西安地区第5层古土壤中的铁质薄膜类型与水文特征

揭示西安地区第5层古土壤中还原层的类型和水分平衡,对认识西安地区S5古土壤发育时的气候和植被以及地下水补给来源具有重要科学意义。通过对西安地区第5层古土壤(S5)的调查和多个剖面的观察,在西安东郊任家坡剖面、南郊双竹村剖面和蓝田田家坡剖面首次发现该层古土壤黏化层中含有1~5mm大小的低价氧化铁的灰绿色斑点。低价铁的灰绿色斑点是在地势较高和地下水位较深的还原作用下形成的,属于高位还原层,不同于以往认识的潴育化类型。灰绿色斑点指示S5古土壤发育时土壤中上部出现了雨季积水并处于还原环境,当时雨季还原层含水量达到了饱和状态,土壤中上部含水量为42%左右,土壤水分非常充足。该层古土壤的红色铁质胶膜迁移到了上部古土壤黏化层顶界之下6.3 m深的黄土中,表明当时高含量重力水分布达到了6.3 m左右深度,至少出现过较长时期适于茂盛森林植被发育的气候。在西安地区S5古土壤发育时,土壤水分的收入量大于支出量,土壤水分为显著正平衡。当时大气降水在经过蒸发、蒸腾与地表径流损失之后,还有较多剩余的水分通过入渗补给深部土层水。S5古土壤发育时降水较丰富是导致该层古土壤出现高位还原层的主要因素。