庐山WJ剖面第四纪网纹红土特征及其古气候意义初探

摘要

中国南方长江中下游地区第四纪红土剖面,一般包括黄棕色土/均质红土/网纹红土/底部的砂砾质红土（或含网纹）四个层段；野外观测发现网纹红土层中白色网纹颜色、形态结构多样化，白色网纹、红色基质以及铁锰胶膜相互包含，微观结构具有各自的独特性。以往的研究主要是将网纹红土层白色网纹和红色基质作为统一的整体，来探寻其蕴含的古气候环境信息。本文以赣北庐山WJ剖面为研究对象，分离出同层位的白色网纹和红色基质，综合运用粒度分析、元素地球化学分析、磁化率分析、色度分析以及土壤微形态学方法，详细对比研究白色网纹和红色基质的理化特征、微形态特征的异同，尝试从微观的角度探讨其中蕴含的气候环境信息。主要结论如下：
　　1、剖面粒度组分、粒度参数、粒度频数曲线表明同一层位内部白色网纹和红色基质粒度特征相似，数据点基本重合，表明同层位的白色网纹和红色基质具有相同的母质。剖面样品的粒度频数曲线以双峰型为主体，与北方黄土以及南京燕子矶下蜀土吻合较好，粒度特征指示大部分地层具有风成特性，底部具有水成和风成的多元成因属性。粒度组分变化的总体趋势是粉砂含量自底部向顶部增加，粘土含量自底部向顶部减少。反映冬季风增强，夏季风减弱的趋势，表明中国南方气候在中更新世以来有变干冷的大趋势，且其间有干冷暖湿的气候波动。
　　2、庐山WJ剖面自下而上，网纹红土发育程度由强变弱，直至停止发育，其化学风化程度、网纹成熟度ΔE减弱，磁化率增加；理化特征表明自中更新世以来区域气候由湿润转为相对的干冷。剖面环境代用指标表明自中更新世来，区域气候大致经历了4个阶段的气候波动：中更新世早期气候极端湿润，到中期则转为相对的干冷；但在铁锰胶膜层（第5层）冬夏季风大幅度增强，冬季异常干冷，夏季极端湿热，随后又转为相对的湿润；到中更新世晚期湿润气候继续减弱，水热状况仍达到网纹发育的条件；但到了中更新世晚期或者晚更新世，气候更为干冷，冬季风显著增强，夏季风却显著减弱，此时水热条件足以支撑网纹红土的发育，白色网纹停止发育。
　　3、通过对白色网纹和红色基质微形态的研究发现：白色网纹和红色基质是相互包含，两者之间都存在一些裂隙或暗色胶膜。通过电子探针对白色网纹、红色基质及其过渡区域的元素研究表明裂隙或孔道在白色网纹和红色基质形成过程中具有十分重要的作用，裂隙或许先于白色网纹的形成，并促进网纹和基质之间元素物质的迁移。
　　4、网纹的形成与 Fe2O3的迁移和富集有关。白色网纹与红色基质过渡微区间Fe2O3质量百分比含量大小为：红色基质区域>过渡区域>白色网纹区域，并且Fe2O3元素在同层位的红色基质中富集程度和白色网纹中迁出程度近乎相等；铁锰胶膜中Fe2O3元素的分布是胶膜壁>胶膜内部>胶膜外部。Fe2O3元素不仅对土壤颜色、磁化率有着重要作用，而且对土壤中铁锰胶膜的形成和分布有着决定性作用。故Fe2O3在南方红土的研究中有着重要的作用，其与气候环境的关系还有待进一步研究。

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1绪论

1.1研究背景

1.2网纹红土国内外研究现状

1.3研究目的与意义

2 研究材料与方法

2.1研究区自然地理概况

2.2研究内容与实验方法

3网纹和基质粒度特征

3.1 粒度组成特征

3.2 粒度参数特征

3.3 粒度频数曲线

4 网纹和基质元素地球化学特征

4.1网纹和基质常量元素特征

4.2 网纹和基质化学风化特征

5 色度与磁化率特征

5.1白色网纹和红色基质色度特征

5.2 剖面磁化率特征

6 白色网纹和红色基质微区观测

6.1 白色网纹和红色基质微形态特征

6.2白色网纹和红色基质微区元素特征

7 网纹红土古气候环境初探

7.1粒度反映的古气候环境意义

7.2剖面常量元素反映的古气候环境意义

7.3剖面色度、磁化率反映的古气候环境意义

7.4微形态反映的气候环境意义

8 结论

问题与展望

参考文献

致谢

在读期间公开发表论文（著）及科研情况