｃ ｅｎｅ ｌｏｅｓｓ—ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
Ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｚｈｕａｎｇｌａｎｇ Ｈｏｌｏｃｅｎｅ ｌｏｅｓｓ－ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ， Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎ ｃｅ
ＬＩＵ Ａｎ－ｎａ ，ＰＡＮＧ Ｊｉａｎｇ－ｌｉ ’ ，ＨＵＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｃｈａｎｇ ａｎｄ ＷＡＮＧ Ｌｉ－ｊｕｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｊｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔ；ｌｏｅｓｓ－ｐａｌｅｏｓｏｌ ｓｅｑ ｕ ｅｎｃｅ；Ｈｏｌｏｃｅｎｅ；Ｚｈｕａ ｎｇｌａ ｎｇ；Ｇａ ｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
”巫山黄土”粒度特征及其对成因的指示
”巫山黄土”粒度特征及其对成因的指示的报告，800字
巫山黄土是中国西南地区巫山的特殊土壤，它可以帮助人们更好地理解当地山区的地质、气候条件等。
本文将通过对巫山黄土粒度特征的描述，以及分析它们对成因的指示，来认识这种特殊的土壤。
巫山黄土的粒度特征主要针对悬浮土粒，悬浮土粒绝大多数都是小颗粒，而巫山黄土的悬浮土粒主要集中在2.1-2.4μm的细
颗粒范围，这种颗粒特征被称为“亚马逊细颗粒”。
同时，巫山黄土还具有较好的均匀性，其细颗粒所占比例达到60%以上，在两端小颗粒和大颗粒之间存在较少的不均匀现象，大颗粒只占整体粒径中的20%。
从巫山黄土的粒度特征可以看出，它是一种古老的土壤，以前受到强烈的风化作用，几乎所有的大颗粒已经随风化而消失，只剩下中等到细颗粒留在地表。
这说明，巫山黄土是一种古老的沉积土，经过同样的风化作用，大颗粒被风化消失，留下更多的细颗粒。
此外，根据大颗粒的分布特征和巫山黄土的细颗粒占比，可以推断出巫山黄土的大部分颗粒产生于古代沉积环境，并受到了低温的碳化环境的长期作用。
总而言之，巫山黄土的粒度特征能够为我们提供有关它的形成环境和风化作用的信息，它可以指示出古代沉积环境受到低温碳化环境的长期作用。
中国黄土及其古气候意义
中国黄土及其古气候意义作者：焦译漫来源：《科技风》2019年第11期摘要：黄土高原是古气候环境的历史藏在自然界用密码写就的一本本“秘岌”之一。
黄土高原的黄土——古土壤序列对研究古气候变化具有重要意义。
通过黄土——古土壤的交替出现，来研究古气候的变化旋回。
研究发现黄土的颜色、粒度等与古气候变化存在一定的关系。
关键词：黄土——古土壤;颜色;粒度;古气候1 黄土高原简介1.1 成因第四纪时期，青藏高原的存在和上升，阻挡了从印度洋吹来的西南季风的侵入，因此，大陆内部的气候变得越来越干，从而有利于风尘的生成和搬运。
[1]远古地质时期的西北季风将中亚和蒙古高原地区的黄色粉尘源源不断地吹向东部，颗粒较大的粗砂留在了新疆和内蒙古，并在那里形成大片沙漠和戈壁。
其余的粉尘物质随风继续南下被青藏高原和秦岭挡住了去路，向东受制于太行山，最终在甘肃、陕西、山西一带沉降下来。
同时随着风力的减弱粗的粉尘颗粒被抛撒下来，然后是中等颗粒，最后是细小颗粒。
黄土高原降雨少，属于半干旱地区，有利于以粉砂为主体的沉积物的保留，逐渐叠覆形成黄土高原。
1.2 地形黄在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。
长期的侵蚀和切割形成了土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。
峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘。
墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加古侵蚀地形;塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土/古土壤层构成。
[1]1.3 黄土地层结构中国黄土在地层上可分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。
黄土高原有两种类型的地层结构，分别为连续的黄土——古土壤相和不整合的黄土——河湖相结构。
2 黄土颜色指示的古气候土壤的颜色变化可用两种表色系统表达，分别为芒赛尔表色系统的色调、亮度和色饱和度，以及 CIELAB 表色系统的亮度（L * ）、红度（a * ）、黄度（b * ），也有研究者用灰度、白度和红度表征土壤颜色变化。
黄土的研究现状及古气候意义
黄土的研究现状及古气候意义
黄土，一种特殊的土壤类型，广泛分布于中国北方地区。
对于黄土的研究，对了解我国古气候有重大意义。
黄土分布于中国北方、西北等地区，是中国西北地区的一种特有地貌现象。
它形成于晚新生代以来的第三纪时期，经历了长时间的风蚀、自然迁移和沉积作用，呈现出黄色的颜色，故被称为“黄土” 。
黄土结构层不明显，粘土和枯草层分界模糊，
如同不同质地土壤的混合物，深浅不一，纵横交错。
黄土无论在地球科学还是器物考古学上，都有着重要的研究价值。
通过对黄土的研究，我们可以了解文化演变、古气候变化、地质构造和自然环境等信息。
在古气候方面，黄土在我国古气候研究中占有非常重要的地位。
黄土经历了漫长的地质过程，记录了当时环境变化的各种气候信息，所以被誉为“地球气候变化的生物地层学”。
黄土蕴藏着大量有关古气候及年代信息，可以为气候研究提供可靠的资料，而且还可以指导我国西北地区的农耕和水利开发。
黄土上沉积了各种枯草和旧土壤残留物质，这些物质的含量和结构都可以反映出当地的气候变化和生态环境。
黄土的深度、粘度和含铁量等指标，也可以反映出当地气候变迁和土壤抵抗风蚀能力的变化。
此外，黄土还蕴藏着许多有关人类活动的资料，如土层中发现的文物、器物，皆可以反映出古人民的生活特点、农耕方式、战争历史以及其他诸多信息。
综上所述，黄土作为中国西北地区的一种特有地貌现象，对了解我国古气候和环境变化有着重要的研究意义。
把握黄土研究现状，开展更深入的研究，不仅有助于完善我们对古气候变化的认识，还有助于改进我国西北地区的农耕和水利开发模式，以及保护这片独特的自然资源。
中新世黄土 古土壤序列的粒度特征及其对成因的 指示意义
2.5 判别分析 判别分析是一种多元统计分析, 可用来寻找适当
的统计值以判断不同的沉积作用和沉积环境. 通过
SCIENCE IN CHINA Ser. D Earth Sciences
第7期
乔彦松等: 中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义
649
图 3 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤以及河湖相样品的粒度结构参数散点图
中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的 指示意义*
乔彦松①③ 郭正堂①②** 郝青振① 尹秋珍① 袁宝印① 刘东生①
(① 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ② 中国科学院地球环境研究所, 西安 710075; ③ 中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081)
摘要 对甘肃秦安 QA-I 中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及 代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具 有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古 土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度 上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉 积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新 世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.
关键词 秦安 中新世黄土-古土壤序列 粒度特征 成因
分布于六盘山以西陇中盆地的中新世黄土-古土 壤序列[1]是继第四纪黄土-古土壤序列[2]、三趾马红 土[3~7]之后发现的一套风尘堆积序列. 以前的研究[8] 将其归入甘肃系. 近年来进一步的研究揭示出, 甘肃 系与黄土高原的第四系一样, 包含了多种成因类型 的沉积物, 其中包含在台地上形成的典型风尘堆 积[1,9]和盆地内的水成沉积, 二者在空间上共存. 从 目前已发表的QA-I, QA-II[1]、糜子湾[9]和西宁高阶地上 [10]的风尘堆积剖面来看, 中新世的风尘堆积范围相
的统计值以判断不同的沉积作用和沉积环境. 通过
SCIENCE IN CHINA Ser. D Earth Sciences
第7期
乔彦松等: 中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义
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图 3 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤以及河湖相样品的粒度结构参数散点图
中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的 指示意义*
乔彦松①③ 郭正堂①②** 郝青振① 尹秋珍① 袁宝印① 刘东生①
(① 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ② 中国科学院地球环境研究所, 西安 710075; ③ 中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081)
摘要 对甘肃秦安 QA-I 中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及 代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具 有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古 土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度 上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉 积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新 世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.
关键词 秦安 中新世黄土-古土壤序列 粒度特征 成因
分布于六盘山以西陇中盆地的中新世黄土-古土 壤序列[1]是继第四纪黄土-古土壤序列[2]、三趾马红 土[3~7]之后发现的一套风尘堆积序列. 以前的研究[8] 将其归入甘肃系. 近年来进一步的研究揭示出, 甘肃 系与黄土高原的第四系一样, 包含了多种成因类型 的沉积物, 其中包含在台地上形成的典型风尘堆 积[1,9]和盆地内的水成沉积, 二者在空间上共存. 从 目前已发表的QA-I, QA-II[1]、糜子湾[9]和西宁高阶地上 [10]的风尘堆积剖面来看, 中新世的风尘堆积范围相
中国黄土及其古气候意义
DOI ：10．19392/j．cnki．1671-7341．201911199中国黄土及其古气候意义焦译漫山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院山东临沂276005摘要：黄土高原是古气候环境的历史藏在自然界用密码写就的一本本“秘岌”之一。
黄土高原的黄土———古土壤序列对研究古气候变化具有重要意义。
通过黄土———古土壤的交替出现，来研究古气候的变化旋回。
研究发现黄土的颜色、粒度等与古气候变化存在一定的关系。
关键词：黄土———古土壤；颜色；粒度；古气候1黄土高原简介1．1成因第四纪时期，青藏高原的存在和上升，阻挡了从印度洋吹来的西南季风的侵入，因此，大陆内部的气候变得越来越干，从而有利于风尘的生成和搬运。
［1］远古地质时期的西北季风将中亚和蒙古高原地区的黄色粉尘源源不断地吹向东部，颗粒较大的粗砂留在了新疆和内蒙古，并在那里形成大片沙漠和戈壁。
其余的粉尘物质随风继续南下被青藏高原和秦岭挡住了去路，向东受制于太行山，最终在甘肃、陕西、山西一带沉降下来。
同时随着风力的减弱粗的粉尘颗粒被抛撒下来，然后是中等颗粒，最后是细小颗粒。
黄土高原降雨少，属于半干旱地区，有利于以粉砂为主体的沉积物的保留，逐渐叠覆形成黄土高原。
1．2地形黄在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。
长期的侵蚀和切割形成了土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。
峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘。
墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加古侵蚀地形；塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土/古土壤层构成。
［1］1．3黄土地层结构中国黄土在地层上可分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。
黄土高原有两种类型的地层结构，分别为连续的黄土———古土壤相和不整合的黄土———河湖相结构。
2黄土颜色指示的古气候土壤的颜色变化可用两种表色系统表达，分别为芒赛尔表色系统的色调、亮度和色饱和度，以及CIELAB 表色系统的亮度（L *）、红度（a *）、黄度（b *），也有研究者用灰度、白度和红度表征土壤颜色变化。
黄土高原中部黄土沉积有机质记录特征及C/N指示意义
2008年12月 海洋地质与第四纪地质 V ol.28,No.6第28卷第6期 M ARINE GEOLOGY&QUA TERNA RY GEOLOGY Dec.,2008D OI:10.3724/SP.J.1140.2008.06119黄土高原中部黄土沉积有机质记录特征及C/N指示意义张 普1,2,刘卫国1(1中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪国家重点实验室,西安710075;2中国科学院研究生院,北京100039)摘要:C/N比值在湖泊沉积物研究中广泛用于反映有机质的来源;在冰缘冻土区、热带和地中海地区主要用于指示有机质的分解程度。
然而,有关C/N比值在中国黄土沉积中指示意义的研究目前讨论的较少。
选取位于干旱—半干旱区的黄土高原中部西峰和洛川竖井剖面为研究对象,对该区末次间冰期以来土壤有机碳及全氮的时间分布规律进行了初步研究,结果表明研究剖面磁化率、TO C和T N含量及C/N比值的垂直分布趋势一致,古土壤层的T OC和T N含量及C/N比值相对黄土层偏高,而T N含量值在整个序列均在0.03%～0.05%的低值范围,波动很小。
因此,初步认为C/N比值在中国黄土高原地区主要响应上覆植被T O C输入的多少,即C/N比值在干旱—半干旱的黄土沉积序列更多地指示上覆植物生物量的大小。
关键词:竖井剖面;C/N比值;中国黄土;黄土高原中图分类号:P595 文献标识码:A 文章编号:0256-1492(2008)06-0119-06 前人的研究表明,利用沉积物的有机碳含量(TOC)、同位素比值及其磁化率的变化可以判断沉积物形成时的古气候变化历史[1-11],并且C/N比值也被广泛用于指示湖泊沉积物中不同来源的有机质贡献[12-16];同时在冰缘冻土区、热带和地中海地区,研究者将C/N比值看作土壤有机质分解退化的标志[17-18]。
另外,以往中国黄土有机质的研究主要集中于对黄土沉积序列有机碳含量变化特征的讨论,并将其看作古生产力的指标[19-21],而有关黄土-古土壤沉积序列有机氮含量(TN)和C/N比值在垂向上的时间分布特征及其与TOC的相对变化关系,以及黄土沉积C/N比值的变化受控于上覆植被生物量(古生产力)还是植被类型的研究尚少。
黄土高原西部地区黄土粒度的环境指示意义
颗 粒 含 量 、 ４ Ｊ 粗 颗 粒 含 量 ］ 另 外 ， ＞ ０／ ｍ ， 肖举 乐
得 敏感 的东亚冬 季风代 用指标 。
１ 材 料 与 方 法
１ １ 样 品采 集与实验 室 处理 ． 样 品采 自黄土高 原 西部 两 个 典 型黄 土 剖 面 （ 图
１： ）①兰州九州台剖 面， 黄土堆积深厚 ， 良好 的天 是
厚 度连续 采样 ， 每段 古 土壤层各 得 ６０个样 品， ５ 总计
１３ ０ ０ 个样 品。②西 宁 土巷 道剖面 ， ２ ｍ 间隔 按 ～４ｃ 采样， 共采 样 品 ３ ７ ４ 个 。 ］ ’
到后期 成壤 作用 的影 响 ， 尤其 是 在 黄 土 高 原 中东部
地 区所 受影 响更 甚 ， 以真实 细 致 的古气 候 信 息 可 所 能 得 不到 可靠 地反 映 。相对 而 言 ， 粗 颗 粒 含 量指 用 标 来反 映东 亚冬 季风 变化更 为 敏感 鹿 化煜 等对 黄 土高原 中部 的洛川地 区 的粒度 的古气候 意义 做过 细 致 的研究 工作 ， 出＞ ３ ＃ 粗 颗 粒 含 量 是 冬 季风 指 ０ｍ
收 藕 日期 ０ ０１－５ ２０ —Ｏ２ ；改 回 日期 ：００ １—３ ２ ０—１１
粒 度仪完成 。Ｍａｔｒｉｅ ００型 粒度 仪测 量 精 度 ｓｅｓ ｒ２０ ｚ
高， 实验误 差小 。土巷 道 粒 度样 品在 英 国 Ｌｖ ｒ ｏ ｌ ｉ ｐ ｏ ｅ 大 学由美 国生产 的 Ｃ ｕｔｒ ｏ ｌｅ 粒度 仪完 成 。
剖面粒度 主成分和聚类 分析 表明：＞４ ｍ 颗粒的含置是 黄土高 原西部地 区更 为敏感 的古冬 季风替代 指标 ．＜２ Ｏ ｍ颗粒 的含 量的变化所指示 的古气候意 义可能 与黄土高原中部地区不同。
得 敏感 的东亚冬 季风代 用指标 。
１ 材 料 与 方 法
１ １ 样 品采 集与实验 室 处理 ． 样 品采 自黄土高 原 西部 两 个 典 型黄 土 剖 面 （ 图
１： ）①兰州九州台剖 面， 黄土堆积深厚 ， 良好 的天 是
厚 度连续 采样 ， 每段 古 土壤层各 得 ６０个样 品， ５ 总计
１３ ０ ０ 个样 品。②西 宁 土巷 道剖面 ， ２ ｍ 间隔 按 ～４ｃ 采样， 共采 样 品 ３ ７ ４ 个 。 ］ ’
到后期 成壤 作用 的影 响 ， 尤其 是 在 黄 土 高 原 中东部
地 区所 受影 响更 甚 ， 以真实 细 致 的古气 候 信 息 可 所 能 得 不到 可靠 地反 映 。相对 而 言 ， 粗 颗 粒 含 量指 用 标 来反 映东 亚冬 季风 变化更 为 敏感 鹿 化煜 等对 黄 土高原 中部 的洛川地 区 的粒度 的古气候 意义 做过 细 致 的研究 工作 ， 出＞ ３ ＃ 粗 颗 粒 含 量 是 冬 季风 指 ０ｍ
收 藕 日期 ０ ０１－５ ２０ —Ｏ２ ；改 回 日期 ：００ １—３ ２ ０—１１
粒 度仪完成 。Ｍａｔｒｉｅ ００型 粒度 仪测 量 精 度 ｓｅｓ ｒ２０ ｚ
高， 实验误 差小 。土巷 道 粒 度样 品在 英 国 Ｌｖ ｒ ｏ ｌ ｉ ｐ ｏ ｅ 大 学由美 国生产 的 Ｃ ｕｔｒ ｏ ｌｅ 粒度 仪完 成 。
剖面粒度 主成分和聚类 分析 表明：＞４ ｍ 颗粒的含置是 黄土高 原西部地 区更 为敏感 的古冬 季风替代 指标 ．＜２ Ｏ ｍ颗粒 的含 量的变化所指示 的古气候意 义可能 与黄土高原中部地区不同。
甘肃天水全新世黄土—古土壤序列化学风化特征及其古气候意义
甘肃天水全新世黄土—古土壤序列化学风化特征及其古气候意义刘俊余;查小春;黄春长;庞奖励;周亚利;李洋【摘要】对甘肃天水地区师家崖典型黄土—古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO2、Fe2 O3、K2 O和Al2 O3含量变化趋势基本一致,均在古土壤层(S0上和S0下)中较高,黄土层(L0、L1和Lt)中较低;而氧化物CaO 和Na2 O变化呈相反趋势;根据钙镁比(Ca/Mg)、钾钠比(K/Na)、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数(CIA)等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义.【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】9页(P937-945)【关键词】黄土—古土壤;地球化学;师家崖;常量元素【作者】刘俊余;查小春;黄春长;庞奖励;周亚利;李洋【作者单位】陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062【正文语种】中文【中图分类】P5320 引言化学风化是地球表生环境相互作用的重要形式，对于揭示风成黄土成壤环境演变、古气候和古环境重建以及源区自然环境特征具有重要的作用[1-3]。
黄土高原黄土_古土壤序列古气候代用指标综述
文章编号:1009-6248(2011)02-0177-09黄土高原黄土-古土壤序列古气候代用指标综述杜青松(中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083)摘要:黄土高原黄土-古土壤序列是古气候演化在陆相地层中的反映,已经成为认识第四纪地球气候与环境变化的3个重要信息载体之一,可用来探讨东亚季风气候的形成演化和受控机制、气候突变事件的记录乃至反演我国内陆干旱化历史。
稳定同位素、磁化率和孢粉等气候代用指标的地球化学、物理学以及生物学分析为提取黄土-古土壤序列中蕴藏的古气候环境信息提供了新的途径。
随着定量重建古气候方法的不断引进,运用替代指标研究的结果的准确度和精度也在不断提高。
关键词:黄土-古土壤序列;古气候代用指标;对比分析;成壤强度;东亚季风演变中图分类号:P532文献标识码:A1引言青藏高原的隆升、亚洲内陆荒漠的起源和季风气候的形成奠定了我国现代环境的基本格局。
这三者的关系一直为全球气候演化研究人员所重视。
全球气候变化及其对生态系统的影响,尤其是近年来气候异常在许多地区造成了一系列的自然灾害,给人类生存环境带来严重的不利影响。
为了应对气候剧变,探索古气候变化的动力成因机制,并由此预测未来气候变化趋势变得极为迫切(丁旋,1998)。
中国的黄土高原大约有7Ma的历史(H eller F et al1,1982),甚至更长(22M a)(Guo Z T et al1, 2002)。
黄土-古土壤是季风气候下的产物,其中黄土层形成于冬季风相对强盛时期,期间气候干冷,粉尘堆积速率高,风化成壤较弱。
古土壤则代表了夏季风相对强盛期,气候温暖湿润,风化成壤作用强,就形成褐红色的古土壤。
因此黄土-古土壤序列记录了最近7Ma东亚冬季风占优势和夏季风占优势气候期相互交替的变迁历史。
该风尘堆积序列随着青藏高原高度的不断增长,越来越多地显示黄土高原气候向干旱化方向发展(把多辉等,2005)。
赵济(1995)针对全新世时期亚洲大陆的造山运动已基本停止这一情况,提出引起黄土高原环境演变具有全局性意义的自然因素首先是气候的波动。
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之间, 与第四纪古土壤比较接近, 而与第四纪黄土相 比总体偏细, 但二者的标准偏差非常接近, 分选程度
明显高于湖相及河流相沉积, 表明其搬运动力的相 对稳定性. 两个时代的黄土、古土壤样品均呈正偏态,
但中新世黄土、古土壤偏度较小, 接近正态分布. 虽 然湖相样品也为正偏态, 但其偏度明显大的多. 中新
▽示中新世黄土; □示中新世古土壤 △示第四纪黄土; +示第四纪古土壤; ○示湖相样品; ▲示河流相样品
图 4 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤以及河湖相样品的粒度指数图
▽示累积含量为 75%时的粒径(Q1); △示累积含量为 25%时的粒径(Q3); ◇示中位数(Md)
对沉积物粒度参数的统计分析, 可以找出判别不同 沉积类型的指标值. 我们用下面的公式来计算样品 的判别值[30]:
用同样的方法计算了不同地区河流相、湖相样品的判 别参数, 计算结果均为正值, 也说明不同时间、地点 的河湖相样品的判别参数有较大的变化范围, 但中 新世黄土、古土壤样品的判别参数范围非常集中, 需 要十分稳定的动力条件和沉积环境. 以上判别分析 的结果也反映出中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、 古土壤具有相同的成因.
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中国科学 D 辑 地球科学 2006, 36 (7): 646~653
中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的 指示意义*
乔彦松①③ 郭正堂①②** 郝青振① 尹秋珍① 袁宝印① 刘东生①
(① 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ② 中国科学院地球环境研究所, 西安 710075; ③ 中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081)
收稿日期: 2005-11-15; 接受日期: 2006-03-07 * 中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号: KZCX3-SW-139)、国家自然科学基金(批准号: 40231001, 40272088)和国家“九七三”计划(批
准号: 2004CB720203)资助项目 ** 联系人, E-mail: ztguo@
摘要 对甘肃秦安 QA-I 中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及 代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具 有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古 土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度 上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉 积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新 世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.
1 样品及测试
本文研究的QA-I剖面(105°27′E, 35°02′N)位于甘 肃省秦安县境内[1], 剖面厚度 253.1 m, 时间跨度约 为 6.2~22 Ma BP, 其中包含肉眼可识别的 230 多层褐 红色古土壤层. 本次研究以 50 cm间距对剖面的 507 个样品进行了粒度测试. 同时, 为了进行对比, 我们 在西峰剖面选取第四纪黄土样品 10 个、古土壤样品 9 个; 在四川泸定海子坪剖面[25]选取湖相样品 5 个; 在安徽宣城剖面下部[26]取得河流相样品 8 个. 在样品 的前处理过程中, 首先加入 10 mL 30%的H2O2, 加热 至 140℃去除有机质; 然后加入 10 mL 10%的盐酸, 加热至 200℃去除碳酸盐 ; 最后加入 10 mL 0.05 mol/L的(NaPO3)6 分散剂, 并用超声波清洗机振荡 10 min后上机测量. 样品测量在英国Marvern仪器有限 公司生产的Mastersizer 2000 上完成, 重复测量的相 对误差<1%.
当广泛, 且同时代的风尘沉积为盆地内的水成沉积 提供了大量细粒沉积物[11]. 同一地区也保存了晚中 新世-上新世的黄土-古土壤序列[12]. 目前, 对这些风 尘堆积的成因已从其地球化学特征[1,12]、包含的数百 层古土壤[1,12]、陆生软体动物化石[13,14]、石英颗粒形 态[1,15]和石英粒度变化[15]、大范围内地层和磁化率等 的空间可对比性[9]等多种角度得到进一步证实. 这些 特征多数为风尘堆积所特有. 然而, 由于对中新世黄 土的系统研究起步较晚, 蕴涵的大量古环境信息还
世与第四纪黄土、古土壤以及河流相样品的峰度比较
接近, 明显比湖相样品的峰度值小.
图 2 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤及河湖 相样品的粒度参数对比
(a), (b) 分别为中新世黄土、古土壤; (c), (d) 分别为第四纪黄土、古土 壤; (e) 湖相样品; (f) 河流相样品
由以上分析可以看出, 每个粒度参数都具有一
▽示中新世黄土; □示中新世古土壤; △示第四纪黄土; +示第四纪古 土壤; ○示湖相沉积; ▲示河流相沉积
径、标准偏差、偏度、峰度. 所研究样品的计算结果 见图 6. 从图中可以看出, 湖相沉积的判别参数为正 值, 其余的全为负值. 中新世黄土、古土壤与第四纪 黄土、古土壤的判别参数比较接近, 而且其判别参数 值也比较稳定, 而河流相与湖相样品的判别参数变化 较大. 根据Sahu[30]的研究, 上式计算的风尘堆积的判 别值应该小于−2.7411. 我们研究的所有中新世黄土、 古土壤样品的判别值全部在该范围之内. 前人[18,19]
Y = 3.5688 M Z + 3.7016 σ I 2
− 2.0766 KZ + 3.1135 KG ,
(5)
式中 Y 为判别参数, MZ,
σ
2 I
,
KZ,
KG 分别为平均粒
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图 5 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤以及河 湖相样品的综合 C-M 图
2.5 判别分析 判别分析是一种多元统计分析, 可用来寻找适当
的统计值以判断不同的沉积作用和沉积环境. 通过
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第7期
乔彦松等: 中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义
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图 3 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤以及河湖相样品的粒度结构参数散点图
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乔彦松等: 中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义
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有待进一步挖掘, 序列的全岩粒度变化特征尚未进 行系统研究.
沉积物的粒度特征与沉积环境有密切的关系, 常被用于不同沉积物成因类型的判别及搬运动力条 件 的 研 究 [16~19], 也 是 提 取 古 气 候 信 息 的 常 用 指 标[20~24]. 本文对QA-I剖面样品进行了系统的粒度分 析, 并与第四纪黄土、古土壤及河湖相沉积的粒度参 数进行了对比, 进一步研究序列的沉积特征, 并对其 粒度特征的古环境意义进行初步探讨.
Xi − X
4
fi ,
(4)
上式中, Xi 为第 i 个粒级的中点粒径, fi 为第 i 个粒
级的百分含量. 图 2 为 QA-I 剖面不同深度的典型黄
土(20 个)、古土壤(15 个)样品与第四纪黄土、古土壤 以及河湖相沉积粒度参数的对比. 从图中可以看出,
中新世黄土的平均粒径一般在 7.2~6.5 φ (6.8~11.0 µm)
平均粒径
∑ X
=
1 100
n i =1
fi Xi ,
(1)
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∑( ) 标准偏差 σ =
1n 100 i=1
Xi − X
2
fi ,
(2)
偏度
∑( ) S = σ −3 1 n 100 i=1
Xi − X
3
fi ,
(3)
峰度
∑( ) K = σ −4 1 n 100 i=1
定的沉积环境的判别意义. 但是, 沉积环境的各种条 件非常复杂, 用单一的粒度参数有时难以严格区分 两种不同类型的沉积物, 常常需要对各种粒度参数 进行综合分析, 才能得出比较可靠的结论. 通过对已 知环境的现代沉积物粒度结构参数散点图的研究表 明[29], 不同类型沉积物的某些数据点虽然可以互相 穿插, 但点群的界线则常常很明显. 前人[18,19]对三趾 马红土与第四纪黄土、古土壤以及河湖相沉积的粒度 结构参数的对比研究也表明, 三趾马红土的粒度结 构参数散点图与第四纪黄土、古土壤非常相似, 而与 河湖相沉积有很大区别. 在粒度结构参数散点图中 (图 3), 中新世与第四纪黄土、古土壤具有非常相近 的投影区域, 而与河流相、湖相样品存在很大区别. 反映了中新世黄土与第四纪黄土相同的成因.
2.3 粒度指数特征 四分位值(Q1, Q3)和中位数(Md)是反映沉积物
特征的重要参数, 综合利用这些参数可以直接看出 四分位标准差、偏度等的变化, 从而判别不同的沉积 物类型[16]. 从图 4 可以看出, 中新世与第四纪黄土、 古土壤的粒度指数图非常相似, 而与河流相、湖相沉 积有很大区别.
2.4 综合 C-M 图 C-M图是一种综合性的成因图解[29], 其中, C和
壤中含有更多的细粒组分. 第四纪黄土和古土壤的 这种粒度差异反映了冰期-间冰期的气候波动[22], 上 述特点不仅反映出中新世与第四纪黄土具有相同的 成因类型, 而且说明中新世黄土、古土壤粒度变化的 旋回与第四纪黄土、古土壤一样也反映了气候冷暖、 干湿的变化.
图 1 中新世黄土、古土壤与第四纪黄土、古土壤及河湖 相样品粒度分布的频率曲线
M分别代表样品累积含量为 1%时对应的粒径及中值 粒径. 在沉积物成因研究中, 主要通过未知样品在 C-M图中的投影区域与已知成因样品投影区域的比 较来确定其沉积环境[18,19]. QA-I剖面不同深度的典型 黄土、古土壤与西峰第四纪黄土、古土壤样品在C-M 图中的投影呈带状分布(图 5). 在该带中, 第四纪黄 土样品的中值粒径偏粗, 位于C-M图的右上方, 中新 世黄土样品的粒度偏细, 位于C-M图的左下方. 其中, 中新世黄土与第四纪古土壤样品的投影区域更为接 近. 湖相、河流相样品的投影区域与上述样品明显不 同.