铜陵第四纪网纹红土的风化特征及其环境意义
  • 【摘要】

    中国南方第四纪网纹红土是特定时期特定气候下的产物,网纹红土中蕴含丰富的环境信息,对其进行深入的研究有助于重建古地理环境。本文通过长江中下游地区铜陵网纹红土剖面的年代、全样粒度、石英粒度、环境磁学参数、色度和古地磁指标的测量和分析,探讨网纹红土的风化特征及其形成环境。初步研究结果表明:
      (1)根据剖面比较直观的颜色变化以及网纹的形态特征,从上到下将铜陵剖面依次分为网纹化的下蜀黄土层、紫红色... 展开>>
    中国南方第四纪网纹红土是特定时期特定气候下的产物,网纹红土中蕴含丰富的环境信息,对其进行深入的研究有助于重建古地理环境。本文通过长江中下游地区铜陵网纹红土剖面的年代、全样粒度、石英粒度、环境磁学参数、色度和古地磁指标的测量和分析,探讨网纹红土的风化特征及其形成环境。初步研究结果表明:
      (1)根据剖面比较直观的颜色变化以及网纹的形态特征,从上到下将铜陵剖面依次分为网纹化的下蜀黄土层、紫红色网纹红土层、典型网纹红土层和黄色网纹红土层。根据ESR以及古地磁年代测量结果,铜陵剖面形成年代略早于0.9Ma。
      (2)从粒度各组分含量来看,粉砂(4~63μm)组分作为为第一优势粒级,全剖面含量变化于58.5%~74.2%之间,平均值高达65.24%;粘粒(<4μm)次之,含量介于23.35%~40.5%之间,均值为33.05%,其中次生粘粒组分(<2μm)占20%左右,远高于北方黄土。砂(>63μm)的含量最少,范围从0.02%到5.91%,均值不足2%。“风尘基本粒组”(10~50μm)含量31.68%~50.58%,均值为40.91%,与江西九江、沙河,浙江安吉,安徽宣城含量相差不大,与北方黄土具有一定的风成相似性。全样粒度频率分布曲线呈双峰、多峰分布,表现出成因和物质来源的复杂多样性。通过对铜陵网纹红土全样粒度和石英粒度的对比分析发现,全样<4μm的粘粒组分远大于石英样品,石英样含有的10~50μm的比例明显高于全样,表明铜陵剖面石英颗粒粒度比全样粒度粗。由于石英颗粒可以很好的反应原始粉尘粒度状况,因此初步推测该地网纹红土后期经历了较强烈的风化成壤作用,使得网纹红土原样中的细粒组分较石英样品多,C-M图的投影区域,也反映后期风化对红土粒度的改造作用。
      (3)铜陵剖面下部三层磁化率x值很低,范围从7.7~15.33×10-8m3kg-1,顶部网纹化的下蜀黄土层x最高,最大值129×10-8m3kg-1。从代表磁性矿物矿物类型的磁学参数HIRM、L-ratio以及S-ratios来看,剖面下部三层以反铁磁性矿物为主,通常为赤铁矿和针铁矿。网纹化的下蜀黄土层中x、SIRM、S-ratios的高值,均指示该层含有大量的亚铁磁性矿物,颗粒类型以SP和SD为主。热磁曲线饱和时温度630-650℃左右,可以推测含有赤铁矿,磁滞回线的分析结果也表明高度发育的网纹红土层较难磁化,随磁场强度的增加磁化强度上升缓慢,在磁场强度1000mT时仍未见饱和,进而说明了铜陵剖面发育较好的网纹层中磁性矿物类型为弱磁性的不完整反铁磁性矿物,与热磁得出结果较为一致。
      (4)铜陵网纹红土剖面色度指标随深度的变化波动很大。剖面上色度指标的剧烈变化可能与中更新时期的气候转型事件有关,异常强盛的冬夏季风使这一地区气候的干湿交替作用更明显。由于红土中赤铁矿的含量与风化成土作用密切相关,典型网纹红土层和紫红色网纹层具有较高的a*值,说明这两层风化成土作用较强烈,这一结果与粒度和磁学得出的结论较一致。
      (5)粒度组成表明铜陵地区第四纪红土具有明显的风尘特性,从上到下物源有所变化,但物源因素对粒度的影响不大,从本文研究来看,主要受风化作用的影响。全样和石英样品粒度组成对比分析表明,铜陵剖面各层位均发生一定程度的风化,其中典型网纹红土层和紫红色网纹红土层风化成壤作用最为强烈。磁学参数和色度指标随深度的变化特征均表明剖面下部三层磁性矿物以赤铁矿和针铁矿为主,中间两层这两种矿物含量最多,相应的风化成土作用最强,气候高温高湿。网纹化下蜀黄土层平均粒度变粗,赤铁矿和针铁矿含量的减少,色度a*、b*值逐渐降低,风化作用减弱,表明网纹红土发育的后期气候向干凉过度。
      (6)通过古地磁测量,发现B/M界限位于典型网纹红土层(6.7m)的中下部,根据前人研究可确定对应的年代为0.78Ma左右,黄色网纹层(7.8m)的ESR测年结果为0.9Ma,在这一时期,铜陵红土的粒度、磁学以及色度指标均发生强烈的变化,具体表现为:10~50μm粒径含量增大,平均粒径陡然变粗,磁学参数HIRM增大,S比值降低等,表明赤铁矿含量的增加,色度值剧烈变化,这些信号是对中更新世革命的响应,即铜陵地区的中更新世气候转型期在0.9Ma左右。 收起<<

  • 【作者】

    王彩霞 

  • 【学科专业】

    自然地理学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    浙江师范大学

  • 【导师姓名】

    叶玮,杨立辉

  • 【学位年度】

    2017

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    网纹红土  颜色变化  形态特征  粒度  磁化率  色度  风尘特性