皖南第四纪红土伊利石结晶度值与风化强度的关系

对安徽宣城市宣州和郎溪两地第四纪红土黏土矿物组合和伊利石结晶度进行研究,探讨其对第四纪红土形成环境的指示意义。结果表明,两地第四纪红土黏土矿物的组合基本相似:剖面上部末次冰期下蜀黄土层(黄棕色土层)黏土矿物主要为伊利石、高岭石和2∶1型的蛭石;均质红土和网纹红土以伊利石和高岭石为主,无蛭石;网纹层下部出现伊利石-蒙脱石混层矿物。根据伊利石的X射线衍射(XRD)峰,获得伊利石结晶度(Illite crystallinity,IC)值,可以反映伊利石结晶程度。两地第四纪红土同类层次的IC值较接近。宣州和郎溪剖面黄棕色土的IC值平均为0.463,均质红土为0.599,网纹红土为0.726。全剖面样品IC值与风化强度指标呈显著负相关,充分说明红土IC值可有效地反映红土的风化强度。第四纪红土剖面从黄棕色土→均质红土→网纹红土,IC值升高,伊利石结晶变差,反映了红土风化强度增加,形成的气候环境更加湿热。     

长江下游地区下蜀黄土成土发生学研究

通过对长江下游地区一个典型剖面的系统研究,探讨了长江中下游地区下蜀黄土成土特点。研究结果表明,长江下游地区全新世最适宜期形成的古土壤层(黄棕壤)是在末次冰期下蜀黄土堆积成壤基础上的再发育,与下伏下蜀黄土之间基本具备发生学联系。     

长江中游地区第四纪红土的二元结构及古环境意义

在长江中游地区的湖南和湖北两省,选择宜昌、咸宁、常德、长沙、株洲5个第四纪红土剖面,分析第四纪红土的粒度组成特征,研究红土的成因及南方古环境的演变。结果表明,这些地区第四纪红土的粒度组成呈明显的二元结构:剖面上部(宜昌剖面0～320 cm,咸宁剖面0～220 cm,常德剖面0～270 cm,长沙剖面0～280 cm,株洲剖面0～150 cm)粒度细小而均匀,砂粒含量低,大部分小于1%;粗粉砂(又称风尘"基本粒组")相对富集,平均含量分别为34.38%、32.29%、32.48%、31.69%和31.86%。而且土壤样品粒度频率分布曲线与安徽宣城第四纪红土很相似,与镇江下蜀黄土也有明显继承性。这些特性均反映了剖面上层红土的风成特性。但研究剖面下部红土,粒度组成有明显不同:含有砾石,砂粒含量较高,不同粒度组分垂向变化明显,粒度频率分布曲线与宣城红土和下蜀黄土有显著差异,表现出明显的冲、洪积相特性。第四纪红土的"二元结构",反映了研究区域第四纪古环境的多变性和复杂性:早期红土形成后,因受间冰期湿热气候的影响,多受流水作用改造;而晚期红土更多地受风尘堆积的影响,沉积后虽经过了强烈的原位风化,但仍保留了风尘沉积的特性。     

古土壤地球化学的某些问题——黄土风化过程中元素的变化

对黄土中埋藏古土壤的研究有过许多报道^[2,5,8].但对黄土风化过程中元素的变化讨论则不多.笔者是在近年来对陕西洛川黄土剖面工作的基础上,讨论了不同类型古土壤中元素的含量与分布,古土壤剖面中元素的变化.并将古土壤的化学组成与黄土母质进行比较,进而论述了在古气候变迁的影响下,黄土剖面中元素迁移、积聚的地球化学特征.这对探讨黄土的堆积环境和生物气候条件的演变,以及地层划分等均有十分重要意义.     

镇江下蜀黄土的稀土元素地球化学特征研究

稀土元素(REE)作为示踪元素在各种岩石的成因、物源、演化及形成环境等方面均具有重要意义。对镇江大港下蜀黄土-古土壤剖面中稀土元素含量和分布特征的研究结果表明:镇江下蜀黄土-古土壤剖面∑REE变化于193.7~214.9μg g-1之间,平均值为207.7μg g-1。下蜀黄土REE绝对丰度明显高于黄土高原黄土,这主要是由于下蜀黄土中粘粒组分含量较高,对REE特别是轻稀土元素(LREE)产生较强的吸附作用造成的。镇江下蜀黄土和黄土高原黄土的REE特征参数及配分模式具有很好的相似性,它们均与上陆壳(UCC)具有相近的REE组成;下蜀黄土剖面不同时代样品的REE分布模式几乎完全一致。这些特征为下蜀黄土的“风成说”提供了新的地球化学证据,并揭示了下蜀黄土的物质来源区可能是一个广泛而开放的空间范围,下蜀黄土粉尘颗粒在搬运过程中经过了高度的混合。镇江下蜀黄土的稀土元素特征主要继承了原始物质的特征,粉尘物质堆积后虽经过较强的风化成土作用,轻重稀土间的分馏强于黄土高原黄土,但总体来说化学风化对REE的分馏作用并不十分显著,古土壤层与黄土层样品的REE组成差异不大,没有产生明显的Ce和Eu再分馏。     

雨花台红土的磁化率特征及其古环境意义

本文以江苏省南京市雨花台红土作为研究对象,进行野外形态观察及室内磁化率、游离氧化铁和颗粒组成的测定,结果表明,土壤剖面按形态可自上而下依次划分为黄棕色土层、红棕色土层和网纹红土层3大层段:低频磁化率呈黄棕色土层＞红棕色土层＞网纹红土层的特点,网纹红土层和红棕色土层的游离氧化铁和游离度均高于上部黄棕色土层,指示红色土层有更强的风化成土作用:网纹红土层＜10μm细颗粒和＞100μm颗粒的增加,进一步表明其经历了更强烈的风化成土作用.因此,雨花台红土剖面自下而上低频磁化率逐渐升高,反映的是气候由湿热向温凉转变的总体特征.     

皖南网纹红土的剖面风化特征及其古气候意义

气候变化下土壤物质过程的响应特征是全球变化研究的重要主题。选取安徽宣城剖面,通过元素分析,对其风化强度特征进行了研究。结合与黄土高原第四纪黄土、古土壤、江苏镇江下蜀土以及江西九江红土等典型风成堆积剖面的对比分析,得出以下结论:(1)宣城红土剖面经历了高强度的化学风化作用,长石损失殆尽,进一步的风化作用已导致其含K矿物(黑云母、伊利石和钾长石)的分解,次生粘土矿物以高岭石为主。此外,宣城红土与其他剖面相比,显著强于镇江下蜀土,远强于洛川黄土与古土壤,而与九江红土的风化程度较为相近。(2)在地形、母岩等条件相似的情况下,气候(特别是温度和降水量)是控制化学风化程度的主要因素,并且与温度相比降水因素可能起着更为重要的制约作用。(3)在地质历史时期,宣城→镇江→洛川,随着地域的北移,气候环境向干冷方向发展。(4)BA,Na/K和硅铁铝率的剖面变化特征揭示,中更新世早、中期,气候相对温暖潮湿,之后气候总体恶化,向干冷方向发展。但在此过程中,伴随着大姑-庐山间冰期和末次间冰期的到来气候又出现过两次短暂的回暖过程,并且在晚更新世早期呈现兼有干湿交替的特征。     

亚热带加积型红土稀土元素特征及物质来源

亚热带红土沉积物物源并不像北方黄土研究那么深入,其成因、来源等一直存在争论,不同类型的沉积物有着不同的物源说。通过分析对亚热带沉积物的稀土元素含量、特征值、配分模式分析,得出:亚热带不同区域的加积型红土,其物质来源不同;加积红土层有明显的分异,同一剖面中的不同沉积层,其沉积环境可能发生了变化;均质红土部分上与北方黄土特征相似,网纹红土在某种程度上也与黄土接近,推测可能均与北方黄土存在一定的物质联系,是北方风尘、地区河湖沉积以及风化壳的高度混合体,其混合程度不同;黄棕色土与下蜀黄土表现出较一致的特征,相对于北方黄土,他们更加接近长江河漫滩沉积物,长江漫滩堆积物可能主导了其物质来源,而黄土对其的影响相对较小。长江河漫滩沉积可能对位于长江河谷附近的第四纪加积红土有较为重要的影响,而随着距离河谷距离的增加,北方风尘和区域各类沉积对物源的贡献增大。     

昆山绰墩古土壤粒度特征及母质判别

自第四纪晚期以来,来自黄土高原的粉尘在风力作用下不断向东南扩张,在长江中下游地区形成了下蜀黄土。太湖流域的部分水稻土就是在下蜀黄土之上发育的。本文对绰墩古土壤的粒度组成特征进行了系统的研究。结果表明,绰墩古土壤<5μm粘粒、5~10μm细粉砂和10~50μm粗粉砂组分平均含量分别为22.89%、22.96%和63.52%,其中10~50μm粗粉砂组分为众数粒组。>50μm砂粒平均含量仅为5.10%。绰墩古土壤粒度组成与镇江下蜀黄土粒度组成具高度相关性(r=0.97)。根据粒度分析,我们初步认定绰墩古土壤母质为下蜀黄土。     

江西九江泰和第四纪红土成因的比较研究

通过对江西九江和泰和第四纪红土的形成环境、粒度组成、稀土元素地球化学特性和石英微形态特征的研究，探讨两地第四纪红土的成因。结果表明：地处红黄土交接带的九江地区的第四纪红土，具有与下蜀黄土相似的风成特性，系风积成因；而位于吉泰古盆地的泰和地区的第四纪红土，具明显的冲积相特征，应为河流冲积成因。     

Yellow‐brown earth on Quaternary red clay in Langxi County,Anhui Province in subtropical China: Evidence for paleoclimatic change in late Quaternary period

In order to investigate the paleoclimatic changes in S China during the late Quaternary and their influence on pedogenesis and soil classification, a yellow‐brown earth (YBE)–red clay (RC) profile in Langxi County, Anhui Province was studied. The grain‐size distribution and the major‐ and trace‐element compositions of the profile indicate that the YBE of the profile shares the same origin with the YBE in Jiujiang and Xuancheng and the Xiashu loess in Zhenjiang, and the underlying RC also has aeolian characteristics and shares the same origin with the Xiashu loess. Grain‐size characteristics, molecular ratios of SiO₂/Al₂O₃, SiO₂/(Al₂O₃+Fe₂O₃), and BA ([CaO+MgO+K₂O+Na₂O]/Al₂O₃) and other weathering indices (CaO/TiO₂, MgO/TiO₂, K₂O/TiO₂, Na₂O/TiO₂, and Rb/Sr) of the profile indicate that the RC is more strongly weathered than the YBE. Magnetic susceptibility (χ_lf) of the uniform red clay (URC) of the profile is significantly enhanced. However, that of the underlying reticulate red clay (RRC) is significantly decreased because of the paleogroundwater movement and cannot indicate its strong weathering properties. The YBE‐RC profile in Langxi County recorded a great climatic change during late Quaternary: At that time, the pedogenic development of the RC was terminated and widespread dust deposition occurred. The parent material of the RC may be aeolian deposits which were accumulated before the last interglacial and were strongly weathered and rubified under the subsequent interglacial climate. It is observed that red soils, derived from the RC, and yellow‐brown soils, derived from the YBE, coexist in the study area, which is contradictive to the theory of the zonal distribution of soils. Therefore, it is necessary to take into account the history of Quaternary climatic changes when studying pedogenesis.     

安徽省南部第四纪红色粘土的成因

The particle-size distribution,heavy mineral constituents and rare earth elements(REE) characteristics of the Quaternary red clay of southern Anhui Province were studied to explore the origin of the clay.The results showed that the clay had some properties of areolian deposits,which could be compared with,those of the loess in North China ;and its chondrite-normalized curves of REE were similar to those of the Xiashu loess implying tha they shared the same orighin.It was concluded in combination with the results rported by other researchers that the Quaternary red clay of southern Anhui Province originated from aolian deposts, and this could reveal the cycles of warm and cold climates in the area during the Quaternary period.     

黄土不同粒级稀土元素分布特征及其制约因素

对宁镇地区下蜀黄土和北方黄土高原黄土进行系统的分粒级稀土元素(REE)地球化学特征对比研究,结果表明:(1)无论是北方黄土还是下蜀黄土,REE分布均存在明显的粒级效应:北方黄土的REE主要在细粒端(4μm)富集,粗粒端(64μm)富集不明显;下蜀黄土在细粒端(4μm)和粗粒端(64μm)均呈明显的REE富集特征,且粗粒端的富集更加显著;(2)北方黄土和下蜀黄土在细粒端(4μm)的REE富集主要由风化成壤作用所控制,细粒组分中富集重稀土(HREE)的特征可能与Fe-Mn氧化物对HREE的专性吸附作用有关;(3)下蜀黄土在粗粒端(64μm)则主要以富集轻稀土(LREE)为主,这可能与下蜀黄土母质来源中多近源的区域性特征矿物(榍石等副矿物)有关,揭示下蜀黄土中的粗颗粒物质可能主要来源于近距离搬运。64μm可能是凸显下蜀黄土和北方黄土REE差异的敏感粒级,该粒级中LREE富集与否是区别两者的有效标志,这为REE应用于黄土的物源示踪研究提供了新途径。     

李家岗下蜀黄土剖面的反射光谱研究

采用色度学方法,系统研究了下蜀黄土典型剖面的反射光谱特征。结合磁化率、微量元素Ｒｂ、Ｓｒ的含量和比值,讨论了色度参数的古气候意义,初步把下蜀黄土形成以来的古气候划分为３个波动旋回。下蜀黄土和黄土高原色度参数的对比,揭示了长江中下游地区更强的化学风化作用和成壤强度。     

淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究

在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。     

中国南方金衢盆地红土多元成因的粒度证据

Six typical red clay profiles were sampled from Tangxi (TX),Langyaz (LYZ),South Shangshanwen (SSW),Xianqiao (XQ),Qijian (QJ) and Huhaitang (HHT) of Jinhua-Quzhou Basin,Zhejiang Province of China to evaluate the characteristics of grain size composition,distribution and parameters of red clays and to reveal the origin of red clays and interpret possible implications for paleoclimate in subtropical China.The results showed that red clays in TX,LYZ and SSW were fine and uniform,with no>2mm gravels and little>63μm fraction.They had a high content of 10–50μm fraction,so-called"basic dust fraction",and showed unimodal distributions,which were very comparable to those of the Xiashu Loess in southeastern China and the loess in North China.All these features reflected marked aeolian characteristics of the red clays in these areas.Red clays in XQ and QJ were much coarser than those in TX,LYZ and SSW,with high contents of >63μm fraction and even containing>2 mm gravels in some layers.The grain size distribution patterns showed significantly progressive trends from the lower profile to the upmost layer and could not be compared with those of the loess in North China or the Xiashu Loess,implying they might be derived from underlying parent rocks and had some inherited properties from bedrock.Red clays in HHT had high contents of>63μm fraction and contain many >2mm gravels in each layer.The grain size frequency curves showed multiple-peaks and some abrupt variations were also observed on the profile,revealing its alluvial or diluvial origin in HHT.The multiple origins of red clays reflected the diversity and complexity of the Quaternary environment in South China.It can be concluded that grain size is an efective proxy indicator for the origin of most deposits.     

关于土系制图的原则和方法——以安徽宣郎广样区为例

本文根据土壤系统分类的要求 ,提出了土系制图单元划分的原则和方法 ,并谈了在安徽宣郎广样区实验中的一些体会。