甘肃庄浪全新世黄土-古土壤序列元素分布特征及意义
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1.College ofTourism and Environmental Sciences, Shnanxi Normal University, Xi'an 710062, China 2.Noahw ̄tResearch CenterforHistoricalEnvironmentand Socio-EconomicDevelopment,Shaan ̄Normal University,Xi'an 710062,China
第 35卷 第 4期 2006年 7月
膨 猫 fe
GEoCHIM ICA
维普资讯 Vo1.35, N o.4, 453 —458
July,2006
甘肃庄浪全新世 黄土 一古土壤序列 元素分布特征及 意义
刘安娜 ,庞 奖励 1 72",黄春长 ,王利军
本 文未 进行 深入 的 年代 研究 工作 ,所 用地层 年 代是 根 据地层 中发现 的 同期 文化遗 物 ,结 合前人 资 料和 地层 对 比所 得 ,精 确 年代 数据 需进 一步 研究 。
图 1 XJN剖 面 位 置 图
Fig.1 Locat ion of the Holn c ene loess—paleosol sequence
Elem ent distributions of the Zhuanglang Holocene loess-paleosol sequence, Gansu Province and its significan ce
LIU An-na ,PANG Jiang-li ’ ,HUANG Chun-chang and WANG Li-jun
Key words:major element;loess-paleosol seq u ence;Holocene;Zhua ngla ng;Ga nsu Province
0 引 言
在表 生作 用过 程 中 ,环 境 的变化 造成 了化学 元 素 的迁移 和 富集 ,黄 土 一古 土 壤序 列 中元 素的分 异 正是 环境 变化 的直 接结 果 。20世 纪 60年代 以来 ,一 些学 者通 过对 洛川 黄 土的研 究 ,发现 了其 化学成 分 与 地层 变 化 的关 系 [1 】。Nesbitt et a1.[81和 Gallet et
at Xujianian,Gansu Province,China
2 实 验 材 料 和 实 验 结 果
在研 究 剖面 自地 表开 始 向下每 2 cm连 续采 样, 至 马兰 黄土顶 部 ,共采 集 样 品 170个 。样 品在室 内 自 然 风干 ,从 每个 样 品取 5 g在 玛 瑙研 钵 中研至 200 目以下 ,用 YY60型 压力 机压 成用 于测 量 的 圆片 。元 素含 量 用荷 兰 帕纳科 公 司生 产 的 X—Ray荧 光光谱 仪 (PW2403)测 量 。实 验过程 中加入标 准 样 品(GSS一5),
表 1 庄 浪 XJN 剖 面 特 征 描 述
Table 1 Description of the Holocene loess—paleosol sequence at Xujianian,Gansu Province
Geochimica I Vo1.35 I No.4 I PP.453—458 I ly,2006
维普资讯
第 4期
刘安娜等 :甘肃 庄浪全新世黄土 .古土壤序列元素分布特征及意义
455
表 2 庄 浪 X.IN 剖面 主 要 化 学 组 分 分 析 结果
Table 2 Major chemical compositions for the Holocene loess-pahosol sequence at Xujianian.Gansu Pmv.nce
1 区域背景
)(JN剖面位 于渭 河上 游地 区庄 浪县 (35。14 36” N,106 ̄3 22.4”E,图 1),该区地处黄土高原 中部 ,海
收 稿日期 (Received):2005—09—06;改 回日期 (Revised):2006—01—18;接 受日期 (Accepted):2006—04—03 基 金项 目 :国家 自然科学基金 (40471119);教 育部高校博士点基金(20050718008);陕西师范大 学重点项 目(HNNUHG04009) 作 者 简 介 :刘 安 娜 (1980一),女 ,硕 士 ,主 要 从 事 自然 地 理 研究 。E—mail:]iuanna@ stu.snnu.edu.ca ¥通 讯作者 (Corresponding author):PANG Jiang-li,E—mail:J1pang@ snnu.edu.ca,Tel:+86—29—85308445
的含量 , (I)、Al(1)则 分别 代表 马兰 黄土 (L )中 和 的含量 。当 △ <0,说 明元素 在 S0层位 相对 AZ
迁 出 ;若 △>0,代表 其相 对 富集 。计算结 果表 明古 土壤 S0中 ACa(一16.76% )、ASr(一10.89% )、ANa (一5.08% )、AMg(一4.14% )小于 0,说 明这 四种元 素在 风化 成壤 过程 中属于 迁 移元 素 ;AK(1.55% )、 △Ti(1.01% )、ASi(O.68% )、AFe(0.13% )大 于 0。在 古土壤 S0中相对 富集 。
Abstract: A Holocene loess—pa leosol sequence was found at Xujia nia n, Zhuangla ng County, Ga nsu Province. Detailed studies on distributions of Fe,A1,Si,K,Ca,Mg,Na,Ti a nd Sr show that the variation of major element
选 取 马兰黄 土 中 CV值 最小 的 Al为参 照 系 ,可 判断全 新世 古 土壤 中元素 相对 下伏 马兰 黄土 的迁移 变化率 (△)… 1,公式 为 :
△(% )=【( ( )/Al( ))/(XO)/Alo))一1]×100 ( )、Al( )分 别代 表古 土壤 (so)中元素 和 AZ
. [9 也 对 风 化壳 及 黄 土 中元 素 的地 球 化 学 进 行 了 较深入 的研究 和分 析 。此后 ,众多 学者 对不 同区域 、 不 同时 间尺 度 的黄土 一古土 壤序 列 的地 球化 学特 征 进行 了研究 Ⅱ。。”】,认 为 黄 土高 原 的 黄土 和长 江 下
游 的下 蜀黄 土有着 相似 的风 化过程 ,元 素分布 的时 间性规 律与 环境变 化有关 ,并 可与 深海 氧同位 素记 录进行较 好 的对 比。但是 ,所 有这 些研究 主要集 中 在 长时 间序列 上 ,而对于 全新 世黄 土 的地 球化 学研 究 较 少 。本 研 究拟 通 过 对 甘 肃庄 浪 XJN全 新 世 黄 土 一古 土壤 序列 部 分元 素分 布 的研 究 ,探究 其地 球 化 学过程 及包 含 的环境信 息 。
并对部 分样 品进 行重 复测 量 ,分 析结 果在 实验误 差 范 围 内。磁 化率 采 用 Bartington MS2磁化 率 仪进 行 测定 。实 验数据 的统 计结 果见表 2。
从 表 2可见 ,常量元 素含量 在 黄土层 与古 土壤 中明显 不 同 ,其 中 K、si、Fe、 、Ti在古土壤 中的含 量 高 于 黄 土层 ,变 化 幅 度 分 别 为 4.1% 、3.2% 、 2.7% 、2.5% 、2.5% ;Ca、Sr、Na、Mg在古土 壤 中含 量 低于 黄土层 ,其 变化 幅度分 别 为 一14.7% 、一8.6% 、 一 2.7% 、一1.7% 。从元 素 的变异系数 (CV)看 ,除 Ca (12.7% )、Sr(9.4% )外 ,其 他元 素 CV值 小于 5% , AI(0.35% )、Fe(2.5% )、K(2.6% )、Mg(4.2% )、 Na(3.9% )、Si(3.7% )、Ti(1.9% o
L/U An—na et a1.:Element distributions of the Zhuanglang Holocene loess-paleosol sequence
维普资讯
砧 fe
2006年
拔 约 1 602 In,属 大 陆性季 风 气候 区 ,年均温 7.9℃ , 年 降水 580 Bin。研究 剖 面位 于渭 河支 流葫 芦河 的三 级 阶地 上 ,天 然 出露 的 陡坎 超 过 4 In。野外 观察 发 现 ,所 选 剖面 中全 新世 黄 土 一古 土壤 序列 完整 ,未见 人 为扰 动 。根据 野外 考察 的结果 ,结 合室 内实 验分 析 ,对 全 新世 剖 面进行 了地层 划分 ,详 见表 1。
(1.陕西师范大学 旅游与环境学 院,陕西 西安 710062;2.陕西师 范大学 西北历史环境变迁与经济社会发展研究 中心 ,陕西 西安 710062)
摘 要 :通 过 对 渭河 上游 XJN全 新 世 剖 面 的 Fe、 、si、K、Ca、Mg、Na、Ti和 sr元 素 含 量 的分 析 ,发 现 这 些 元 素 的分 布 与 气候 密切 相 关 。在 剖 面 中表 现 为 :迁 移 序 列 是 Ca>Sr>Na>Mg,Fe、 、Si、K和 Ti则 相 对 富集 ;Ca-Sr关 系呈 两 段 式 分 布 ,指 示全 新 世 早期 的一 次 环 境 变 化 ;墨 残 积 系 数 增 大 ,Ca/Mg比值 减小 ,指示 化 学 风化 作 用 增 强 。 关键 词 :常量元素 ;黄 土 .古土壤序列;全新世 ;庄浪 ;甘肃省 中图分类号 :P595;P532 文献标识码 :A 文章编号 :0379—1726(2006)04—0453—06
contents in the profile has a good relationship tll climate chan ge.The migration capability is as follows: Ca> Sr > Mg> Na.Fe, A1, Si, K and Ti are relatively enriched.Th e bifid distribution of Ca-Sr implies the variation of environment in the early Holocene. Eluvial coefi cient an d Ca/Mg ratio can be used as climatic proxies. increase an d Ca/Mg ratio decrease indicate increasing of intensity of chemical weathering.
从 表 2和 图 2可 以看 出 ,X 剖 面 中 Fe、Al、Si、 K、Ca、Mg、Na、Ti和 sr的分 布不 仅与 黄土 一古 土壤 序列 几乎 同步发 生 ,其变 化 曲线也 可与磁 化率 曲线 对 比。表 现为 Fe、Al、K、si和 Ti的高值 区可 与磁化 率高 值 区对 应 ,峰值 出现 在古 土壤 S0,最低 值 出现在 过渡层 Lt;Ca、Mg、Sr的低 值 区与磁 化率 的低值 区相 对 应 ,在古 土壤 So底部 出现最低 值 。Ca在过 渡层 Lt 出现 峰值 。Na在 剖面 中的变化趋 势不 明显 。
第 35卷 第 4期 2006年 7月
膨 猫 fe
GEoCHIM ICA
维普资讯 Vo1.35, N o.4, 453 —458
July,2006
甘肃庄浪全新世 黄土 一古土壤序列 元素分布特征及 意义
刘安娜 ,庞 奖励 1 72",黄春长 ,王利军
本 文未 进行 深入 的 年代 研究 工作 ,所 用地层 年 代是 根 据地层 中发现 的 同期 文化遗 物 ,结 合前人 资 料和 地层 对 比所 得 ,精 确 年代 数据 需进 一步 研究 。
图 1 XJN剖 面 位 置 图
Fig.1 Locat ion of the Holn c ene loess—paleosol sequence
Elem ent distributions of the Zhuanglang Holocene loess-paleosol sequence, Gansu Province and its significan ce
LIU An-na ,PANG Jiang-li ’ ,HUANG Chun-chang and WANG Li-jun
Key words:major element;loess-paleosol seq u ence;Holocene;Zhua ngla ng;Ga nsu Province
0 引 言
在表 生作 用过 程 中 ,环 境 的变化 造成 了化学 元 素 的迁移 和 富集 ,黄 土 一古 土 壤序 列 中元 素的分 异 正是 环境 变化 的直 接结 果 。20世 纪 60年代 以来 ,一 些学 者通 过对 洛川 黄 土的研 究 ,发现 了其 化学成 分 与 地层 变 化 的关 系 [1 】。Nesbitt et a1.[81和 Gallet et
at Xujianian,Gansu Province,China
2 实 验 材 料 和 实 验 结 果
在研 究 剖面 自地 表开 始 向下每 2 cm连 续采 样, 至 马兰 黄土顶 部 ,共采 集 样 品 170个 。样 品在室 内 自 然 风干 ,从 每个 样 品取 5 g在 玛 瑙研 钵 中研至 200 目以下 ,用 YY60型 压力 机压 成用 于测 量 的 圆片 。元 素含 量 用荷 兰 帕纳科 公 司生 产 的 X—Ray荧 光光谱 仪 (PW2403)测 量 。实 验过程 中加入标 准 样 品(GSS一5),
表 1 庄 浪 XJN 剖 面 特 征 描 述
Table 1 Description of the Holocene loess—paleosol sequence at Xujianian,Gansu Province
Geochimica I Vo1.35 I No.4 I PP.453—458 I ly,2006
维普资讯
第 4期
刘安娜等 :甘肃 庄浪全新世黄土 .古土壤序列元素分布特征及意义
455
表 2 庄 浪 X.IN 剖面 主 要 化 学 组 分 分 析 结果
Table 2 Major chemical compositions for the Holocene loess-pahosol sequence at Xujianian.Gansu Pmv.nce
1 区域背景
)(JN剖面位 于渭 河上 游地 区庄 浪县 (35。14 36” N,106 ̄3 22.4”E,图 1),该区地处黄土高原 中部 ,海
收 稿日期 (Received):2005—09—06;改 回日期 (Revised):2006—01—18;接 受日期 (Accepted):2006—04—03 基 金项 目 :国家 自然科学基金 (40471119);教 育部高校博士点基金(20050718008);陕西师范大 学重点项 目(HNNUHG04009) 作 者 简 介 :刘 安 娜 (1980一),女 ,硕 士 ,主 要 从 事 自然 地 理 研究 。E—mail:]iuanna@ stu.snnu.edu.ca ¥通 讯作者 (Corresponding author):PANG Jiang-li,E—mail:J1pang@ snnu.edu.ca,Tel:+86—29—85308445
的含量 , (I)、Al(1)则 分别 代表 马兰 黄土 (L )中 和 的含量 。当 △ <0,说 明元素 在 S0层位 相对 AZ
迁 出 ;若 △>0,代表 其相 对 富集 。计算结 果表 明古 土壤 S0中 ACa(一16.76% )、ASr(一10.89% )、ANa (一5.08% )、AMg(一4.14% )小于 0,说 明这 四种元 素在 风化 成壤 过程 中属于 迁 移元 素 ;AK(1.55% )、 △Ti(1.01% )、ASi(O.68% )、AFe(0.13% )大 于 0。在 古土壤 S0中相对 富集 。
Abstract: A Holocene loess—pa leosol sequence was found at Xujia nia n, Zhuangla ng County, Ga nsu Province. Detailed studies on distributions of Fe,A1,Si,K,Ca,Mg,Na,Ti a nd Sr show that the variation of major element
选 取 马兰黄 土 中 CV值 最小 的 Al为参 照 系 ,可 判断全 新世 古 土壤 中元素 相对 下伏 马兰 黄土 的迁移 变化率 (△)… 1,公式 为 :
△(% )=【( ( )/Al( ))/(XO)/Alo))一1]×100 ( )、Al( )分 别代 表古 土壤 (so)中元素 和 AZ
. [9 也 对 风 化壳 及 黄 土 中元 素 的地 球 化 学 进 行 了 较深入 的研究 和分 析 。此后 ,众多 学者 对不 同区域 、 不 同时 间尺 度 的黄土 一古土 壤序 列 的地 球化 学特 征 进行 了研究 Ⅱ。。”】,认 为 黄 土高 原 的 黄土 和长 江 下
游 的下 蜀黄 土有着 相似 的风 化过程 ,元 素分布 的时 间性规 律与 环境变 化有关 ,并 可与 深海 氧同位 素记 录进行较 好 的对 比。但是 ,所 有这 些研究 主要集 中 在 长时 间序列 上 ,而对于 全新 世黄 土 的地 球化 学研 究 较 少 。本 研 究拟 通 过 对 甘 肃庄 浪 XJN全 新 世 黄 土 一古 土壤 序列 部 分元 素分 布 的研 究 ,探究 其地 球 化 学过程 及包 含 的环境信 息 。
并对部 分样 品进 行重 复测 量 ,分 析结 果在 实验误 差 范 围 内。磁 化率 采 用 Bartington MS2磁化 率 仪进 行 测定 。实 验数据 的统 计结 果见表 2。
从 表 2可见 ,常量元 素含量 在 黄土层 与古 土壤 中明显 不 同 ,其 中 K、si、Fe、 、Ti在古土壤 中的含 量 高 于 黄 土层 ,变 化 幅 度 分 别 为 4.1% 、3.2% 、 2.7% 、2.5% 、2.5% ;Ca、Sr、Na、Mg在古土 壤 中含 量 低于 黄土层 ,其 变化 幅度分 别 为 一14.7% 、一8.6% 、 一 2.7% 、一1.7% 。从元 素 的变异系数 (CV)看 ,除 Ca (12.7% )、Sr(9.4% )外 ,其 他元 素 CV值 小于 5% , AI(0.35% )、Fe(2.5% )、K(2.6% )、Mg(4.2% )、 Na(3.9% )、Si(3.7% )、Ti(1.9% o
L/U An—na et a1.:Element distributions of the Zhuanglang Holocene loess-paleosol sequence
维普资讯
砧 fe
2006年
拔 约 1 602 In,属 大 陆性季 风 气候 区 ,年均温 7.9℃ , 年 降水 580 Bin。研究 剖 面位 于渭 河支 流葫 芦河 的三 级 阶地 上 ,天 然 出露 的 陡坎 超 过 4 In。野外 观察 发 现 ,所 选 剖面 中全 新世 黄 土 一古 土壤 序列 完整 ,未见 人 为扰 动 。根据 野外 考察 的结果 ,结 合室 内实 验分 析 ,对 全 新世 剖 面进行 了地层 划分 ,详 见表 1。
(1.陕西师范大学 旅游与环境学 院,陕西 西安 710062;2.陕西师 范大学 西北历史环境变迁与经济社会发展研究 中心 ,陕西 西安 710062)
摘 要 :通 过 对 渭河 上游 XJN全 新 世 剖 面 的 Fe、 、si、K、Ca、Mg、Na、Ti和 sr元 素 含 量 的分 析 ,发 现 这 些 元 素 的分 布 与 气候 密切 相 关 。在 剖 面 中表 现 为 :迁 移 序 列 是 Ca>Sr>Na>Mg,Fe、 、Si、K和 Ti则 相 对 富集 ;Ca-Sr关 系呈 两 段 式 分 布 ,指 示全 新 世 早期 的一 次 环 境 变 化 ;墨 残 积 系 数 增 大 ,Ca/Mg比值 减小 ,指示 化 学 风化 作 用 增 强 。 关键 词 :常量元素 ;黄 土 .古土壤序列;全新世 ;庄浪 ;甘肃省 中图分类号 :P595;P532 文献标识码 :A 文章编号 :0379—1726(2006)04—0453—06
contents in the profile has a good relationship tll climate chan ge.The migration capability is as follows: Ca> Sr > Mg> Na.Fe, A1, Si, K and Ti are relatively enriched.Th e bifid distribution of Ca-Sr implies the variation of environment in the early Holocene. Eluvial coefi cient an d Ca/Mg ratio can be used as climatic proxies. increase an d Ca/Mg ratio decrease indicate increasing of intensity of chemical weathering.
从 表 2和 图 2可 以看 出 ,X 剖 面 中 Fe、Al、Si、 K、Ca、Mg、Na、Ti和 sr的分 布不 仅与 黄土 一古 土壤 序列 几乎 同步发 生 ,其变 化 曲线也 可与磁 化率 曲线 对 比。表 现为 Fe、Al、K、si和 Ti的高值 区可 与磁化 率高 值 区对 应 ,峰值 出现 在古 土壤 S0,最低 值 出现在 过渡层 Lt;Ca、Mg、Sr的低 值 区与磁 化率 的低值 区相 对 应 ,在古 土壤 So底部 出现最低 值 。Ca在过 渡层 Lt 出现 峰值 。Na在 剖面 中的变化趋 势不 明显 。