中国南方的红土与红色风化壳

中国南方广泛分布的发育在红土和红色风化壳上的红壤和砖红壤的特征主要是古环境长期作用的结果,与现代土壤发生过程关系不大,因为现代生物-气候条件并不适于红壤化过程的进行。第四纪以来红壤和砖红壤在不同时期所获得的地球化学特征(高三氧化二物和低硅)都是由红土和红色风化壳继承而来。红土和红色风化壳约在第四纪前干热与温湿不断交替的气温条件下形成,第三纪以来华南气候逐渐凉爽,富铝化作用也逐渐变弱,都可从第三纪以来所形成的不同红壤和砖红壤中获得启示。何况当前生物富硅化作用又很明显。     

论华南红色风化壳

本文论述了我国南方广泛分布的富含铁铝氧化物的红色粘土的成因、分布及其所形成的土壤,并论述了第四纪红色风化壳的时代划分问题。     

辽南黄土覆盖的红色风化壳发育特征及区域对比

通过分析辽南七顶山黄土覆盖的红色风化壳地球化学特征,研究其发育特征并与湘桂黔滇青藏陕甘红色风化壳发育特征进行比较,为了解黄土覆盖的红色风化壳发育特征及不同地区红色风化壳发育特征的空间差异提供初步依据。化学元素实验表明,七顶山剖面红色风化壳主量元素平均值分布呈现如下趋势:SiO₂ > Al₂O₃ > Fe₂O₃ > K₂O > CaO > MgO > Na₂O,化学蚀变指数（CIA）介于83.19 ~ 86.89,盐基淋溶率（ba）介于0.26 ~ 0.35,铝饱和指数A/NK介于6.10 ~ 7.47,A/CNK介于3.93 ~ 4.99,S/A介于5.24 ~ 6.47,S/R介于4.53 ~ 5.50。结果表明:七顶山剖面红色风化壳呈正风化序列,是下伏基岩原地风化的产物,化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,三者之和超过86%,处于还原环境,属于脱硅脱铁富铝阶段,发育于近似亚热带的气候条件,处于高等化学风化水平。辽南在116.13 ~ 90.48 Ma B.P.至17.70 ~ 9.44 Ma B.P.时具备红色风化壳发育的气候条件,结合残存红色风化壳和石芽的情况,可以认为其开始发育于中新世中期或更早。辽南红色风化壳第四纪以前为二阶段发育过程,即夷平—成壳、切割—红化期,第四纪至今仅有切割—红化期。湘桂黔滇青藏陕甘辽红色风化壳元素组合特征高度一致,各区域红色风化壳风化强度、风化方向接近,除辽南呈现较弱的脱硅脱铁富铝趋势外,其他区域均表现为脱硅富铝铁化趋势,这暗示了黄土覆盖下的红色风化壳处于还原环境。纬度因素和经度因素对红色风化壳脱硅富铝铁化进程影响程度接近,相较于经度因素,纬度因素对红色风化壳碱金属及碱金属盐基淋溶作用影响程度更大,总体而言,在母岩影响较小的前提下,纬度控制下的气候因素是决定红色风化壳发育的主要因素。     

北戴河红色风化壳地球化学特征及气候环境意义

风化壳地球化学特征具有环境指示意义。用X射线荧光光谱法(XRF)和X射线衍射法(XRD)分别测试了秦皇岛北戴河燕山大学北侧红色风化壳(简称燕大风化壳)主量元素和粘粒粘土矿物。结果表明:除Ca外,Si、Al、Fe、Na、K的含量在风化壳上均有不同程度的波动,其中Si、Na、K波动轨迹基本一致,Al、Fe则与其相反,相关性分析显示SiO2与Al2O3、TFe、Fe2O3,Al2O3与TFe、Fe2O3,Na2O与CaO具有较好相关性;粘土矿物组合为1·4nm过渡矿物(25%~45%)+伊利石(10%~20%)+伊蒙混层矿物(20%~35%)+高岭石(15%~30%),矿物演化系列是长石、黑云母→(蛭石→1·4nm过渡矿物)→(伊利石)→高岭石。与粘土矿物以1∶1型高岭石为主的富铝化南方红色风化壳相比,燕大风化壳Si淋失度,Fe、Al富集度,矿物演化程度都较低,属硅铝化风化壳。燕大风化壳是上新世暖温带到北亚热带过渡型气候的风化产物,与现代秦皇岛暖温带半湿润型气候不同,这反映第四纪以来该区气候干旱因子增多。CIA、S/A等指示的风化强度异常表明,燕大风化壳形成后至少遭受过两次构造抬升,为剥蚀型风化壳,反映该区新构造运动间歇式上升的特点。     

中国黄土中的风化壳研究

据野外调查和室内鉴定,在布容期 0.78～ 0MaBP形成的黄土剖面中确定了三个时期的风化壳,它们主要发育在黄土高原东南部。黄土中的风化壳是红褐色古土壤在特定的气候条件下转变而成的,厚度在 3～ 6m之间,风化壳剖面常由 3个层次构成,发育时间为 5～ 10万年不等。风化壳上部是发育好的红色古土壤,中部是褐黄色强风化破碎黄土,下部是棕黄色弱风化黄土。粘土矿物分析表明,黄土中的风化壳为伊利石-蒙脱石型。黄土中风化壳发育时的年均降水量在 90 0～ 10 0 0mm之间,是黄土高原降水丰富的气候事件的显示。黄土高原东南部和中部风化壳的发育证明黄土中有些古土壤确属淋溶型森林土壤,当时亚热带气候至少迁移到了黄土高原中部.     

论铝土矿床成因及矿床类型

铝土矿全部是风化作用形成的，无一例外。地球上含铝（含少量铝质也可以）岩石在适宜的气候和地形条件下，风化成红土矿物，包括铝土矿物及少量粘土矿物、含铁矿物及少量含钛矿物等风化壳铝土物质（红土铝土物质）。第四纪以前的古风化作用形成的是古风化壳铝土物质（古红土铝土物质），迁移就位以后便形成风化壳铝土矿床（红土铝土矿床）。深埋地下经过成岩变化，再随地壳抬升进入地壳浅部，或地表的叫古风化壳铝土矿床。我国９８％是古风化壳铝土矿床，即国外所称的喀斯特铝土矿床。由于其迁移就位方式不同，便形成了不同的风化壳和古风化壳（亚型）矿床     

风化壳是某些沉积矿的物质来源

近年来,积累了不少有关风化壳地质、矿物、地球化学等方面的重要资料,加深了我们对残积表生物质及与其有成因关系的沉积矿床形成过程的理解.根据这些新材料,本文概括归纳出以下几点.形成风化壳的最主要因素由于剥蚀作用而使岩石出露地表并遭受风化,这是形成风化壳的前提.在潮湿、温暖的气候条件下,侵蚀减弱以后,可以同时发生风化过程和疏松风化物被冲刷的过程.这在热带多雨地区尤其显著.当然,这是排除了存在植被和土壤复盖的情况.但是,风化物被搬运的速度逐渐低于堆积的速度,因此风化壳的厚度增大.残积物的侵蚀冲刷停     

曲阳大理石矿岩溶发育机制研究

曲阳大理石矿发育的红色风化壳大都是第四纪第Ⅰ、Ⅱ间冰期湿热气候条件下溶蚀与风化作用的结果,形成硅酸—铁型风化壳。风化壳中红粘土化学成分R2O3（Al2O3+Fe2O3）含量达24.33—31.88％。当降水或地表水的垂直下渗,水中游离的氢离子与红粘土中固相的铝相互转化交换的愈多,红粘土的氢离子浓度愈大,pH值愈小其酸度愈大,溶蚀性增强。沿红粘土和大理岩接触面产生溶蚀作用,形成石芽、溶沟、溶槽、溶痕等岩溶形态,并在它们的表面保留有红粘土痕迹。 CAJ下      

印度尼西亚卫古岛风化壳型硅酸镍矿床地质特征与成矿机制

通过对印度尼西亚卫古岛风化壳型硅酸镍矿床的成矿地质条件、矿床地质特征、成矿机制的分析和研究,认为矿床是由于超铗铁岩-橄榄岩在中生代、第三纪、第四纪的热带、亚热带气候条件下,经过风化作用,镍从含镍的硅酸盐矿物中淋滤出来,随地表水向下渗透到风化壳的下部,形成富含镍的次生矿物,具有典型的风化壳型硅酸镍矿床特点.     

中国南方红土年代地层学与地层划分问题

南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳,也是我国分布最广的第四纪土状堆积。本文在探讨第四纪松散沉积物上红色风化壳的形成机制的基础上,根据风化壳发育程度将其划分为砖红土风化壳、红壤土风化壳和红化土风化壳3种类型。南方地区第四纪松散沉积物主要有河流相沉积、滨海相海滩砂和海岸风成砂——"老红砂"以及以下蜀土为主的风尘堆积。近年来在上述沉积物中多处发现旧石器遗址,促进了南方红土的地层年代学研究。根据前人及近期对南方红土的研究成果,讨论了南方红土的年代地层学问题,提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位初步划分框架:老红砂划分为中更新统北海组、晚更新统晋江组;风尘堆积划分为中更新统宣城组、晚更新统下蜀组;河流相沉积只划出中更新统白沙井组,晚更新统留待以后研究再划出。     

The late Quaternary climate of coastal California: Evidence for an ice age refugium

The present Mediterranean climate of coastal California is unique in North America and reflects the interaction of several important synoptic controls, principally the North Pacific semipermanent anticyclone, and to a lesser extent the Aleutian low-pressure system and the cool California oceanic current. These synoptic climatic controls, key parts of the global air-sea circulation, were probably operative throughout late Quaternary time as shown by paleoecologic evidence. The thick accumulations of sediments in basins of offshore California indicate that while variable sedimentation regimes reflect changing climatic and oceanographic conditions, the Quaternary climate was probably semiarid as now, even during glacial maxima. Late Quaternary coastal dunes preserve former wind directions and show that prevailing late Quaternary winds were directionally equivalent to modern winds, which are controlled by the North Pacific anticyclone and by interactions between the North Pacific high and the interior basin low. These sand dunes contain buried, datable, carbonate-rich soils. Precipitation then, like the present rainfall regime, was not enough to leach the carbonates from the soils. Charcoal in buried dunes and soils shows that fire was environmentally important throughout the Quaternary, just as it is today. Fossil plants indicate that sclerophyllous vegetation and forest stands of conifers, adapted to a Mediterranean climate, were widely distributed during late Quaternary time. Fossil pollen in the Sierra Nevada indicates the influence of the North Pacific high. The historical precipitation record overlaps a late Holocene tree-ring record permitting extrapolation of the precipitation curve back nearly 600 years. Well-defined wet and dry trends in the precipitation pattern characterized this time span, and provide a possible analog to the earlier Holocene and Pleistocene precipitation regime. The paleoecologic record shows that the late Quaternary climate of coastal California was characterized by regimes similar to those prevailing today. The persistence of a Mediterranean climate in California during the last glaciation contrasts with dramatic climatic changes experienced in glaciated parts of North America. California thus was an Ice Age refugium for animals and cold-sensitive plants.     

220ka BP来萨拉乌苏河流域地质剖面地球化学特征及其对全球气候变化的响应

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球气候变化反映非常敏感,是研究全球气候变化响应的理想区域.对该区域滴哨沟湾剖面地球化学元素氧化物及其比值变化进行了分析,结果表明:约220 ka BP以来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同时间尺度的频繁变化,这种不稳定性无论是在冰期还是间冰期都有很好的反映.其中倒数第二次间冰期存在3次气候波动;倒数第二次冰期存在7个气候旋回;末次间冰期存在7个气候旋回;末次冰期存在9个气候旋回.这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的高度一致性.     

西峰和西安黄土中盐碱化古土壤气候意义的初步探讨

对西峰和西安黄土剖面中古土壤的研究揭示出,作为重要气候地层标志的S₄和S₅古土壤竟有盐化和碱化现象。盐碱化特性直接关系到如何认识这些古土壤的气候意义。土壤化学、微形态及粘土矿物分析表明,上述古土壤以草原土特征为主,并在气候最宜期发育了森林植被。盐碱化特性并非产生于土壤被埋藏以后,而是古土壤发育末期的产物。该时期大气粉尘堆积似乎是可溶盐的来源。     

萨拉乌苏河地区地层中的碎屑矿物及其所反映的中更新世末期以来之气候环境变化

文章根据对萨拉乌苏河地区第四纪地层中的碎屑矿物分析结果,将重矿物按其抗化学风化的能力不同分为不稳定、较稳定、稳定和极稳定四种类型,不同层位的重矿物类型的百分含量不同,从而可求出重矿物的风化系数HW。不同时期地层的HW不同,而HW的大小变化与化学风化的程度有很大关系,一般来说,化学风化作用强,HW相应变小。而化学风化作用的强弱又主要受气候的影响,从而可推测该时期气候环境的变化。     

全新世与上次间冰期气候差异的古土壤记录

目前国际上对全新世与上次间冰期的气候差异还存在着较大的争议。对西欧阿晴里姆黄土中全新世和上次间冰期古土壤（埃姆古土壤）,中国黄土中S₀及S₁的对比研究表明,埃姆古土壤和S₁是典型的复合土壤,记载了相同的沉积-成壤事件序列,并与深海氧同位素记录有很好的一致性。第一成壤期与氧同位素阶段5e相对应,代表了典型的间冰期气候。西欧在该时期形成的土壤与全新世土壤的成壤过程基本相同,二者反映了类似的气候条件;而中国黄土中S₀和S₁则具很大差异,这表明我国北方最后两次间冰期的气候条件显著不同。青藏高原在中更新世末期以来的隆升对季风环流的影响是值得注意的原因之一。     

洞庭湖区第四纪气候变化的初步探讨

探讨了洞庭湖区第四纪以来的气候变化，初步得出以下规律：更新世气候变化剧烈，气候组合暖湿（温湿）与冷干；全新世气候转为温凉，主要气候组合为温湿与凉干；历史时期气候主要仍温湿与凉干交替，但15 世纪以来出现短暂的温干与凉温期；15世纪以来，气候波动频繁，有愈来愈不稳定的趋向，进入20世纪，旱涝灾害更加。在全球变暖的背景下，预计该区未来气候趋向于暖湿，但不排除暖干的可能性。     

北天山山前安集海河阶地形成的时代及意义

北天山山前几条主要河流普遍发育河谷阶地。安集海河发育６～８级阶地,通过年代测定及区域对比,可得出安集海河阶地形成于中更新世晚期一晚更新世早期（约１２～１４万年左右）。第四纪以来构造活动及气候变化控制着河流下切和侧蚀作用的进行,安集海河阶地的形成和发育明显受第四纪晚期构造活动和气候变化等因素的影响。