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。     

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。     

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。     

雷州半岛玄武岩母质土壤剖面稀土元素分布及其与常量元素、粒度的关系

对雷州半岛玄武岩母质土壤剖面稀土元素地球化学特征进行了研究,结果表明:土壤剖面中稀土元素的分布既受母岩的控制,又叠加了风化成壤作用的影响,∑REE和δEu对母岩有明显的继承性,风化成壤作用则导致REE在剖面上部富集以及土壤中Ce的显著正异常,并造成轻、重稀土之间发生一定的分馏(以轻稀土富集为主要特征),但轻稀土或重稀土内部未出现明显的分异;∑REE与Fe2O3含量呈极显著负相关,可能与风化成土过程中铁氧化物结晶程度提高,富含REE的无定形铁含量降低有关;∑REE与P2O5、MnO则呈极显著正相关,应当是由于剖面中含有较多的赋存REE的磷酸盐矿物和锰氧化物矿物所致;∑REE与黏粒组分(尤其是<1μm的组分)呈极显著正相关,表明风化成壤过程中黏土矿物含量增加所导致的对REE的吸附效应是造成该区REE富集的重要原因,其中黏粒对轻稀土元素的吸附更为明显。     

黄土高原新近纪红黏土磁性特征研究

黄土高原第四纪黄土之下,埋藏着更加古老的新近纪红黏土。以黄土高原甘肃西峰剖面和灵台剖面为例,采集了两个剖面第四纪黄土和古土壤与新近纪红黏土典型样品,比较了各自风化强度和磁性特征的差异。结果表明,新近纪红黏土样品的风化强度与第四纪古土壤较为接近,远强于第四纪黄土;但新近纪红黏土磁化率显著减弱,在西峰剖面平均只有古土壤的1/5、黄土的1/2;在灵台剖面平均亦不到古土壤的1/2,并小于黄土。两剖面黄土、古土壤与新近纪红黏土磁化率与有机质和活性铁含量呈显著正相关,说明有机质含量与铁活化程度对磁性矿物的含量有显著影响。因此,新近纪红黏土磁性的减弱,可能由于沉积年代久,有机质含量减少,氧化铁矿物老化,磁赤铁矿转化成赤铁矿;也有可能与地下水活动,导致磁性矿物的溶蚀有关。有关机理仍需作进一步研究。     

下蜀黄土中记录的氧同位素3阶段(MIS3)特殊暖湿现象

下蜀黄土在第四纪古气候研究上具有独有的区位特征,对南京李家岗下蜀黄土剖面上部的近20m进行野外观察和室内研究,划分出5层黄土和5层古土壤,按5cm间距采集了Rb/Sr、色度、磁化率和粒度样品,并在剖面和可追索的相邻剖面上采集了12个光释光测年样品。通过气候代用指标与深海氧同位素及古里雅冰芯、马兰黄土等的对比,结合光释光测年,对南京李家岗下蜀黄土进行气候地层划分,对比结果将下蜀黄土划分出分别相当于MIS2～MIS5的4个气候旋回。气候意义的分析表明,各代用指标具有良好的可对比性,显示了氧同位素3阶段明显的特殊暖湿特征,并且其所反映的气候变化过程和强度与青藏高原及西部黄土具有明显的差异。     

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.     

吴起全新世土壤剖面常量元素地球化学特征

土壤的化学成分不但与化学风化作用有关,还与其物源的化学组成紧密相关。对来自于陕西省吴起县城南偏东17 km的土壤剖面(0～1.6 m)进行年代学和化学元素分析,探讨吴起土壤剖面的时代、成因、物源及化学风化程度。14C年代学结果表明吴起土壤剖面为全新世时期形成的黑垆土;化学元素组成的高度一致性、UCC标准化曲线及元素比值与典型风成沉积物趋势总体接近佐证了吴起土壤剖面的风成成因;化学风化程度研究显示吴起土壤剖面处于初等弱风化阶段和去Na、Ca阶段;示踪元素比值分布指示吴起土壤剖面与洛川古土壤、灵台古土壤、灵台红粘土、镇江下蜀土存在相似的源区。     

哈尔滨荒山岩芯黄土-古土壤的化学风化特征 ——对古土壤形成环境指示

黄土-古土壤的化学风化特征对于理解亚洲内陆干旱化、东亚季风演化以及全球碳循环等具有重要意义.然而,对于亚洲内陆干旱化东进进程最前缘的哈尔滨黄土-古土壤的化学风化特征一无所知.本文对哈尔滨荒山岩芯的黄土-古土壤进行元素地球化学、磁化率和重矿物分析.哈尔滨古土壤的颜色为灰褐色-灰黑色,不同于其他地区的棕红色.黄土-古土壤的...     

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。