环境变迁

2、磁化率
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）磁化率分布曲线
2、磁化率
频率磁化率是指被测样品在低频磁场与高频磁场中磁化率值的相对差值，计算公式为： Xfd =[(LF-HF)/LF]× 100% Xfd—频率磁化率，LF—低频磁化率，HF—高频磁化率。
该值是判别土壤中超顺磁性颗粒相对含量的指标 [73]，超顺磁性颗粒是风化成壤的产物，对
风成沉积物与 环境变化
1
风成沉积物
一、风成沉积物
风成沉积物主要包括风成沙以及沉积在各种不同介质中的粉尘物质 （如黄土，泥炭、湖泊、深海中的风成粉尘等）。
一、风成沉积物
戈壁—沙漠—黄土
200万年以来，特别是几十万年以来的中、晚更新世时期，中国西部地势不 断上升，干燥气候区不断扩大。 这些地带表面沉积的砂岩、以及砂砾岩等比较疏松的岩体在太阳和风的作用 下，不断被风化剥蚀，变成大量碎屑物质。 这些大小混杂的碎屑物质从山上崩解下来，开始在山脚下堆积起来。 在洪水的作用下，部分被冲到较远的山麓地带，形成大面积的洪积平原。 每当干燥季节，在大风的作用下洪积平原上的碎屑物质中的细砂和尘土被吹 到天空中，其中尘土被吹到千里外的地区，形成了黄土高原；而那些细砂则被风 携带到附近，形成沙漠；粒径比较大的砾石，则被留在原地了，就形成了如今的 戈壁滩地貌了。
富含碳酸钙（10—16％），常见钙质结核（形态像马铃薯或生姜，称 为砂姜石）；
结构疏松（孔隙度40—55％）。多孔性是黄土区别于其他土状堆积物 的主要特征之一； 无沉积层理，但垂直节理很发育，直立性强，深厚的黄土层常形成陡 峻的崖壁； 具有湿陷性（遇水浸湿后会发生强烈的沉陷和变形）。
2、黄土
黄土的分布 • 从全球来看，黄土主要分布在 中纬度干旱或半干旱的大陆性气候 地区，即现代的温带森林草原、草 原及部分半荒漠地区。内陆干旱荒 漠区、半荒漠区的强大反气旋从荒 漠中部向荒漠边缘移动，把大量粉 砂吹送到草本灌木的草原地区逐渐 堆积下来。
4、吸湿水
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）吸湿水、烧失量、碳酸钙分布特征
面（HPC）位于汉江郧县段河流右岸一 级阶地前沿河漫滩沉积相上，厚约9m， 剖面顶部高程156m，高出水面18m。
黄坪村剖面地理位置示意图
二、风成沉积物与环境变迁
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）与辽瓦店剖面（LWD）对比图
1、色度
土壤颜色是土壤最直观的特征之一，与土壤有机质含量、氧化铁含量、质地和黏粒含量、水分、主要 黏土矿物类型等理化性状密切相关。
一、风成沉积物
1、沙漠
沙漠主要是指地面完全被沙所覆盖、植物非常稀少、雨水稀少、空气 干燥的荒芜地区，这里风沙活动强烈，形成各种风成地貌形态。
沙漠是荒漠中分布最广的一种类型。
1、沙漠
分布
全世界沙漠总面积约700万km2。 ①南、北纬 15°— 35°之间的亚热带区域，即各大陆的西岸。如北非的撒哈拉、阿拉伯半岛、 澳洲中西部、南美的阿塔卡马等地。 ②温带的内陆地区。如中亚、我国的西北、美国的西部等地。
黄土中主要含有亚磁铁性矿物（磁铁矿、磁赤铁矿及磁黄铁矿等）与反铁磁性矿物 （赤铁矿和针铁矿等），它们对磁化率的贡献程度不同，磁铁矿与磁赤铁矿对磁化率的贡献 大，赤铁矿与针铁矿一类反磁性矿物对磁化率的贡献小。随着风化成壤过程的进行，发育形 成的细粒的亚铁磁性磁赤铁矿与磁铁矿是导致磁化率增强的原因。 气候暖湿的情况下，风化成壤作用强，磁赤铁矿与磁铁矿含量上升，磁化率增加。 气候干旱寒冷时，成壤弱，亚铁磁性矿物含少，磁化率降低。 磁化率是表征沉积物中铁磁性矿物含量的指标，它能较好地判断黄土风化成壤的强度， 也是反映降水和气温变化的重要指标。
成壤强度、成壤环境及古气候的波动更加灵敏，因此，频率磁化率（Xfd）对古气候具有更加
明确的指示意义。
2、磁化率
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）磁化率分布特征
地层
TS L0 S0 Lt L1
深度（cm）
0-50 50-100 100-270 270-310 310-770 均值
磁化率
135.20
高频磁化率
2
风成沉积物与环境变迁
——以前坊村剖面为例
二、风成沉积物与环境变迁
第四纪风成沉积在古环境重建过程中具有重要作用。在局部 或区域尺度上，风成沉积能够提供沉积物来源和传输路径的信息。 在全球尺度上，可以用来重建古大气环流系统，同时也可以用来 推断大气粉尘传输率较高的时期。总之，黄土—古土壤剖面是非 常重要的古环境信息档案库，记录了时间序列最长、最为丰富的 第四纪气候变化信息，同时也能为陆地和海洋地层对比提供有用 的信息。 中国的黄土—古土壤序列不仅包含了长时间尺度气候变化的 替代性指标记录，同时也为整个第四纪时间尺度海洋与陆地记录 对比提供了保证。
S0
100-270
变化范围 均值
Lt
270-310
变化范围 均值
L1
310-770
变化范围
22.27~29.28
2.81~9.58
0.7~4.3
4、吸湿水 土壤吸湿水是指土壤固体颗粒表面依靠分子引力和静电引力的作用，从土壤颗粒表面 或大气中吸附的气态水。一般情况下，土壤吸湿水属于无效水，不能运输盐类及营养物质， 植物很细也不能吸收这部分水，只能化为水汽而扩散。 研究表明，土壤吸湿水含量与土壤质地、比表面积、有机质含量、以及空气相对湿 度等因素直接相关。土壤颗粒越小，空气相对湿度越大，土壤吸湿水的含量就越多，反之 亦然。而土壤的质地及有机质含量与成壤时期生物活动量及气候的湿润程度有关，所以吸 湿水的含量常被视为良好的气候替代性指标，用以探究区域黄土形成时期的气候与环境的 变化规律。
2、黄土
典型黄土地层剖面
洛川黑木沟坡头 黄土地层划分
2、黄土
典型黄土地层剖面
特点： 黄土与古土壤（或风化层） 相互叠覆，交替出现，形成 古土壤、黄土的层序周期。 自下而上：午城黄土和下部 离石黄土均出现三个较大的 周期，下部离石黄土在大周 期中有明显的小周期，上部 离石黄土较均匀地分布四个 周期，马兰黄土无古土壤。
的有机质较多；反之，气候干冷，生物活动量减小，粉尘沉积过程中有机质的保存量相应减少。 烧失量的变化规律对环境状况和气候特征有明显的指示意义。
3、烧失量
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）吸湿水、烧失量、碳酸钙分布特征
3、烧失量
郧县盆地黄坪村（HPC）剖面吸湿水、烧失量、碳酸钙分布特征
地层 深度（cm） 均值 TS 0-50 变化范围 均值 L0 50-100 变化范围 均值 烧失量（g•kg-1） 35.49 33.71~37.20 31.74 24.17~36.92 32.92 29.94~39.78 27.41 26.57~28.66 24.98 吸湿水（g•kg-1） 7.50 5.67~8.51 8.70 6.57~11.17 14.74 12.72~17.73 5.73 3.40~14.84 5.60 碳酸钙 （%） 0.8 0.5~1.1 1.6 0.2~2.9 1.9 0.2~3.6 2.4 1.6~2.9 2.4
紧密相关，因此，亮度值主要可反映区域年降水量及温度的变化情况。 红度值a*用来衡量土壤的红化程度，红度值高低可以指示土体中不同价态的铁矿物的组成，红化度越 高，风化成壤越强。 黄度b*主要与黄土—古土壤中的针铁矿质量分数有关，在湿润的环境条件下有利于针铁矿的形成，使 沉积物显示黄色。
1、色度
郧县盆地黄坪村剖面（HPC）亮度、红度、黄度值
1、沙漠
分布
中国的沙漠主要位于北方雨量小于400 mm的地区；
从地域上看，中国主要有8大沙漠和4大沙地，其中有三个沙漠位于西北新疆，分别是塔克拉 玛干、古尔班通古特和库姆塔格沙漠。
2、黄土
黄土是第四纪时期、主要由风力搬运堆积形成的一种灰黄色或棕黄色的粉砂 质堆积物。
2、黄土
黄土的性质
黄土质地均一，以粉砂为主（粒径0.05-0.005mm，含量＞60％）；
对郧县盆地汉江上游Ⅰ级阶地上的黄土样品的亮度( L*) 、红度( a*) 、黄度( b*) 三个参数进行研究，
找到色度参数所蕴涵的成壤信息及环境信息。 亮度值L*是用于表征土壤明暗程度的数值，对土壤中有机质含量有很好的指示意义，土壤亮度值会随
着土壤有机质、针铁矿、赤铁矿的累积而降低，而有机质、针铁矿、赤铁矿的含量与区域年降水量及温度
152.80~237.30
150.60
10.73~13.73
11.19
变化范围
均值
107.30~188.40
58.27
95.90~169.00
54.18
10.20~12.34
6.84
变化范围
45.80~98.00
42.2~86.50
4.19~11.73
3、烧失量 土壤中的有机质主要存在于土壤动植物、微生物残体及其分泌物中，因此测量土壤中的有 机质的含量可以反映出土壤形成时古环境中生物量及生物作用的活跃性。
烧失量是指土壤样品通过高温燃烧作用下，土壤中的一些物质被燃烧殆尽后样品损失的重
量，实验表明，这些损失的重量主要为有机质的含量，因此，可用烧失量作为推测沉积物中的有机 质含量的变化的替代性指标，间接反映土壤所受的生物风化作用及古气候的演变过程。
一般而言，当气候条件温暖湿润时，地表环境中的生物活动量较大，土壤发育过程中保存
2、黄土
黄土的厚度
黄土的厚度各地不一。 中国北部黄土一般厚100m, 兰州附近可达300m。中亚 黄土一般厚90m，局部可达 200m。而欧洲和北美洲 黄土一般厚30m。
2、黄土
典型黄土地层剖面
陕西洛川黄土国家地质公园所在的洛川县黑木沟黄土地质遗迹是地质历史 时期多种地质作用的综合产物，是大片黄土高原的缩影，主要反应的是248万年 以来强烈的西风把黄土搬运到这里的地质史，记录了古气候、古环境、古地理、 古植被等多方面信息，可作为一条标准黄土地层剖面与黄土高原上的黄土地层 进行对比。