河漫滩相沉积与风成沉积粒度判别函数的建立及在红土中应用

以长江南通段、婺江金华段的河漫滩沉积物和洛川、新疆昭苏的马兰黄土为训练样本,推导出河漫滩相沉积与风成沉积粒度的Fisher判别函数,并用启东河漫滩沉积物、南京下蜀黄土和伊犁马兰黄土对判别函数进行验证。第四纪红土的判别结果显示：新余、南平等地红土具有典型河漫滩沉积特征;长沙、金华、南昌、九江等地红土即具有风成又具有河漫滩沉积的特征,且风成沉积特征随着纬度减小及地形起伏增加而减小。结合现代降尘的粒度组成推测,中亚热带网纹红土的物质来源有近源也有远源。近源组分为来自附近河漫滩泛滥平原沉积物的风力二次搬运,在沉积后依旧保留了河漫滩沉积的大部分粒度特征;远源组分可能与黄土类似,由冬季风从北方物源区搬运而来。     

亚热带第四纪沉积型红土与风化壳型红土的磁学特征对比

对浙江新昌玄武岩、花岗岩风化壳红土和江西南昌第四纪沉积型红土剖面的磁学特征进行了分析,结果表明,同一气候区内风化壳红土的磁学特征受母质特征影响较大。随着风化强度的增加,强磁性的玄武岩风化壳磁化率先减小后增加,磁性矿物颗粒先变粗后变细,弱磁性的花岗岩风化壳磁化率逐渐增加,磁性矿物颗粒逐渐变细。第四纪沉积型红土剖面中,均质红土磁化率远大于网纹红土,磁性矿物颗粒亦较网纹红土层细。这些差别说明了第四纪沉积型红土剖面中均质红土与网纹红土不完全相同的物质来源。     

亚热带第四纪沉积型红土与风化壳型红土的磁学特征对比北大核心CSCD

对浙江新昌玄武岩、花岗岩风化壳红土和江西南昌第四纪沉积型红土剖面的磁学特征进行了分析,结果表明,同一气候区内风化壳红土的磁学特征受母质特征影响较大。随着风化强度的增加,强磁性的玄武岩风化壳磁化率先减小后增加,磁性矿物颗粒先变粗后变细,弱磁性的花岗岩风化壳磁化率逐渐增加,磁性矿物颗粒逐渐变细。第四纪沉积型红土剖面中,均质红土磁化率远大于网纹红土,磁性矿物颗粒亦较网纹红土层细。这些差别说明了第四纪沉积型红土剖面中均质红土与网纹红土不完全相同的物质来源。     

洞庭湖周边地区第四纪红土粒度特征及环境意义

第四纪风成红土广泛分布于中国南方,与北方的黄土同为反映第四纪古环境的重要载体。基于洞庭湖周边地区10 处剖面122 个红土样品的粒度分析,对该区红土沉积特征及其反映的环境意义进行探讨。结果显示：①样品均以粉砂（4~63 μm）为优势粒级,其次为粘粒（<4 μm）,砂含量很少,并富集“风尘基本粒级”（10~50 μm）,含量达33.23%~42.23%,粒度特征与典型的黄土、下蜀黄土、加积型红土样品相似,显著不同于湘潭洪冲积红土,也区别于本区砂岩风化壳红土,表明洞庭湖西、南、东缘丘陵岗地存在风成堆积成因的中亚热带风成加积型红土。② 黄棕色土、网纹黄棕色土、均质红土、网纹红土等4 类样品的粘粒含量由高到低的排序是网纹红土 >均质红土 >网纹黄棕色土>黄棕色土;粉砂含量由高到低的排序正好相反。结合粒度参数推测,黄棕色土发育时期,沉积作用增强,粒度变粗,分选性较好;网纹红土发育时期,沉积作用较弱,风化成壤作用强,细颗粒含量增多,分选性相对较差。这可能反映了洞庭湖地区中更新世至晚更新世冬季风加强,风化减弱的气候变化过程。③ 沿冬季风主导风向（偏北风）,洞庭湖周边地区红土的M_φ、Md值（φ值）自北向南增大（变细）,风成组分（10~63 μm）百分含量随之减少,<2 μm组分百分含量自北向南略有增加。这种趋势提供了组成该地区加积型红土的粉尘由偏北向南传输的风成证据和母质风化程度向南增强的环境信息。     

金衢盆地加积红土多指标记录的环境变化

金衢盆地连片、集中分布有较厚的第四纪古红土。选择汤溪(TX)加积型红土剖面进行了磁学、色度和粒度的测量,研究结果表明:1)剖面上段的表土层和均质红土层磁化率高,磁性矿物以亚铁磁性矿物为主;剖面中段的网纹红土层磁化率低,磁性矿物以不完整反铁磁性矿物(如赤铁矿)含量为主;剖面底部的黄色网纹化砾石层磁化率低,磁性矿物以不完整反铁磁性矿物为主。2)色度指标值(a*、b*、L*)偏高说明东部季风区湿热的气候条件,不同层位的差异说明不同层位具有不同的成土环境。3)粒度组成显示有一定的风成沉积特征,比较一致,以粉砂为主,但不同土壤层之间存在差异。剖面底部黄色网纹化砾石层可能为干冷的早期河流沉积环境;中部网纹红土层反映的是暖湿多水而且干湿交替变化频繁的沉积环境;上部均质红土层则反映了与现代区域气候相似的沉积环境。     

中亚热带第四纪红粘土的粒度特征

中国南方第四纪红粘土的成因尚有洪积、冲积、风成、坡麓堆积风化等多种说法。中亚热带5个红土沉积剖面的粒度组成分析结果表明:(1)5个红土沉积剖面的粒度组成表现出较好的一致性,粉砂(4~63 μm)为优势粒组,其含量的平均值为48.12%~68.89%, 粘粒(<4 μm)含量平均值变化于23.83%~50.10%,砂(>63 μm)含量平均值<5%。推测中亚热带红土母质具风成特性,沉积后经历了较强的风化成壤过程。(2)粒度参数高度相关,频率曲线以双峰为主体,概率累积曲线表现为三段式和五段式,表明中亚热带各地红土的沉积环境较为一致,但分选具一定复杂性。(3)在剖面上,红土粒度分布随时间变化而变化,棕黄色层的平均粒径值较均质红土层和网纹红土层粗,粉砂含量较高。     

新疆伊犁地区黄土的粒度特征与物质来源

伊犁地区是新疆重要的黄土分布区之一。黄土的粒度分析结果表明,与东部季风区黄土类似,黄土组成中以粉砂占优势,但伊犁地区的黄土却以砂含量低,细粉砂的粘粒含量高而显著区别于黄土高原的典型黄土沉积和新疆其它地区的黄土,反映西风的远源输送在该内土形成过程中扮演着重要角色,粉尘来自西部荒漠。     

网纹红土稀土元素地球化学特征的初步研究

稀土元素(REE)在揭示沉积环境,研究沉积物物源及成因方面具有重要的示踪意义。江西、湖南、浙江等地更新世加积型红土REE含量和分布特征的研究结果表明: ①除结核外,红土各类样品的REE总量变化于158.2～224.0 μg\5g-1之间。由大至小排序为:无网纹棕黄色土>无网纹均质红土>网纹红土。网纹层内白网纹REE含量高于红网纹。结核样品REE异常富集,是网纹红土母质的3～6倍,Ce富集为主要贡献者。②来自中亚热带地区不同红土沉积剖面的各类网纹红土样品,其稀土分布模式相似,与上地壳(UCC)稀土组成相近。比较研究发现,网纹红土母质与黄土高原黄土、镇江下蜀黄土、西峰第三纪红粘土的稀土配分模式非常一致,而与碳酸盐红土、花岗岩红土存在明显差异。这些特征暗示网纹红土母质与北方黄土红粘土间存在物源联系,网纹红土物质组成均匀,经历了高度混合,显示风成特性。③网纹红土稀土元素特征一方面继承了原始物质的特性,另一方面体现了南方湿热气候条件下,化学风化导致的再分馏特征。化学风化中,Eu未出现明显的再分馏,而Ce的再分馏显著。通常情况下,风化淋溶指数越小,Ce富集程度越高。然而,网纹化过程中Ce分馏特征显示出复杂性。     

庐山JL剖面红土粒度体积分形特征及其环境意义

分形理论在地貌学、土壤学、沉积学等领域得到了广泛应用,但在南方第四纪红土研究中的应用尚不多见.选取庐山北麓一个典型的第四纪红土剖面--JL剖面,根据三维空间内的体积分维模型和线性回归法,对红土颗粒粒径的体积分形特征进行研究,得出该剖面红土粒度体积分维值.研究结果表明:(1)剖面红土粒度的体积分形特征显著,其粒度特征和体积分维值与北方黄土具有较好的可比性,指示该剖面红土母质具有风成特性,并体现堆积与风化同时进行的加积特征.(2)网纹红土粒度体积分维值最大,第①～⑤均值介于2.080 9～2.141 1间;第⑥和第⑧棕黄色土层体积分维值最小,分别为1.998 4和1.972 3;第⑦古土壤层的体积分维值介于网纹红土层和棕黄色黄土层之间,为2.065 3.体积分维值与粘粒含量及分选系数显著正相关,与粉砂含量呈负相关关系.(3)JL剖面红土粒度体积分维值的纵向变化表现为高低值相间的7个旋回,与传统粒度参数相比具有更显著的分段性,并与红化率和CIA值峰谷变化存在对应关系,可以作为指示沉积-风化环境变化的指标.初步认为庐山地区红土母质第四纪以来成壤环境存在强弱变化并逐渐减弱.     

中亚热带红土与水稻土铁锰结核理化特性与形成环境对比

通过中亚热带第四纪红土和金衢盆地现代水稻土中铁锰结核的理化特征对比发现,水稻土铁锰结核的外部特征、内部结构以及化学组成与第四纪红土中的结核既具有一定的相似性又存在着明显差别.第四纪红土中的结核与水稻土中的结核都是在于湿交替的环境中发育形成的.水稻土中结核的形成是水稻生长期的渍水、还原作用和收获后的控水、弱氧化作用交替进行的结果,形成时间短暂,环境较为稳定;第四纪红土结核的形成是气候环境周期性干湿变化的结果,结核淀积时段气候干热,氧化作用强烈,反映第四纪红土形成环境的不稳定性.     

Progress of loess research in China

Progress in Chinese loess research made in recent 15 years was introduced in this paper, including mainly distribution and paleoenvironment significance of Chinese loess, new development of loess formation age, red-brown paleosol types and environmental change, loess-paleosol sequence and climate cycles, monsoon strength change during last interglacial and last glacial periods in the Loess Plateau, climate events, and source areas of loess and material.     

中国黄土研究进展

1ThedistributionandpaleoenvironmentsignificanceofloessinChinaIn the world, the loess in China has most extensive distribution, the largest thickness and the most complete times. The distribution area is over 448,000 km2 (Liu, 1985), the thickness is about 505 m (Lei, 1995) and the times began from the Tertiary (Zhao, 1989; Ding etal, 2000; Guo etal., 2002). The loess in China is mainly distributed in the middle reaches of the Huanghe (Yellow) River, and concentrated in the east of Gansu p…     

北疆黄土的磁化率各向异性揭示末次冰期以来古风向的变化

黄土磁化率各向异性（AMS）被认为是重建古风向变化重要的指标之一,在黄土高原地区得到广泛的应用。然而新疆地区的黄土磁化率各向异性研究相对薄弱。通过对新疆塔城盆地库尔托别剖面磁化率各向异性参数和磁化率分析古风向和风力强度的变化,结果表明：塔城地区末次冰期以来以东南风为主,剖面从下至上,可分为5个阶段：第1阶段（12~14 m）：对应MIS3c时期,磁组构特征受水流作用的影响明显,表现为东南风。第2阶段（6~12 m）：对应MIS3b时期,出现西南风,但主要还是以东南风为主。第3阶段（4~6 m）：对应MIS3a早中期,以东南风为主,西南风逐渐消失,并且风力强度逐渐减弱。第4阶段（0.5~4 m）：对应MIS3a晚期和MIS2早期,表现为东南风,风力强度波动较大。第5阶段（0~0.5 m）：磁组构特征受成壤作用影响强烈。     

A magnetic investigation of a Late Quaternary loess/palaeosol record in Siberia

A Late Quaternary loess/palaeosol sequence at Kurtak in the Yenisey River valley, southern Siberia, has been studied magnetically. The 34  m section (340 samples) exhibits variations in magnetic susceptibility which can be correlated with oxygen isotope stages 1–7. A detailed sampling of stage 5 (a further 209 samples) permits the identification of substages 5a–e. The susceptibility variations themselves are in the opposite sense to that found in the classic sections of the Chinese Loess Plateau, but are in agreement with the 'wind-intensity' model which has been put forward to explain similar findings in loess sequences in Alaska. Published results for the susceptibility of magnetite imply volume fractions of ≈0.2 per cent in glacial stages 2 and 4, dropping to ≈0.05 per cent in stages 1, 3 and 5. These fluctuations match the aeolian flux variations observed in core V21–146 from the north Pacific. Even though the warmer intervals are characterized by lower susceptibilities, the observed frequency dependence of susceptibility indicates that new magnetic material is produced as a result of pedogenesis during interglacial and interstadial times.     

辽南滨海黄土粒度环境信息高分辨率研究

对辽南滨海黄土粒度研究证明 ,滨海黄土是在第四纪冰期寒冷气候下的产物 ,但是 ,由于滨海黄土所处靠近沿海的地理位置使得这种黄土的形成机制具有独特性。冰期时渤海湾西岸海面下降出露的冲洪积物和海底砂是滨海黄土除西北内陆地区以外的另一重要物源 ,搬运以风砂跃移方式进行。滨海黄土的粒度中包涵了丰富的有关渤海湾海面变化的信息。辽南滨海黄土剖面中的粒度拟合值、 2 - 3Ф粒级百分含量反映了渤海的海退、海侵过程和末次冰期蒙古高压的强弱 ,这种变化与滨海黄土 3个孢粉组合带所反映的古气候环境相吻合 ,同邻近地区的海面升降变化和深海岩芯氧同位素阶段也存在良好的对应关系 ,滨海黄土粒度的拟合度是本区古环境变化的重要的替代指标。     

Separation of pedogenic and lithogenic components of magnetic susceptibility in the Chinese loess/palaeosol sequence as determined by the CBD procedure and a mixing analysis

Magnetic susceptibility variations in the Chinese loess/palaeosol sequences have been used extensively for palaeoclimatic interpretations. The magnetic signal of these sequences must be divided into lithogenic and pedogenic components because the palaeoclimatic record is primarily reflected in the pedogenic component. In this paper we compare two methods for separating the pedogenic and lithogenic components of the magnetic susceptibility signal: the citrate-bicarbonate-dithionite (CBD) extraction procedure, and a mixing analysis. Both methods yield good estimates of the pedogenic component, especially for the palaeosols. The CBD procedure underestimates the lithogenic component and overestimates the pedogenic component. The magnitude of this effect is moderately high in loess layers but almost negligible in palaeosols. The mixing model overestimates the lithogenic component and underestimates the pedogenic component. Both methods can be adjusted to yield better estimates of both components. The lithogenic susceptibility, as determined by either method, suggests that palaeoclimatic interpretations based only on total susceptibility will be in error and that a single estimate of the average lithogenic susceptibility is not an accurate basis for adjusting the total susceptibility. A long-term decline in lithogenic susceptibility with depth in the section suggests more intense or prolonged periods of weathering associated with the formation of the older palaeosols.
The CBD procedure provides the most comprehensive information on the magnitude of the components and magnetic mineralogy of loess and palaeosols. However, the mixing analysis provides a sensitive, rapid, and easily applied alternative to the CBD procedure. A combination of the two approaches provides the most powerful and perhaps the most accurate way of separating the magnetic susceptibility components.