中国黄土及其古气候意义

中国第四纪黄土详细资料大全

中国第四纪黄土分布于中国北纬34～45°地区，主要堆积于海拔2000米以下各种地貌单元上。堆积区处于北半球中纬度沙漠—黄土带东南部干旱、半干旱区，呈东西向带状分布于西北、华北等地，以黄河中游最为集中（黄土高原），南界可抵长江下游两岸。堆积中心位于陕西省泾河与洛河流域中下游地区，最厚达180～200米。

基本介绍

• 中文名：中国第四纪黄土

• 分布：中国北纬34～45°地区

• 海拔：海拔2000米以下

• 最大厚度：180～300米

• 分布面积：25万多平方公里

• 起始时间：258万年前

简介,黄土的岩性特征,黄土地层中的古土壤,黄土地层中的古脊椎动物化石和古人类遗蹟,

简介

据考察，兰州附近黄河最高阶地上黄土厚达300米左右。总面积38万平方公里，并构成世界最大、堆积最厚的黄土高原；此外黄土状沉积物的分布面积有25万多平方公里。堆积始于距今258万年前，现今沉积仍在进行。 根据沉积特征、古生物、古土壤、地球化学及绝对年龄测定等方面的研究，刘东生等将中国黄土划分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土及晚更新世马兰黄土。其粒度组成与矿物组合，在空间与时间分布上均有一定规律。颗粒以粉沙占优势，一般在50%以上，粘土占15～30%，细沙不到30%，>0.25毫米的颗粒极少。在黄河中游地区，从西北向东南有粗颗粒减少、细颗粒增加的趋势。矿物成分以石英为主，占50%以上，其次为云母、角闪石、长石等，风化程度很弱。化学成分以SiO 2为主，占50%以上；其次为Al 2O 3、CaO；再次为Fe 2O 3、MgO、K 2O、Na 2O、FeO 、TiO 2和MnO等。分布上，从西向东SiO 2、Fe 2O 3、MnO的含量逐渐增加，FeO、CaO、K 2O的含量逐渐减少。上述变化反映了中国黄土的风成特征。黄土剖面中出现的数层乃至十几层古土壤条带，是气候相对温和湿润、风力减弱、粉尘堆积停顿时的产物，代表了沉积间断。离石—午城黄土中的古土壤属于褐土型，形成于森林草原环境；马兰黄土中的古土壤属于黑垆土型，形成于草原环境，且发育较弱。黄土与古土壤的交替出现，反映了第四纪期间的干湿、冷暖变化，及晚更新世更显干冷的趋势。研究黄土与古土壤沉积序列有助于建立第四纪气候变化序列，并可与深海沉积的同位素温度曲线相印证。

黄土的古土壤序列形成原理

黄土是一种由黄色的细粒粘土组成的土壤，在中国的黄土高原地区广泛分布。黄土的古土壤序列形成原理主要是由于长时间的风力和水力作用以及气候变化的影响。

黄土的形成主要有以下几个过程：

1. 沉积过程：黄土是由风力或水流搬运来的细粒颗粒沉积而成的。在黄土高原地区，风力是主要的沉积力量，大风会将细粒黄土颗粒搬运到远离产源地的地区，并在那里沉积下来。

2. 风化与侵蚀：黄土地区的气候条件相对干燥，风化作用比侵蚀作用更为显著。风化是指岩石受水分、气候和微生物等因素的作用，使其物质结构发生变化的过程。在黄土高原地区，岩石会经过长时间的风化作用，逐渐破碎成细小的颗粒，形成黄土。

3. 气候变化：气候是黄土形成的重要因素。在过去的几百万年间，中国的黄土高原地区的气候经历了多次变化，从干旱到湿润，再到干旱。这种气候变化导致了黄土的形成和演化。在干旱时期，风力运载的黄土颗粒被沉积，并逐渐堆积形成厚厚的黄土层。

古土壤序列形成原理主要与长时间的风化作用、风力和水力搬运以及气候变化密切相关。黄土地区的古土壤序列记录了地质和气候变化的历史，对研究古环境、古气候和古地理有重要意义。

中国黄土及其古气候意义

黄土是指一种由风力作用和流水侵蚀、搬运积累而成的独特的地表地质。在长期而连续的自然作用下，黄土形成了丰富的古气候信息，成为古地理、古气候、古环境及古文化研究的重要资料。

黄土属于干旱半干旱区的特殊地貌类型，主要分布于我国中、西、北三大地区。黄土地貌是由第四纪冰期以来，包括洪水、风蚀、冻融等多种因素的作用而形成的。在地质年代上，黄土不仅保存了地质时期的生态信息，还传递了有关科学信息，并反映了地气之间的交互作用和各环境要素的变化规律。

古气候意义方面，黄土的富含极为丰富的古气候信息。笔者主要针对三个方面来阐述黄土的古气候意义。

一、黄土古气候意义之温度、降水量

在黄土的研究中，可以通过探测黄土层的厚度、结构、相对稳定和矿物组成等要素来推断不同年代间的温度、降水量变化。这两个因素是影响黄土的堆积速率和物质组成的主要因素。通过对黄土剖面进行精细观察及成分分析，在确定古代气候条件时发现各自的厚度变化，并推断出降水量的富含度变化。比如，龙门山脉的黄土地层分成了早、中、晚三个大时期，每个时期都代表了不同的气候阶段。在阶段转换期，可以看到黄土沉积速率减缓，厚度减薄，其中最为明显的是第二个阶段晚期。这种变化说明了降水量在此时减少。由于黄土的迁移活动受到温度等因素的影响，因此，不同厚度的黄土层也对应了不同的气温情况。在龙门山地区，早期的黄土对应于寒冷，中期的黄土对应于温暖，最后，晚期的黄土则对应于异常寒冷。

二、黄土古气候意义之干湿变化

关于黄土古气候意义的另一个方面则是关于干湿变化。黄土作为干旱半干旱区地表的沉积物，记录了长达数十万年的水文、气候变化信息。夏季和冬季的降水量变化以及气温和相对湿度的变化都是影响黄土沉积和发育的重要因素。在黄土的研究中，不同粒径的矿物颗粒处理方法又可以从曲率、颜色、质地等技术手段挖掘出相应的气候信息。如大风峡地区的粗砂和中碎砂的黄土灰度值变化显示其与降水的关系非常密切，且局部夏季降水过少，表现为质地相对粗糙、结构薄弱，而黄土颗粒变得极为轻盈。相应的，云南山地区中细砂和细粘土所显示的颜色、质地变化也可以显示区域的湿润-干旱变化情况。

第８卷第６期　２０１０年１２月　南水北调与水利科技　Ｓｏｕｔｈ—ｔｏ　Ｎｏｒｔｈ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒｓ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．８　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１０　

ｄｏｉ：１０　３７２４／ＳＰ．Ｊ　１２０１．２０１０．０６０１８　

黄土剖面中缓效钾的生物一地球化学特征　

及其古气候环境意义　

吴利杰，石建省，叶　浩，毕志伟，孙彦敏，郭　娇，董秋瑶　

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，石家庄０５００６１）　

摘要：分析了黄土剖面中缓效钾的生物一地球化学特征，认为黄土一古土壤序列中缓效钾的形成既受到地质大循环的　

控制，又受到了地区生物小循环的影响作用；通过对磁化率与缓效钾的含量进行相关分析，结果表明缓效钾的形成与　

东亚古夏季风变化有密切关系，比传统的替代性指标磁化率更能反映古气候环境变化过程中次一级的气候波动事件，　

是一种新的反映东亚夏季风变化的替代性指标。　

关键词：缓效钾；磁化率；夏季风变化；古气候环境　

中图分类号：Ｐ５９２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—１６８３（２０１０）０６—００１８－０３　

Ｃｂａｒａｃｔｅｒｉｓｔｊｃｓ　Ｏｆ　Ｓｌｏｗｌｙ　Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｏｅｓｓ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　

ａｎｄ　ｉｔｓ　Ｐａｌｅｏｃｌｉｍａｔｉｃ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　

ＷＵ　Ｌｉ—ｊｉｅ，ＳＨＩ　Ｊｉａｎ—ｓｈｅｎｇ，ＹＥ　Ｈａｏ，ＢＩ　Ｚｈｉ—ｗｅｉ，ＳＵＮ　Ｙａｎ—ｍｉｎ，ＧＵＯ　Ｊｉａｏ，ＤＯＮＧ　Ｑｉｕ—ｙａｏ　（Ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｈ　ｒ０ｇｅ０ｚ０ｇ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，ＣＡＧＳ，Ｓ＾　ｎ２＾“ｎ　ｇ　０５００６１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｅｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｅｓｓ　ｐａｌｅｏｓｏｌ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｙｃｌｅ，ｂｕｔ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｓｕｓｃｅｐ—　ｔｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｅｓｓ　ｉｓ　ａｆｆｉｎｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅａｓｔ　Ａ—　ｓｉａｎ　ｓｕｍｍｅｒ　ｍｏｎｓｏｏｎ．Ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ　ｉｎｄｅｘ（ａｓ　ｓｏｉｌ　ｓｕｓｃｅｐｔＩｂ｜ｌｉｔｙ），ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｍｏｒｅ　ｍｉｎｕｔｅ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ａｆｆａｉｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｌｅｏｃｌｉｍａｔｅ，ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ　ｉｎｄｅｘ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅａｓｔ　Ａｓｉａｎ　ｓｕｍｍｅｒ　ｍｏｎｓｏｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｗｌｙ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ；ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ；ｓｕｍｍｅｒ　ｍｏｎｓｏｏｎ；ｔｈｅ　ｐａｌｅｏｅｌｉｍａｔｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ