黄土地貌与气候环境(李开超).ppt

黄土地貌与气候环境 中国黄土地貌与地层中国黄土的气候环境记录 本章要点 中国黄土高原是世界上独特的自然景观 中国黄土记录了丰富的气候 环境信息 黄土高原地区在早更新世 甚至在上新世晚期 由于季风作用加强 中国北方开始接受粉尘堆积 形成红粘土和黄土 黄土层中的古土壤 中国黄土分布面积约为631000km2 约占全国领土面积6 6 主要分布在北纬33o 47o 东经75o 127o之间 黄土高原分布于甘肃兰州以东 山系太原以西 秦岭以北 陕北长城以南 面积达275600km2 黄土厚度达200 500m 中国黄土分布 中国黄土分布 黄土塬 中国黄土地貌与地层 黄土墚 黄土梁 早期的黄土堆积区 黄土地形较平坦 地势亦不高 受青藏高原隆升 现代海拔平均4000 4500米 的影响 黄土高原地区逐渐抬升1000 2000米 随着高原的抬升 黄土区河流下切 较为平坦的黄土塬受到侵蚀 长形的残留塬形成黄土墚 圆形的残留墚形成黄土峁 今天我们看到的是沟壑纵横的黄土高原 黄土峁 黄土峁 一 午城黄土 离石黄土 马兰黄土刘东生先生将中国黄土分为 午城黄土 离石黄土 马兰黄土 3 午城黄土 L15 L33或L15 L43 2 45 1 15Ma 早更新世早 中期黄土地层 它的标准命名地点在山西隰 xi 县午城柳树沟 黄土颜色较红 结构致密而坚实 块状 质地均匀 大孔隙少 粘粒含量较高 含具块状致密结构的石灰质块状或板状结核 其间夹有红棕色褐色埋藏土壤层 灵台的午城黄土 午城黄土 离石黄土以山西离石县陈家崖为典型分布地区 离石黄土分布面积很广 厚度也大 它构成黄土高原的主要基础 为塬 梁 峁黄土地形骨架 在午城柳树沟可见离石黄土直接覆盖在早更新统午城黄土之上 呈不整合接触 它的顶部被晚更新世的马兰黄土所覆盖或直接裸露在地表 离石黄土一般厚约100米左右 其特点是自上而下普遍含有棕红色的埋藏古土壤层 离石黄土分为上 下离石两部分 离石黄土 L15顶 S5顶 L1底1 15Ma 0 50Ma 上离石 下离石 S5 L6 马兰黄土马兰黄土的标准地点在北京西北丰沙东站以西23公里的斋堂村北的山坡上 马兰黄土与离石黄土之间岩性区别明显 马兰黄土呈淡灰黄色 较疏松 柱状节理发育 无层理 易产生陷穴和天然桥 L1底 S0底 洛川剖面的马兰黄土 洛川剖面为中国黄土的标准剖面之一 该剖面黄土厚约135m 出露的红粘土厚约15m 刘东生等 1985 在洛川黄土剖面中 有两类颜色 结构区别很大的地层单元 一为黄土层 另一为古土壤层 黄土层一般为灰黄色 质地较均一 无明显结构 古土壤则为红色 有明显土壤结构和土壤发生层次 在地层研究中 习惯上以L代表黄土层 以S代表古土壤层 洛川剖面的上部地层清晰可分 共划分出15个古土壤层 从上到下分别以S0 S14表示 其下部则由于古土壤层与黄土层二者之间的界线不明显 早期的划分只分出6个组分 分别以WL 1 WL 2和WL 3A和WS 1 WS 2 WS 3表示 WL组合以黄土层为主 夹薄层分散的古土壤 WS组合则以古土壤层为主 有薄层黄土分散夹在古土壤层之间 洛川剖面被分成4个岩石地层单位 从黄土堆积底界到L15底部为午城黄土 从L15顶到S5顶为离石黄土下部 从S5顶到L1底部为离石黄土上部 L1为马兰黄土 马兰黄土上覆全新世古土壤S0 洛川黄土剖面及黄土地层划分 1 地层划分2 黄土 古土壤序列3 古地磁 第四纪时期黄土堆积与环境变化的关系1全球气候变化2季风3青藏高原 二 蓝田黄土剖面 马兰黄土 上离石黄土 下离石黄土 午城黄土 S1 S5 S8 L9 L15 L43 L33 段家坡黄土剖面位于陕西省蓝田县县城西北约40km的段家村北 约东经109 2 北纬34 2 剖面南依秦岭北临灞河 位于白鹿塬北坡 与著名的蓝田陈家窝化石产出地隔灞河相望 段家坡黄土剖面地层发育完整 出露清楚 黄土厚132m 下部出露有蓝田组 灞河组地层该剖面系蓝田水家嘴新生代地层剖面的上部黄土部分 是一个很有研究价值的良好的黄土天然露头剖面 段家坡剖面代表了黄河中游黄土区 东南部塬区特征 蓝田剖面古地磁测试结果 中国黄土的气候环境记录 1 黄土 古土壤序列2 植被3 哺乳动物4 磁化率5 粒度6 氧同位素7 有机碳含量 一 黄土磁化率气候记录 黄土 古土壤序列中 黄土与古土壤有着明显不同的磁化率 可以利用磁化率辨别黄土层与古土壤层 即使是一些肉眼不易辨认的弱古土壤层 也可以利用磁化率差异辨别出来 因此 磁化率可以成为划分黄土地层的重要方法 由于磁化率曲线既可以用于精确的地层划分与对比 又可以作为指示气候代用指标 因此可以用来建立磁化率地层学 黄土与古土壤的磁化率值大小取决于其中磁铁矿 磁赤铁矿 赤铁矿的丰度 古土壤的磁化率值大于黄土的磁化率值正是由于古土壤中的磁性颗粒丰度大于黄土的 关于黄土磁化率的物理意义 作者的观点是 在黄土成壤过程中 由于淋溶与土壤化作用 促成了铁磁性颗粒的富集 形成大量极细微颗粒 1 m 土壤中的磁性颗粒丰度增加 特别是极细小磁性颗粒的增加 造成了较高的古土壤磁化率值 古土壤高磁化率值指示了潮湿气候 而黄土的低磁化率值指示了干冷的气候 黄土磁化率值具有反映气候环境的意义 黄土磁化率曲线与深海氧同位素曲线对比 黄土与古土壤的磁化率值大小取决于其中磁铁矿 磁赤铁矿 赤铁矿的丰度 古土壤的磁化率值大于黄土的磁化率值正是由于古土壤中的磁性颗粒丰度大于黄土的 关于黄土磁化率的物理意义 作者的观点是 在黄土成壤过程中 由于淋溶与土壤化作用 促成了铁磁性颗粒的富集 形成大量极细微颗粒 1 m 土壤中的磁性颗粒丰度增加 特别是极细小磁性颗粒的增加 造成了较高的古土壤磁化率值 古土壤高磁化率值指示了潮湿气候 而黄土的低磁化率值指示了干冷的气候 黄土磁化率值具有反映气候环境的意义 西峰剖面磁化率曲线与深海氧同位素曲线对比 二 黄土粒度曲线与气候记录当气候干旱寒冷时 沙漠戈壁扩张 强劲的冬季风将粉尘物质带的更远 黄土高原接受的粉尘颗粒更粗一些 当气候温暖湿润时 冬季风减弱 黄土高原接受的粉尘颗粒较细 因此 黄土剖面颗粒的变化反映了气候环境变化 黄土粒度变化曲线可以视为气候变化代用指标 宝鸡剖面粒度变化 第七章思考题1 中国黄土地层划分方案 岩石地层划分 磁性地层划分 2 为什么中国不同区域的黄土 古土壤序列既具有可对比性又有发育程度的差异 3 黄土磁化率曲线气候代用指标的含义及黄土磁化率物理意义 4 黄土粒度曲线气候代用指标及意义 5 东亚季风形成与黄土 古土壤序列关系 1 6第四纪全球气候特征及中国黄土气候环境记录 1 刘东生等 黄土与环境 北京 科学出版社 19852 AnZhishangetal EvolutionofAsianmonsoonsandphasedupliftoftheHimalaya TibetanplateausincelateMiocenetimes Nature 2001 411 3 62 663 丁仲礼 刘东生 中国黄土研究新进展