我国西北的黄土带处于戈壁.docx

我国西北的黄土带处于戈壁、沙漠的外围，认为二者构成所谓的“挛生关系”(董光荣，1990)。雷祥义(1998)认为呈带状分布的戈壁一黄土高原黄土一秦岭黄土一长江中下游下蜀土应当是第四纪以来特定季风气候、大气环流、地质作用形成的一个统一的特殊地质体。末次冰期最盛时期，蒙古冷高压南移，控制着中国北方地区。西风带携带着粉尘可直扑东南海域，在北方堆积形成了所谓的马兰黄土，在长江下游地区堆积形成所谓下蜀黄土(黄春长，2000)。郑祥民等(1999)通过对南京下蜀黄土，长江三角洲地区的硬粘土层，东海岛屿黄土的大量试验分析资料和地层的对比分析后认为，分布在长江下游两岸的低山、丘陵地带的下蜀黄土及其在东部平原、东海岛屿和海底的风尘黄土及其次生产物也是我国第四纪黄土的重要组成部分，是我国第四纪黄土沉积物中的一种独特类型，是统一连续延伸分布的地层。赵松龄01991)则认为存在于中国陆架区的局部沙漠化地区(物源区)及其衍生沉积区(黄土沉积区)之间存在着发生学的联系。因而在风成说的赞同者中又出现了东部黄土成因的近源与远源分歧(于洪军，1999)0有关研究表明，黄土和古土壤层的粗颗粒含量是冬季风气候的有效代用指标，指示来自高纬度偏北干冷冬季风的强弱程度;而黄土和古土壤层的磁化率值则是夏季风的良好代用指标，主要反映来自低纬度海洋偏暖湿夏季风的强弱变化(安芷生，1991;PorterSC,1995)o因此，在东亚季风格局中，冬季盛行的西风携带沙漠区粉尘南下，当冬季风加强时，风尘物质搬运距离远，使得黄土分布区向东向南扩展，堆积速率快，黄土厚度加大:夏季风增强时，气候温暖湿润，为黄土区带来雨水，促进成壤作用。黄土粒度组成中不同粒级的含量变化具有不同的古气候意义(鹿化煌，1998)，揭示类似成因机制的粒级范围也因地区不同而异(汪海斌等，2002)。然而，黄土古土壤样品粒度统计参数的古气候意义还不甚明确，哪一个参数可以作为较敏感的东亚冬季风变化替代性指标还没有统一的认识(贾耀锋等，2004)。中国黄土环境磁学研究始于70年代(李华梅等，1974;安芷生等，1977)，自80年代开始系统的研究，并成为黄土研究中的一个重要领域，在恢复第四纪古环境中起着重要作用。中国黄土剖面中的黄土代表了干冷时期的粉尘堆积，古土壤则是温湿气候条件下的产物(刘东生等，1985)oHelen等(Hellenetal,1982)对洛lil的一个黄土钻孔进行较详细的磁化率测试，并创造性地提出黄土、古土壤磁化率变化与古气候相关的论点。此后又和Kukla等(Hallenetal,1984;Kuklaetal,1988)相继研究发现洛川黄土的磁化率变化曲线可以与深海氧同位素变化进行较好地对比，从而认为磁化率是陆相地层中灵敏的气候代用指标。另外，An(AnZSetal,1993)和Fang等(Fangetal,1999)通过磁化率揭示了诸如新仙女木事件的短尺度的气候变化。方小敏等(1998)发现在相当于深海氧同位素Se亚阶段，磁化率有千年尺度的变化。黄土、古土壤中磁性矿物有磁铁矿、钦磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿、钦铁矿等，其中磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿是最主要的，相对于磁铁矿和磁赤铁矿来说，其它磁性矿物对磁化率的贡献可忽略不计。许多关于黄土、古土壤岩石磁学的研究实际上是以此为前提的，但对磁铁矿和磁赤铁矿的相对重要性存在诸多争论。通过黄土岩石磁学性质的研究，对影响磁化率的磁性矿物种类和岩石磁学性质都有所了解，但是古土壤磁化率的增强机制还不太清楚，即磁化率如何记录气候变化的问题仍众说纷纭，学者们已经提出了各种各样的假设。磁化率的变化可能是多种因素综合作用造成的，影响因素可能包括沉积过程中的环境因子影响，也包含了堆积以后各种因子对主要磁性矿物的影响，因此需要对磁化率与气候的关系进行更深入的研究。刘东生等(1985)、曹家欣(1987)、李培英等(19911992)认为:冰期时的山东半岛和渤海部分海区，除接受大量从西北地区通过大气系统以尘暴形式搬运来的粉尘外，还接受了来自其东部海滩吹向陆地的粉尘，其中包括含有孔虫的混杂物质。赵松龄(1991)、于洪军(1999)等推测中国东部陆架-岛屿地区在晚更新世普遍存在面积不等的沙漠一黄土堆积系列，认为分布于辽东半岛、山东半岛和东海岛屿的黄土地层，甚至下蜀黄土和长江三角洲硬粘土层均属于近源沉积。李立文，许冀泉，徐馨，汪永进，许峰宇，潘凤英等(1993),林家骏等(2004)，郑乐平等(02002)，杨守业等，张建军等(2000)，谢昌仁、李富春等(2002,2004)，赖忠平等(2001)运用各种物理化学指标对南京及其附近下蜀黄土的沉积特征，成因，形成年代以及所反映的古环境演变信息进行了详细，系统的研究。王爱萍等(2001)通过对南京地区燕子矶与泰山新村下蜀土的微量元素进行分析，运用图解和物源判别指数方法，揭示了下蜀土与西北黄土在元素组成上的相似性，推断下蜀土的物源与西北黄土沉积物一致，同为风尘沉积。郑祥民等(1999)根据中国东部第四纪古地理环境分析发现，东海岛屿地区，长江三角洲地区以及东海陆架黄土堆积与下蜀黄土在沉积物特征上具有明显的相似性，均为末次冰期干冷气候条件下的风尘黄土堆积物或经次生变形成。而山东庙岛群岛和东海岛屿黄土堆积中火山玻璃的存在和分布特征(周厚云等，2000;郑祥民等，2003)则表明了东亚古季风的特征和东亚火山活动对周边地区古气候环境的影响。同时，日本第四纪地质学家研究中也相继发现，在朝鲜半岛、日本岛屿以及临近海域晚更新世晚期地层中，也普遍存在物源来自中国的风尘黄土堆积(成獭敏郎，1993;沟田智俊，1991;井上克弘，1990)0运用CBD技术，溶解成土作用产生的磁性颗粒，揭示原始风尘沉积所指示的环境变迁。前人通过对下蜀黄土，岛屿黄土的地球化学分析认为其经历了较强的成壤作用，CBD技术在这种古今成壤作用叠加的地层中如何应用?能否揭示原始粉尘所反映的环境信息?造成粒度差异的因素有那些?哪些粒级的含量更能揭示本区季风的变化规律?南京附近的下蜀土是我国第四纪地层重要组成部分，下蜀黄土主要分布在宁镇地区低山丘陵的坡麓地带，少量分布在山丘顶部比较平缓的坡上，海拔标高大多为2050米，厚度自西向东由逐渐变薄的趋势，且随地面起伏而有所变化。位于山顶、山坡及丘陵高处的下蜀黄土厚度相对较小，分布在北坡的往往要比南坡的厚度大。具有明显的连续性、广覆性和坡向性特点。但野外观察也能发现一些经过洪水、坡流等其他流水营力近距离搬运再沉积的产物。广泛分布在山麓洼地和长江两岸低级阶地上的黄土厚度较小，一般不超过5米，而覆盖在山麓、岗地上的黄土厚度较大，一般可达2030米。下蜀黄土经过堆积，剥蚀与流水切割等作用以后，常以阶地的形态分布在长江两岸。比较典型的剖面有位于江北浦口地区的泰山新村剖面，江南的老虎山，李家岗、新生好，燕子矶等剖面以及位于镇江大港的剖面。C3)数据处理:运用LS13320粒度分析软件将测试样品的数据以Excel表形式输出，其主要内容包括各粒级百分含量、平均粒径(Mz)、中值粒径(Md),标准偏差(S.D.)、尖度(K)、偏度(Sk)等粒度参数，各粒级的含量可以由软件设置导出。频率分布图、各粒级含量垂向变化曲线图、相关分析图表以及概率累积曲线图则由Excel,OriginSPSS软件根据数据生成，然后运用画图软件Coreldraw进行数据图的组合与修饰。根据“砂粒组一粉砂组一粘粒组”三角分类(任明达等，1981)进行判别，嗓山岛黄土为粉质粘土至粉质亚粘土沉积物，应属于粘黄土带(图3.1)o由于黄土离物源区愈近，风力分选增强(方小敏，1994)，嵘山岛黄土的分选性很差，说明其物源距离沉积区较远。偏度(SK)是判明粒度分布对称性的指标，嵘山岛黄土变化在0.130.27之间，属于正偏态。峰度(KG)通常用来说明与正态分布曲线相比较时峰的宽窄尖锐程度。嵘山岛的峰度值较低，在0.780.85之间波动，属于宽峰态。阮值低，说明沉积物未经改造就进入新环境，而新环境又对它的改造不明显，因而代表几个物质或总体的混和(刘宝，1980)。中国黄土的粒度分布由分布峰度较高、分选性较好的粗粒组分和分布峰度较低、分选性较差的细粒组分叠加组成;前者代表了冬季风盛行季节近距离低空搬运的粉尘物质，其粒度指示了东亚冬季风所主导的近地面气流的强度;细粒组分可能主要为常态存在的、由高空气流搬运的远源粉尘，代表了黄土高原原始粉尘的本底，可能指示了主要由西风带控制的高空气流的强度(孙东怀等，2000)。嗓山岛这种低峰态值可能反映了沉积物既有西风气流带来的西部粉尘物质，又有近源沉积的物质，是两种物质的混和。粗粉砂(1OSOum)是风尘的“基本粒组”或“黄土粒组”。L，莫耳德维(Mo1dvay,1962实验表明，1Oum50um的颗粒在风力作用下最易活动，最易分散。因此，粗粉砂粒组的含量反映了风力强劲的程度，其变化可以对研究沉积旋回、气候波动等提供线索。在粒度变化曲线上，该粒组的高值反映了风力强劲的气候事件，而低值则反映风动力较弱、搬运能力降低的气候事件。粗粉砂粒组是嵘山岛黄土的主要粒径，含量较高，变化在33.5%一47-.4%之间，剖面平均含SOum