黄土高原土壤元素地球化学特徵
黄土高原的知识点
黄土高原的知识点黄土高原位于我国中西部地区,是中国最大的黄土储备地,也是我国重要的水土保持与生态环境保护区。
本文将从地理位置、地质特征、气候特征、土壤特征、植被特征、生物区系、水土保持等方面论述黄土高原的知识点。
一、地理位置黄土高原位于我国中西部地区,横跨陕西、甘肃、宁夏、青海、山西等省区,总面积达64万平方公里,占我国总土地面积的7%。
二、地质特征黄土高原属于典型的黄土地貌,由于位于中国板块东段断裂、隆升和沉积活动的边缘,受三大山系和黄土高原内部地质构造的影响,形成了大量的黄土丘陵、盆地和高原。
三、气候特征黄土高原属于暖温带半湿润大陆性气候,夏季雨水充沛,冬季干旱少雪,春、秋季温差大。
气候特征影响了该地区植被分布、土壤结构等。
四、土壤特征黄土高原的土壤主要由黄色的淤泥状黄壤和灰色的粉状灰壤组成,土壤质地松散,易被风蚀、水蚀。
该地区土壤贫瘠,有机质含量低,水分含量不足,土地肥力差。
五、植被特征黄土高原植被类型分布多样,由林、草、灌丛、荒漠等不同类型组成。
由于气候、土壤等条件的限制,大部分地区形成了荒漠化和沙化现象。
黄土高原的植被结构也随着气候的变化而发生改变。
六、生物区系黄土高原的生物区系种类较多,有大量的草食动物和食肉动物。
其中,大熊猫、金丝猴等珍稀动物是该地区的特有物种。
而该地区的生态系统受到了过度开发和污染的影响,生物多样性受到了威胁。
七、水土保持黄土高原是我国水土流失最为严重的区域之一,水土保持已成为该地区的头等大事。
原本缺水缺土的黄土高原如今,被称为全国最需要保护的区域之一。
水土保持突出问题是防风固沙、水土保持和城市化的统筹协调。
以上就是关于黄土高原的知识点的简要介绍。
黄土高原虽然面临着诸多问题,但是也有着不可替代的地位和价值。
保护好黄土高原,减缓其生态环境的恶化,将会为人类的生存与发展带来重要的贡献。
黄土高原南部全新世黄土_古土壤序列若干元素分布特征及意义_庞奖励
3期戴纪翠等:胶州湾沉积物中氮的地球化学特征及其环境意义357 文章编号 1001-7410(2007)03-357-08黄土高原南部全新世黄土-古土壤序列若干元素分布特征及意义*庞奖励①② 黄春长① 刘安娜① 王利军①(①陕西师范大学旅游与环境学院/西北历史环境与经济社会发展研究中心,西安 710062;②中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安 710075)摘要 选择黄土高原南部的X J N ,X M C 和J Y C 全新世剖面为研究对象。
通过对地层中C a ,B a ,R b 和S r 元素分布的研究,发现B a /S r 和R b /S r 比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中R b 和B a 较稳定,S r 和C a 元素十分活跃,易于迁移,其中C a 的迁移能力高于S r 元素;从X J N ※X M C ※J Y C 剖面,R b 和B a 元素含量增加,而S r 和C a 元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候。
主题词 B a /S r 和R b /S r 比值 黄土-古土壤序列 全新世中图分类号 P 597.2,P 534.632 文献标识码 A 第一作者简介:庞奖励 男 43岁 教授 第四纪地质学专业 E -m a i l :j l p a n g @s n n u .e d u .c n *国家自然科学基金项目(批准号:40471119)、中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室基金项目(批准号:S K L L Q G 0604)和陕西师范大学重点项目(批准号:H N N U H G 04009)资助 2006-08-03收稿,2006-12-22收修改稿 表生环境中元素的迁移和富集实际上是环境变化的直接结果,探讨一些敏感元素的地球化学行为就成为环境演化研究的重要内容,科学家在这方面进行了大量研究[1~23]。
大连周家沟黄土元素地球化学特征与环境
摘 要 : 析 了辽 南 大 连周 家 沟 黄 土剖 面 的 常量 元 素 、 a 0 、H值 、 分 C C 3p 有机 质 , 与 相 关 反 应 的 环 境 变 化 指 标 进 行 了 对 比 。结 果 表 并
明 , 家沟 黄 土 与 黄 土 高 原化 学成 分及 含量 相差 不 大 , 素 差 异 反 映 沉 积 期 后 气 候 环 境 因素 不 同 ; 素 迁 移 和 积 聚 在 马 兰 黄 土 和 离 周 元 元 石 黄 土 中表 现 不 同 , 明 在 中 更新 世 晚 期 和 晚更 新世 气候 发 生 由 温 湿 变 为 冷 干 的 明显 变化 ; 化 物 比值 综 合 参 数 表 明 , 家 沟 在 晚 说 氧 周 更 新 世 气 候 总 的变 暖趋 势 下 经 历 了三 次 气 候 旋 回波 动 。 关 键 词 : 球 化 学 元 素 ; 土 ; 家 沟 地 黄 周 中 图分 类 号 :56 19 : ' 文 献 标 志 码 : A 文 章 编 号 :05 112 1)5— 4 0 5 1 —84 (020 0 2 —0 0
・
资 源与环 境 ・
资 源 开 发 与 市场 R  ̄u eD vlo et Ma e2 1 80 e m eeom n & r t 022 (5 k
大 连 周 家 沟 黄 土 元 素 地 球 化 学 特 征 与环 境
刘 亮 , 张 威 , 刘 啸 , 王美 霞
( 宁师 范 大学 , 宁 大 连 162 ) 辽 辽 10 9
cl o s t n n ir ui h u ao esl s p t ul s h dlt i rnew i ie neo svr l e t w sr u e o i a cntu t a dd tb t no Z oj gul s, es l e es a ted ee c h ed r c ea e m n a e l df m d - ie s si o f i o o a a o il f l f e f e l e s st r f
东秦岭黄土物源的常量元素和微量元素地球化学证据
土开展研究,进一步为东秦岭黄土 物源研 究 积累 关 键证据,为 深 入 理 解 该 套 沉 积 的 古 气 候 意 义 奠 定 基础。 为此,本文选取东秦岭南坡洛 南盆地 和 商丹 盆 2 0 m 地的 4个黄土剖面,对其样品的全岩粒度和 < μ 组分的常量元素、微量 元 素 进 行 测 量,在 更 大 空 间 范围内通过沉积学方法探讨东秦岭黄 土的 成 因,利 用示踪元素比值与黄土高原代表性黄土剖面对比分 析,探究东秦岭黄土是 否 与 黄 土 高 原 黄 土 同 源,并 探讨其环境意义。
- - - 文章编号 ㊀㊀ 1 0 0 1 7 4 1 0 ( 2 0 1 6 ) 0 2 3 3 2 1 5
东秦岭黄土物源的常量元素和微量元素地球化学证据
李 ㊀ 楠 ㊀ 郝青振 ㊀ 张绪教 ㊀ 高新勃 ㊀ 韩 ㊀ 龙 ㊀ 张 ㊀ 伟 ③ ② ② ④⑤ ② 彭淑贞 ㊀ 旺 ㊀ 罗 ㊀ 许 ㊀ 冰 ㊀ 乔彦松 ㊀ 顾兆炎
岭地区的古环境 演 化。 对 东 秦 岭 黄 土 的 物 源 研 究,
㊀㊀ 第一作者简介:李 ㊀ 楠 ㊀ 女 ㊀2 6岁 ㊀ 硕士研究生 ㊀ 第四纪地质学专业 ㊀E m a i l : l i n a n 0 2 2 2 @1 6 3 . c o m - 批准号: 2 0 1 2 1 1 0 7 7 0 2 ) 和国家自然科学基金项目( 批准号: 4 1 1 7 2 3 2 3 ) 共同资助 ㊀ 国土资源部公益性行业科研专项项目( - - - - ㊀㊀2 0 1 5 1 1 0 1收稿,2 0 1 6 0 1 1 9收修改稿 通讯作者:郝青振 ㊀E m a i l :h a o q z @m a i l . i g g c a s . a c . c n
“巫山黄土”常量元素地球化学特征
“巫山黄土”常量元素地球化学特征的报告,800字
巫山黄土是中国夏季气候区的一种特殊土壤,它以其独特的地球化学特征受到了关注。
巫山黄土主要由若干个地球化学元素组成,诸如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、
K2O、TiO2、H2O等。
考虑到这些元素具有深远的地球化学
意义,我们对巫山黄土的地球化学特征进行了研究。
一般而言,巫山黄土中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等是主要的组分元素,占整体土壤的百分比比例为53.5%、18.9%、13.5%。
其中,SiO2和Al2O3构成巫山黄土的主要硅质和铝质晶体,
总量占总二氧化硅比例大约为75%,大部分硅质晶体为细小
球形晶体,而Fe2O3主要由微细红磷矿组成。
此外,研究发现,巫山黄土中的CaO、MgO和Na2O、K2O
及TiO2均含量不高,仅占总量的3.71%、3.66%、1.03%、
0.97%和 0.31%。
然而,它们也具有重要的地球化学意义,其中CaO主要由辉硅铝石、珐琅矿和钙硅灰石组成,MgO主要
是由镁硅灰石组成,而Na2O和K2O主要是由明矾矿和钾灰
矿组成。
综上所述,巫山黄土由多种地球化学元素组成,其中SiO2、
Al2O3和Fe2O3是其主要成分,而CaO、MgO、Na2O、K2O
及TiO2含量较低,但它们也具有重要的地球化学意义。
应该说,从地球化学的角度来看,巫山黄土的特征非常丰富,具有有很强的区域性。
黄土高原表层土壤稀土元素含量及分布特征研究
标准差
1 4 4.
2 .5 3
8 0 . 1 76 . 0 3 .3 0 6 .2 0 8 . 0 11 .
0 3 . 6
收 稿 日期 : 0 1 0 . 2 2 0 — 70 基 金项 目 : 国 科学院 西部 计划项 目I 北农林 科技大 学青年 专项 基金项 目 中 西 作者 简介 : 彤军 ( 9 4) 男 , 琚 1 6 一 , 河南 辉县 人 , 助理 研 究员 , 主要 从事 核技术 在农业 方面的 应用及 生态 农业 建设方 面的 研究工 作 。
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第2 3卷 第 5期 20 0 2年 1 0月
稀
土
V o1 3, o.5 .2 N
Ch n s r r hs i e e Ra e Ea t
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黄 土 高 原 表 层 土 壤 稀 土 元素 含 量 及 分 布 特 征 研 究
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第 5期
琚 彤军 等 : 黄土 高原 表 层土壤 稀土元 素含 量及 分 布特 征研 究
5 5
从 表 1可 以 看 出 : 土 中稀 土 元 素 平 均 含 量 顺 黄
序 为 C > L > Nd S e a > m> Yb E >Tb L 符 合 > u > u,
琚彤军, 普灵 , 雅琦 , 刘 李 张梅 花
( 北 农 林 科 技 大 学 水 土 保持 研 究所 , 西 西 陕 杨陵 72 0) 1 1 0
摘
要: 通过 中子 活化 分析 (NAA) 术测 定黄 土高原 灰褐 土 、 土 、 垆土 、 I 技 娄 黑 黄绵 土和 灰 钙土 等 主要类 型土 壤
充 分 表 现 出 黄 土 高 原 的 同 源 性 及 质地 均 匀 特 征 , 也 是 黄 土 高 原 土 壤 的 一个 特 点 。 另外 , 土 高 原 稀 土 元 黄
黄土高原草地土壤化学元素的特征与生态环境
黄土高原草地土壤化学元素的特征与生态环境贾恒义;程浦海;雍绍萍;穆兴民;程积民;彭祥林【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】1995(9)4【摘要】研究了黄土高原草地土壤化学元素的含量;剖面分布特征与生态环境的关系,初步认为:①黄土高原草地土壤化学元素含量基本是黑垆土,褐土>黄绵土;②剖面分布特征以黑垆土最为典型,除Ba,Sr元素外,基本为指数回归。
它不仅反映了黄土高原草原植被下黑垆土成壤过程中腐殖质迭加增厚,而且也反映了化学元素迁移富集与再分配。
化学元素的含量与有机质含量息息相关。
黄绵土化学元素含量与剖面分布基本上是本区侵蚀土壤的特点;③按化学元素可分为两大类:一是Ba,Sr,二是除Ba,Sr以外的化学元素为一类,它含有Mo,Sm,Cu,Zn,P.B.kex(速效K),Knex(缓效K),Ce,N,Mn,Fe,Y,Nd和La。
【总页数】10页(P84-93)【关键词】草地土壤;生态环境;化学元素;黄土高原【作者】贾恒义;程浦海;雍绍萍;穆兴民;程积民;彭祥林【作者单位】中国科学院水利部水土保持研究所【正文语种】中文【中图分类】S812.2【相关文献】1.黄土高原半干旱区苜蓿草地土壤干燥化特征与粮草轮作土壤水分恢复效应 [J], 王美艳;李军;孙剑;王学春;方新宇;任晶晶2.吉林省西部草地土壤的化学元素含量及其特征研究 [J], 王冬艳;许文良;刘兆顺;冯宏3.黄土高原草地植被恢复与土壤抗冲性形成过程──Ⅰ.草地植被恢复生物量特征[J], 刘国彬;梁一民4.黄土高原草地植被恢复与土壤抗冲性形成过程──Ⅱ.植被恢复不同阶段土壤抗冲性特征 [J], 刘国彬5.禁牧对黄土高原半干旱草地土壤粒径多重分形特征的影响 [J], 高雅宁;廖李容;王杰;宛倩;刘国彬;张超因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
黄土高原——我国地质灾害的重点防治区
Keywords:ConfidentialityIntegrityAvailability(CIA);elementsmigration;traceelement;redclay;Hengyang basin
黄土高原———我国地质灾害的重点防治区
(孙萍萍 西北大学)
黄土高原连续分布面积达 44万 km2,是黄河流域生态保护和高质量发 展 国 家 战 略 的 核 心 区 ,同 时 也 是 是 我 国 生 态 环 境 最 为 脆 弱 和 地 质 灾 害 最 为 严 重 的 地 区 之 一 ,频 发 的 地 质 灾 害 严 重 地威胁着人民群众的生命和财产安全。近年来,在 黄 土 区 内 滑 坡、崩 塌、泥 石 流 等 灾 害 呈 现 加 剧的趋势。2000年以来,有关黄土灾害的调查、研究力度持续 加大,在黄 土高 原区 系统 部署实 施了地质灾害调查(1∶5万)和 监 测 预 警 及 风 险 评 估 等 研 究 示 范 工 作,涉 及 黄 土 高 原 范 围 内 的 陕、甘、宁、青、新、晋、豫 7省 (区 )的地质灾 害高易发区,查明 质灾 害隐 患点 14161处,其 中 滑 坡 6004处,崩塌 2037处、泥石流 2072处、不稳定斜坡 390特征及其古环境意义
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migrationofMgO,Na2O,K2O,Al2O3 from bottom totopoftheprofiletendstoweakengradually,indicatingthat thehumidityandheatoftheclimateduringthesedimentaryperiodwerealsoweakeninggradually.(3)Thevalues ofCIAandRb/Srincreasedfrom toptobottom,whilethecontentsofRb,Sr,Sr/CuandSr/Badecreased.The CIA value,Rb/Srvalue,Sr/CuvalueandSr/BavaluerevealedthattheclimateofHengyangBasinhadevolved from beinghothumidtobeingwarmwetsince2.23Ma.
黄土的化学成分
从时代上看,晚更新世马兰黄土中各主要化学成 分平均含量为:SiO2 57.57%,Al2O3 11.9%, Fe2O3 3.53%,FeO 1.27%,CaO 7.73%,MgO 2.06%,K2O 2.08%,Na2O 1.49%.离石黄土中各主 要化学成分的平均值分别为:SiO2 59.44%, Al2O3 12.34%, Fe2O34.02%,FeO 0.93%,CaO 6.06%,MgO 2.07%,K2O 2.46%,Na2O 21.60%.午 城黄土主要化学成分平均值为:SiO2 58.85%, Al2O3 12.65%, Fe2O3 4.34%,FeO 0.77%,CaO 5.13%,MgO 2.13%,K2O 2.16%,Na2O 1.46%.随 着时代由老到新,Al2O3、SiO2和K2O含量都在增 高,而FeO和Na2O在黄土中的含量比在古土壤中 要高。这正是古土壤形成时气候温湿而黄土形成 时气候干冷的反映。
5.3.4
黄土中的稀有元素
中国黄土中的稀有元素有18种:铀、钍、锆、 铪、铷、铯、锶、钡、钪、钽、铬、锂、铍、 钒、镓、铌、钨和铊。不过后7种元素只在南 京的下蜀黄土中检出,其他地区的黄土中尚 未发现。 黄土稀有元素含量低于冰川内积物而高于湖 积物。
大部分稀有元素在古土壤中比黄土中含量 稍高。个别元素如锶(Sr),在古土壤中 低于黄土,U含量则相差不大,而内蒙古风 沙刚贫于稀有元素,这说明黏土对稀有元 素有一定的吸附作用。 黄土中的稀有元素主要集中在重矿物中, 鉴于重矿物主要集中在黄土的粉砂粒组中, 所以稀有元素主要集中在黄土粉砂级粒组 的碎屑矿物中。
5.3.2 黄土中的微量元素
微量元素定义为低含量的化学元素, 一般在 岩石中其含量在1%或0.1%以下。中国黄土 中已检出的微量元素有钛、磷、锶、钡、锰、 锆、铬、锌、铅、镉、铜、镍、钴、钒、锡、 镓、铍、钪、银、汞、钼、硒、硼、氟、氯 和砷等。
青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪
文章编号:1000⁃0550(2018)05⁃0927⁃10DOI:10.14027/j.issn.1000⁃0550.2018.065收稿日期:2017⁃05⁃23;收修改稿日期:2017⁃10⁃16基金项目:国家自然科学基金项目(41472147);兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金(lzujbky⁃2015⁃k10,lzujbky⁃2015⁃bt01);兰州大学西部环境教育部重点实验室开放基金[Foundation:NationalNaturalScienceFoundationofChina,No.41472147;SpecialFundsforBasicRe⁃searchandOperationExpensesofCentralUniversityofLanzhouUniversity,No.lzujbky⁃2015⁃k10,lzujbky⁃2015⁃bt01;OpenFundofKeyLabo⁃ratoryofWesternChina sEnvironmentSystems(MinistryofEducation)]青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪梁敏豪,杨胜利,成婷,李帅,刘楠楠,陈慧兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室,兰州㊀730000摘㊀要㊀青藏高原东部广泛分布着典型黄土沉积,对气候变化有着敏感的响应㊂对青藏高原东部地区典型表土㊁黄土㊁古土壤以及砂样,进行系统的常量㊁微量元素组成分析,结果显示,高原东部黄土常量元素氧化物主要为SiO2㊁Al2O3㊁Fe2O3和CaO,黄土中SiO2和CaO含量差别较大;Rb㊁Sr㊁Ba㊁Zr㊁V含量占了微量元素含量的大部分,表土㊁黄土㊁古土壤微量元素含量差别不一㊂与高原东部的风沙沉积㊁黄土高原黄土㊁河西走廊黄土的对比结果表明,青藏高原东部黄土组分的常量元素之间的比值(SiO2/Al2O3㊁TiO2/Al2O3)㊁常量与微量元素之间的比值(Zr/Al㊁Zr/Ti)㊁常量元素三角图(Ca⁃Mg⁃K㊁Ca⁃Mg⁃Na)等与其他地区黄土有明显差异,而青藏高原东部黄土与高原表土沉积物及河流砂㊁风成砂样品比较接近㊂这些异同点指示青藏高原东部黄土与黄土高原黄土的物源不同;其物源可能主要来自于青藏高原内部,高原内部的河流沉积物㊁冰碛物等粉尘物质可能为青藏高原东部黄土的主要物源㊂关键词㊀青藏高原;黄土物源;元素地球化学第一作者简介㊀梁敏豪,男,1994年出生,硕士,自然地理学,E⁃mail:liangmh15@lzu.edu.cn通信作者㊀杨胜利,男,副教授,E⁃mail:shlyang@lzu.edu.cn中图分类号㊀P59㊀文献标志码㊀A0㊀引言在第四纪环境变化研究中,黄土是重要的古环境记录的载体㊂青藏高原东部及其邻区广泛分布着不同时期的黄土 古土壤序列,它们是高原东部良好的古环境信息记录[1⁃2],对研究该区域的环境变化㊁青藏高原隆升㊁高原季风演化机制等具有重要意义㊂与黄土高原黄土相比,该区的黄土沉积研究非常薄弱,已有的研究主要对该区黄土地层[3⁃4]㊁形成年代[3,5⁃6]和环境意义等进行了探讨[7⁃8],而关于青藏高原东部黄土的物质来源还存在很多争论㊂最近,通过锆石的U⁃Pb定年技术进行的青藏高原和黄土高原物源示踪研究,发现青藏高原的北部[9]㊁东北部[10]为黄土高原的黄土提供了重要物源㊂石英砂表面和粒度组成特征的研究发现,分布于青藏高原东部与东北部的四川甘孜㊁理县㊁马尔康㊁若尔盖等地黄土在物源上可能与北方黄土高原黄土有所差别[11⁃13]㊂物源研究是探讨黄土沉积记录的古环境意义重要基础和前提㊂对青藏高原东部黄土的物源研究,不仅可以揭示黄土物源区古环境信息,深入理解高原黄土古环境意义,而且对于探讨青藏高原古粉尘传输和扩散㊁古大气环流演化等具有重要意义㊂风尘堆积的地球化学特征与古气候变化以及物源有着密切联系[14⁃19]㊂迄今为止,青藏高原东部黄土的常量㊁微量元素的地球化学系统分析尚缺乏详细报道㊂本文通过对青藏高原东部地区大范围采集的表土㊁马兰黄土㊁古土壤样品以及沙样,进行详细的元素地球化学分析,并与黄土高原㊁河西走廊等地的代表性黄土剖面进行对比解析,探讨青藏高原东部黄土沉积的物质来源和环境意义,为高原东部黄土的物源研究提供关键证据㊂1㊀材料和方法1.1㊀研究区概况和样品采集青藏高原东部地区包括川西高原㊁青海东部地区㊁甘南高原等地,大致位于97ʎ 103ʎE,25ʎ 37ʎN,平均海拔约为2500 4000m(图1)㊂该区域地势西高东低,西部为青藏高原腹地,东邻四川盆地㊂黄土在该地区广泛分布,主要集中于断陷盆地㊁山麓面和河流阶地上;黄土厚度从1米到几十米不等㊂研究区属高原季风气候区,夏季暖湿,冬季干冷,年降水第36卷㊀第5期2018年10月沉积学报ACTASEDIMENTOLOGICASINICAVol.36㊀No 5Oct.2018图1㊀研究区域示意图Fig.1㊀Schematicmapofthestudyarea量约为600 750mm[20]㊂黄土样品采集主要按马兰黄土㊁古土壤进行采样,表土样包括黄土样品和部分高原内部表土,同时采集了典型细粒河流沉积物样品和风成砂样品,沙样主要用于与黄土样品对比,探究两者是否存在关联㊂其中表土样品146个㊁黄土样品57个㊁古土壤样品7个㊁沙样13个㊂所有样品采集时,均尽量避开受人类活动影响的地点㊂1.2㊀地球化学分析地球化学元素测试在兰州大学西部环境教育部重点实验室完成㊂进行元素测试前,我们利用干筛法提取了样品中粒度小于63μm的组分,具体步骤如下:取30g左右自然风干的黄土样品,进行研磨,之后将样品过筛,提取出粒度小于63μm组分的样品㊂元素测试前,称取4g(ʃ0.01g)研磨好的黄土样品和少量硼酸,充分混合后进行压片制饼,仪器显示重量为3.3ˑ104kg,压力为150MPa;之后使用X荧光光谱仪MagiX(PW2403)进行测量,元素测量范围为Be⁃U,浓度范围为ˑ10-6,测量精度从0.1% 0.3%㊂本研究提取样品中粒度小于63μm的组分,进行常量和微量元素分析㊂主要基于以下原因:粒度分析显示,该区黄土主要组分为粉砂;该组分属于经由风力搬运的㊁主要以悬移的形式进行较长距离传输的主要物质㊂如果青藏高原东部黄土物源与黄土高原或者河西走廊黄土具有同源性,那么粒度小于63μm的粉砂组分才可能越过高山进行传输㊂本文主要选用了末次冰期以来的黄土样品,虽然青藏高原东部黄土样品的年代学与黄土高原㊁河西走廊等地黄土地层对比需要进一步工作,但是在地球化学对比分析物源的研究仍是可行的㊂2㊀结果与讨论2.1㊀青藏高原东部黄土元素地球化学特征2.1.1㊀常量元素地球化学特征青藏高原东部黄土常量元素含量特征(表1)显示,SiO2含量约为53.04% 73.81%,Al2O3含量约为12.20% 19.16%,Fe2O3含量约为3.98% 7.48%,CaO含量约为0.27% 15.99%,这四种常量元素氧化物占据高原黄土常量元素氧化物大部分㊂从氧化物中可以看出,青藏高原东部黄土中SiO2和CaO含量差别较大,青藏高原东部的降水条件优于黄土高原,所以造成这种差异可能与源区物质成分组成或当地的环境有关㊂高原东部黄土与上地壳(UCC)相比[23](图2),Na2O㊁K2O和P2O5相对亏损,MnO和TiO2相对富集,而SiO2㊁Fe2O3和Al2O3与UCC则较为接近㊂MgO和CaO在不同样品中有较大差异,其中古土壤和沙样呈现相反情况,即土壤样品的MgO和CaO相对于上地壳(UCC)要富集,而沙样中两者显示亏损㊂相比其他地区黄土,青藏高原东部黄土CaO和MgO偏低,Na2O㊁K2O㊁Al2O3以及Fe2O3偏高,而SiO2则较为接近㊂829㊀沉㊀积㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第36卷㊀表1㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]常量元素含量(wt%)Table1㊀Meanconcentration(weight%)formajorelementsoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,HexiCorridorandtheChineseLoessPlateau氧化物青藏高原东部黄土高原河西走廊L1(n=57)Top(n=146)S(n=7)Sand(n=13)LC(n=14)XF(n=10)XN(n=10)JZT(n=5)HX(n=14)SiO263.9766.8262.4769.3260.2965.4564.2762.67Al2O314.5515.1614.9114.7812.8613.3112.7613.1210.64CaO8.094.608.742.806.248.5310.199.887.11Fe2O35.375.735.625.524.975.044.765.32 K2O2.883.043.032.932.462.582.572.802.26MgO2.301.882.481.542.082.422.732.793.14Na2O2.061.921.972.261.361.691.802.261.60MnO0.090.100.090.090.100.100.090.101.00P2O50.080.110.080.110.160.170.160.181.00TiO20.810.870.820.860.760.720.670.740.99图2㊀青藏高原东部黄土粒度小于63μm组分常量元素标准化模式图对比Fig.2㊀UCC⁃normalizedformajorelementsintheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau2.1.2㊀微量元素地球化学特征表2为青藏高原东部黄土的微量元素含量,从表中可知,Rb㊁Sr㊁Ba㊁Zr㊁V含量占了微量元素含量的大部分㊂从青藏高原东部黄土的微量元素上看,四种样品Ba㊁Co㊁Cu㊁Hf㊁Nb㊁Nd㊁Ni㊁Rb㊁Y㊁V元素含量差异不超过10%,其他微量元素差异较大㊂相比其他地区黄土,从图3可以看出青藏高原东部黄土中大部分微量元素含量都较高㊂因为Zr元素赋存于锆石中,在风化成壤等作用下不易发生迁移,继承了母岩的特征,在不同物质来源的风成物中差异表现明显[14,24⁃25],所以Zr元素含量变化最为明显㊂高原东部黄土Sr元素和Pb元素含量则低于其他地区,而Ba元素则与其他地区相对持平㊂2.2㊀青藏高原东部黄土风化强度2.2.1㊀化学蚀变指数与Na/K(摩尔比)CIA又称为化学蚀变指数,常作为反映化学风化强度的指标,其计算公式为[26]:CIA=[Al2O3/(Al2O3+CaO∗+Na2O+K2O)]ˑ100㊂式中CaO∗指的是存在于硅酸盐矿物中的CaO㊂实验中样品测试结果包括了碳酸钙,所以这里采样Nesbitt[26]的方法来求取CIA中CaO∗,CIA与长石矿物以及黏土矿物比值负相关,能作为硅酸盐矿物风化程度的良好指标[27]㊂Na/K比值也是常作为判断风化程度的指标,其主要是用于衡量斜长石蚀变程度的指标㊂因为Na元素929㊀第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀梁敏豪等:青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪表2㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]微量元素含量(ˑ10-6)Table2㊀Meanconcentration(ˑ10-6)fortraceelementsoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,HexiCorridorandtheChineseLoessPlateau氧化物青藏高原东部黄土高原河西走廊L1(n=57)Top(n=146)S(n=7)Sand(n=13)LC(n=14)XF(n=10)XN(n=10)JZT(n=5)HX(n=14)Ba576.0584.58583.48564.40455.20479.8451.9565.4498.8Ce81.8997.3890.29109.9859.4866.3554.674.51Co16.3516.3716.4414.61 11.712.81Cr90.16104.9088.6190.19 7586.47Cu30.4630.7832.7427.1728.638.45Hf10.2411.489.6615.825.155.233.5La38.9643.6450.5547.5832.8431.6825.31 37.03Nb22.8623.8123.1523.5611.1511.7311.3514.3Nd40.2042.5142.9049.1629.0928.6722.63 32.06Ni36.2536.8339.3631.6733.1845.86Pb8.9112.0410.5112.3320.8617.6216.9919.3619.89Rb122.14132.44128.75119.478887.280.998.480.72Sr250.82201.34263.48186.33161.71197.5268.5261220.08Y29.1129.5528.6329.6830.9626.4120.5826.0220.77Zr418.19442.27385.27606.84192.79205.5136.1231.498.34V98.36101.52103.8491.5466.285.30图3㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]微量元素散点图Fig.3㊀PlotsfortraceelementsoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,HexiCorridorandtheChineseLoessPlateau一般赋存于斜长石中,K元素则一般赋存于钾长石和伊利石中㊂由于造岩矿物中斜长石相比钾长石更易于风化,因而沉积物中Na/K比值(摩尔比)常与其风化程度成反比[28]㊂㊀㊀青藏高原东部黄土㊁表土㊁古土壤和沙样的CIA均值分别为59.72㊁61.75㊁60.48和59.12,洛川剖面㊁九州台剖面㊁西峰剖面㊁西宁剖面和河西剖面黄土的CIA均值分别为64.19㊁55.64㊁61.45㊁59.39和66.03㊂一般来说,CIA处于50 65,说明当时处于寒冷干燥的气候,指示低等化学风化强度;CIA处于65 85,说明当时处于温暖湿润的气候,指示中等化学风化强度;CIA处于85 100,说明当时处于炎热潮湿的气039㊀沉㊀积㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第36卷㊀候,指示强烈风化强度㊂根据Taylor的研究结果,未风化的上部陆壳(UCC)的CIA大致为47.9,黄土的CIA为57.97 63.31[29]㊂CIA值一般与风化强度成正比,而Na/K值一般与风化强度成反比㊂从CIA均值比较可以明显看出,青藏高原东部的样品比其他地区黄土CIA值较低㊂从图4可以明显看出,青藏高原东部的样品主要处于低等风化强度阶段,只有表土样品较多处于中等风化强度阶段,黄土样品较多分布于CIA值低的位置,说明当地的环境可能会对风化强度造成一定的影响㊂此外,CIA值与Na/K比值呈明显的负相关,这与前人的研究结果一致[14,27]㊂图4㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]化学蚀变指数(CIA)与Na/K比值关系散点图Fig.4㊀ScatterplotsforCIAvs.Na/KMolarRatiooftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,HexiCorridorregionandtheChineseLoessPlateau2.2.2㊀A⁃CN⁃K三角模型图A⁃CN⁃K三角模型图也可以反映剖面地层的化学风化趋势,其中A代表Al2O3,CN代表CaO∗+Na2O,K代表K2O㊂在模型图中样品所处的位置可以代表其所受风化强度的强弱,同时可以反映样品大致经历了哪种风化过程[30]㊂根据青藏高原东部样品的分析结果在A⁃CN⁃K三角图上的投点情况,所有样品均分布在Pl⁃Ks基线之上,大致与A⁃CN线平行,靠近斜长石一侧,这表明剖面经历了斜长石的脱Na的风化过程,而钾长石几乎没有变化(说明没达到能使钾长石风化的强度)㊂只有几个样品分布在Sm⁃IL基线之上,而且表土样品明显比其他样品受到了更为强烈的化学风化作用(图5)㊂研究表明,沉积物的风化强度主要与母岩成分㊁地形条件和气候条件等密切相关,A⁃CN⁃K与CIA㊁Na/K指标一样,受到以上因素共同影响,是沉积物原始成分和沉积后风化作用的综合反映㊂通过DEM图(图1)以及采样记录,地形条件是有所差别的,北部为较为平坦的高原地区,而南部为山地为主㊂综上所述,青藏高原东部黄土长石风化主要表现为斜长石风化,影响斜长石风化的因素可能包括母岩㊁地形和气候条件㊂2.3㊀青藏高原东部黄土物源示踪常量元素Ti㊁Si㊁Al等在迁移过程中和沉积后不易受化学风化等外界因素影响,迁移速率较低,可以用于物源示踪㊂其中Ti主要存于金红石中,在不同岩石中含量变化较大;Si主要存在于石英中,而石英图5㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]A⁃CN⁃K化学风化趋势图A=Al2O3,C=CaO∗,N=Na2O,K=K2O,Pl=斜长石,Sm=蒙脱石,Ka=高岭石,IL=伊利石,Ks=钾长石Fig.5㊀A⁃CN⁃KTernaryDiagramoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateauandHexiCorridorregionandtheChineseLoessPlateau139㊀第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀梁敏豪等:青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪不易受到风化作用等影响,不易发生迁移;Al主要赋存于长石㊁云母㊁辉石等铝硅酸盐矿物中,并在水中难以被溶解,在不同岩石中含量较为稳定[31]㊂前人研究表明,SiO2/Al2O3与风尘粒度密切相关[30],而TiO2/Al2O3在不同的风尘粒级有很好的一致性,受风化作用影响很小,可作为风尘物源的重要指标[31⁃32]㊂本文使用了常量元素Ti㊁Si㊁Al之间的比值共同示踪物源(图6a,b)㊂图中显示青藏高原东部样品TiO2/Al2O3比值较为分散,但黄土与表土㊁河床砂㊁风成砂之间无明显分区特征,约在0.045 0.075之间,而其他地区黄土TiO2/Al2O3比值分布较为集中,约在0.050 0.060之间㊂青藏高原东部样品SiO2/Al2O3比值主要分布于60 85之间,河床砂㊁风成砂㊁表土样与黄土样无明显差异,而其他地区黄土SiO2/Al2O3比值分布于85 105之间㊂常量元素散点图清晰指示了青藏高原东部黄土与其他地区黄土物源的显著不同,而代表青藏高原内部样品的河流沉积物与风成沙以及表土和黄土相比无显著差别,指示了高原东部黄土和高原内部物质可能具有同源性㊂㊀㊀微量元素Nb㊁Zr㊁Hf㊁La㊁Y等主要继承了母岩的特点,这些元素之间的比值在不同类型岩石中都有较大的区别,可用于物源示踪[33⁃34]㊂Zr和Hf富存于锆石中,不同类型岩石或沉积物中Zr/Hf比值不同[24⁃25]㊂常量元素和微量元素之间的比值具有物源指示意义,在黄土沉积的物源示踪中得到了广泛应用[35⁃36]㊂本文微量元素散点图(图6c,d)可以大致区分青藏高原东部黄土和其他地区黄土㊂青藏高原东部黄土Zr/Al比值约为15 50,黄土与表土㊁河床砂㊁风成砂没有明显分区特征,而其他地区黄土Zr/Al比值约为5 20,高原东部黄土Zr/Al比值明显高于其他地区黄土;高原东部黄土Zr/Ti比值约为5 15,黄土与表土㊁河床砂㊁风成砂无明显分区,其他地区黄土Zr/Ti比值约为1 4,高原东部黄土Zr/Ti比值明显高于其他地区黄土,而Y/Al比值比较接近㊂微量元素和常量元素比值散点图表明了青藏高原东部黄土与其他地区黄土在Zr㊁Ti元素上区别较大,而在Al㊁Y元素上区别较小,指示了青藏高原东部黄土与其他地区黄土物源的不同,而高原东部黄土样和河床砂㊁风成砂㊁表土的总体特征近似,说明两者可能具有同源性㊂剖面物源的差异可以在微量元素和常量元素的三角图中显示,如Olivarezetal.[37]利用La⁃Th⁃Sc探究了太平洋中深海沉积物的物源㊂同样的,常量元素也可以作为物源的良好指示物,如Zimbelmanetal.[38]成功利用常量元素氧化物区分了风成物质,Renetal.[39]也利用常量元素三角图对民勤地区沙源图6㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,21⁃22]常量元素㊁常量和微量元素间散点图Fig.6㊀Scatterplotsformajorelementratiosandtracevs.majorelementratiosoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,HexiCorridorandtheChineseLoessPlateau239㊀沉㊀积㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第36卷㊀和传输路径进行了探究㊂Al主要存在于云母㊁长石㊁辉石等铝硅酸盐矿物中,在不同类别岩石中含量比较固定,并且沉积后受到化学风化影响较小,不易发生迁移[28]㊂K主要赋存于钾长石中,在不同矿物的含量有比较明显的变化[40],而Na主要赋存于斜长石中,容易受风化作用的影响㊂利用常量元素之间关系绘制出的三角图能表现出一定的空间分布关系,从而能运用于物源示踪[39]㊂常量元素三角图(图7)显示出青藏高原东部黄土与黄土高原的洛川㊁西宁㊁兰州黄土,以及河西走廊地区的黄土元素特征明显不同:青藏高原东部表土㊁黄土㊁古土壤和河流沉积物㊁风成砂等样品分布在同一区域,在三角图中清晰的表现出了青藏高原黄土K㊁Na元素含量高于,Ca元素含量低于其他地区黄土的特点㊂常量元素与微量元素物源示踪分析,揭示了青藏高原东部黄土与黄土高原㊁河西走廊地区黄土物源不同,而青藏高原东部黄土与沙样㊁表土物源可能相同,指示了高原东部黄土不可能主要来自西北干旱区,而可能来自高原内部的特点㊂这与早期研究基本一致,如方小敏等[41]通过稀土元素分析得出高原上的黄土可能主要为冰缘㊁冰碛物风化物所进行补给的黄土;川西地区4个黄土剖面地球化学元素和矿物成分的一致性对应粉尘经历了一定的混合,其物源主要来自较远的青藏高原西部地区[7]㊂㊀㊀黄土的主要成分为粉砂物质(2 63μm),黄土堆积有两个重要前提,其一是存在粉尘源区㊂Pye[42]研究认为粉尘物质可以在冰川㊁河流㊁沙漠和高山等形成过程中,通过冰川磨蚀作用㊁风的磨蚀作用㊁流水作用等将岩石细化磨碎形成㊂研究区毗邻青藏高原内部,靠近澜沧江和金沙江,高原内部的冰川作用和流水作用都可能为研究区提供粉尘物质㊂在冰期,河流水量减少㊁冰川作用加强导致沉积物更多出露在表面,提供了大量物源粉尘㊂青藏高原内部存在许多冰川,在冰川搬运㊁磨蚀等作用下形成的冰磧物同样可能为粉尘物质来源㊂从青藏高原东部样品地球化学特征可以看出,高原黄土样品与河床沙㊁风成沙样品㊁表土样品分布在同一区域,与其他地区黄土有差异,而两者并无明显分区差异,这说明两者可能具有同源性,该数据结果也论证了本文上述的推测㊂此外,对现代沙尘暴气候学和天气动力学研究表明青藏高原可能自身为重要粉尘源区[43⁃44]㊂青藏高原东部地区的细粒粉尘物源可能来自羌塘地区和长江㊁黄河源区,因为它们是青藏高原上尘暴高发的两个重要源区[45]㊂黄土堆积的另一个重要前提是有足够的风动力[20]㊂青藏高原在冬季或冰期时,高处的冰川形成一个冷高压,使周围的大气由冰川向四周运动,形成反气旋型环流[3,46],而这种环流很可能是高原东部黄土形成的重要风动力㊂青藏高原东部黄土的潜在物源主要有两个:西北荒漠远源粉尘[21,47]和青藏高原内部沉积物[7,41]㊂本文地球化学元素比值示踪证据与前人的研究均显示,青藏高原东部黄土和黄土高原㊁河西走廊黄土物源的不同,高原黄土物源不可能来自于西北荒漠远源粉尘;同时,青藏高原东北部山地海拔较高(均高于2500m),对低空环流带来的西北㊁北部粉尘进行了有效的阻隔㊂这些证据都排除了西北荒漠区等地远源粉尘为青藏高原东部黄土主要物源的可能㊂虽然部分采样点可能会靠近沙漠地区,尘暴等可能会携带部分西北粉尘,但本研究分析结果并未显示出与黄土高原黄土有类似的化学特征,说明西北荒漠区的粉尘物质并非青藏高原黄土的主要物源㊂青藏高原东部图7㊀青藏高原东部黄土与河西走廊黄土[17]㊁黄土高原黄土[15,22⁃22]Ca⁃Mg⁃K㊁Ca⁃Mg⁃Na三角图Fig.7㊀TernaryplotsforCa⁃Mg⁃K,Ca⁃Mg⁃NaoftheloessdepositsfromtheeasternTibetanPlateau,theHexiCorridorandtheChineseLoess339㊀第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀梁敏豪等:青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪部样品地球化学特征显示,青藏高原东部黄土与内部河床砂㊁风成砂以及表土在元素比值上没有明显差异;同时,高原内部的冰川㊁流水作用带来的物质为青藏高原东部提供了大量物源㊂结合前人对高原黄土物源和风动力的研究,推测高原东部黄土主要来自于为青藏高原内部的沉积物㊂3㊀结论通过对青藏高原东部黄土常量和微量元素地球化学特征的分析,本研究主要得出以下初步结论:(1)青藏高原东部黄土SiO2含量约为53.04% 73.81%,Al2O3含量约为12.20% 19.16%,Fe2O3含量约为3.98% 7.48%,CaO含量约为0.27% 15.99%,这四种常量元素氧化物占据高原黄土常量元素氧化物大部分㊂青藏高原东部黄土的微量元素含量,四种样品Ba㊁Co㊁Cu㊁Hf㊁Nb㊁Nd㊁Ni㊁Rb㊁Y㊁V元素含量差异不超过10%,其他微量元素差异较大㊂青藏高原东部黄土样品主要处于低等风化强度,部分处于中等风化强度,长石风化主要表现为斜长石风化㊂(2)与其他地区黄土相比,青藏高原东部黄土SiO2/Al2O3㊁Zr/Al和Zr/Ti比值有明显差异,显示出青藏高原黄土与其他地区黄土差异㊂Ca⁃Mg⁃K㊁Ca⁃Mg⁃Na三角图等同样显示出青藏高原黄土与其他地区黄土的物源具有明显的差异,表明青藏高原东部黄土与黄土高原黄土存在明显差异,西北内陆荒漠区不是其主要源区㊂㊀㊀(3)在常量元素和微量元素的散点图㊁三角图中,青藏高原东部黄土与河流沉积物㊁风成沙与青藏高原内部表土未表现出有明显的特征差异,前人研究结论也显示青藏高原内部可能为东部提供了物质来源,本文认为青藏高原内部的冰川活动㊁干旱化过程产生的大量粉尘物质为青藏高原东部黄土的主要物源㊂由于黄土物源研究的复杂性,在今后还需开展多方面工作如同位素示踪等㊂参考文献(References)[1]㊀颜茂都,方小敏,陈诗越,等.青藏高原更新世黄土磁化率和磁性地层与高原重大气候变化事件[J].中国科学(D辑):地球科学,2001,31(增刊1):182⁃186.[YanMaodu,FangXiaomin,ChenShiyue,etal.Pleistocenemagneticsusceptibilityandpaleo⁃magnetismoftheTibetanloessanditsimplicationsonlargeclimaticchangeevents[J].ScienceChina(Seri.D):EarthSciences,2001,31(Suppl.1):182⁃186.][2]㊀YangSL,FangXM,YanMD,etal.GrainsizeprofilesintheChengduClay,easternmarginoftheTibetanPlateau:ImplicationsforsignificantdryingofAsiasince 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sEnvironmentalSystems(MinistryofEducation)CollegeofEarthEnvironmentalSciences,LanzhouUniver⁃sity,Lanzhou730000,ChinaAbstract:TypicalloessdepositsarewidelydistributedintheeasternTibetanPlateau(ETP),whicharesensitivetoenvironmentalchangeofthePlateauregion.Thegeochemicalanalysesofthesurfacesoil,loess,paleosolsamplesintheETP,showthatmajorelementsoftheloessaremainlySiO2,Al2O3,Fe2O3andCaO,andthecontentsoftheSiO2andCaOinloessvarylargely.ThecontentsoftheRb,Sr,Ba,Zr,Vaccountmainlyforthetraceelementalcomposi⁃tionofallsamples,whichhavedifferentcharactersamongthesurfacesoil,loess,paleosol.IncomparisonofmajorandtraceelementsoftheloesswiththeETP,theChineseLoessPlateau(CLP)andtheHexiCorridor,theratiosbe⁃tweenthemajorelementaloxides(SiO2/Al2O3,TiO2/Al2O3),theelementratios(Zr/Al,Zr/Ti),andthemajorele⁃mentalternary(Ca⁃Mg⁃K,Ca⁃Mg⁃Na)showthattheETPloessaredistinctlydifferentfromotherregions.WhileETPloessandtopsoil,fluvialsand,aeoliansandsampleshavenoobviousdifference.TheseresultsmayindicatesthattheloessintheETPhasdifferentsourceregionagainstwiththeloessintheCLPandtheHexicorridor.Weinferthattheinteriordryland,riverdrainagebasinandactiveglacialsintheTibetanPlateaumayprovidethemostsiltmaterialsfortheloessdepositintheETP.Keywords:TibetanPlateau;provenanceofloess;elementgeochemistry639㊀沉㊀积㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第36卷㊀。
黄土高原南部全新世黄土-古土壤序列若干元素分布特征及意义
黄土高原南部全新世黄土-古土壤序列若干元素分布特征及意义庞奖励;黄春长;刘安娜;王利军【期刊名称】《第四纪研究》【年(卷),期】2007(27)3【摘要】选择黄土高原南部的XJN,XMC和JYC全新世剖面为研究对象.通过对地层中Ca,Ba,Rb和Sr元素分布的研究,发现Ba/Sr和Rb/Sr比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中Rb和Ba较稳定,Sr和Ca元素十分活跃,易于迁移,其中Ca的迁移能力高于Sr 元素;从XJN→XMC→JYC剖面,Rb和Ba元素含量增加,而Sr和Ca元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候.【总页数】8页(P357-364)【作者】庞奖励;黄春长;刘安娜;王利军【作者单位】陕西师范大学旅游与环境学院/西北历史环境与经济社会发展研究中心,西安,710062;中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安,710075;陕西师范大学旅游与环境学院/西北历史环境与经济社会发展研究中心,西安,710062;陕西师范大学旅游与环境学院/西北历史环境与经济社会发展研究中心,西安,710062;陕西师范大学旅游与环境学院/西北历史环境与经济社会发展研究中心,西安,710062【正文语种】中文【中图分类】P597.2;P534.632【相关文献】1.甘肃天水全新世黄土—古土壤序列化学风化特征及其古气候意义 [J], 刘俊余;查小春;黄春长;庞奖励;周亚利;李洋2.甘肃庄浪全新世黄土-古土壤序列元素分布特征及意义 [J], 刘安娜;庞奖励;黄春长;王利军3.淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究 [J], 李新艳;黄春长;庞奖励;王利军;何忠4.泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化 [J], 李瑜琴5.淳化黄土-古土壤序列黏土矿物分布特征及古环境意义 [J], 张青青;黄菁华;姚军;胡斐南;霍娜;尚应妮;常闻谦;赵世伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
宝鸡固川盆地全新世黄土-土壤剖面元素地球化学特征
宝鸡固川盆地全新世黄土-土壤剖面元素地球化学特征万红莲;黄春长;庞奖励;查小春【摘要】通过考察,在渭河上游固川盆地发现了含有典型古洪水滞流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面.根据地层学对比和光释光(OSL)测年,确定渭河上游流域在3 200~3 000 a B.P.发生了特大古洪水事件.通过测定该剖面中的元素含量,获得了一系列的地球化学参数指标,结果显示:地层剖面中古洪水滞流沉积层与其下部的古土壤层和黄土层具有显著的差异,这说明古洪水沉积层与黄土层的物质来源不同;黄土是沙尘暴的直接沉积物,古洪水滞流沉积层则是地表土壤和风化层被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选,且其未经过明显的风化成壤改造,因而它又与古土壤的理化性质有明显的区别.全新世气候变化规律的综合分析显示,在万年尺度内的特大洪水一般发生在气候突变转折时期.由于气候波动变化,降水变率增大,特大洪水事件的发生比较频繁.【期刊名称】《陕西师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(041)005【总页数】8页(P83-90)【关键词】全新世;黄土-土壤;古洪水滞流沉积物;地球化学【作者】万红莲;黄春长;庞奖励;查小春【作者单位】宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室,陕西宝鸡721013;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062【正文语种】中文【中图分类】X53国内外学者对黄土高原古气候与成壤环境进行了大量研究,获得了一系列气候代用指标,这些指标不仅揭示了气候变化规律,而且也被用作研究黄土高原其他地区第四纪以来气候变化的基础和参照标准[1-19].但对渭河上游地区黄土-古土壤剖面元素地球化学指标的研究较少,对含有古洪水滞流层的黄土-古土壤剖面研究更少[20].本文在对陕西省宝鸡市固川镇(GCZ)含有古洪水滞流层的全新世黄土-古土壤剖面沉积学和水文学研究[21-22]基础上对该剖面的元素地球化学指标分布、变化规律进行研究,以期揭示其对古环境的指示意义以及万年时间尺度上的环境变化,同时探讨古洪水滞流层的地球化学判别方法.1 剖面的地层划分研究地点位于渭河宝鸡峡谷固川盆地中心,这里也是龙山文化与西周文化遗址分布区(图1).研究剖面(WH-GCZ)位于一条冲沟壁陡坎,地层出露齐全,露头良好,没有受到人类活动干扰,中心位置地理坐标为34°24′14.9″N,106°58′11.9″E,剖面顶部高程660m.在全新世晚期黄土L0与全新世中期古土壤S0的界限位置,发现水平层状结构的古洪水沉积物一组3层;而在全新世晚期黄土L0中发现西周文化层,在全新世中期古土壤S0中发现龙山文化晚期文化层.对剖面进行清理后,在详细观察和土壤地层划分的基础上,以每4cm间隔进行高密度系统采样,共采集沉积学样品55个.此外,分别在剖面不同层位采集光释光样9个,其中包括60~65cm古洪水滞流沉积层和72~78cm全新世中期古土壤S0上部的光释光样2个,用黑色塑料袋密封包装同其他样品一并运回实验室.所有实验均在陕西师范大学环境变迁实验室进行并完成.通过野外宏观形态特征的观察,结合土壤学、地层学和沉积学特征以及室内实验分析,对剖面进行详细的地层划分和描述(表1).其中,古洪水平流滞流层水平展布,与黄土和古土壤界限清晰,在颜色、结构和构造等方面有非常明显的区别.图1 研究地点位置图Fig.1 Location of the study sites表1 WH-GCZ全新世剖面地层划分及描述Tab.1 Pedostratigraphic subdivision and descriptions of the WH-GCZ profile in the Weihe River valley深度/cm 地层名称和符号特征描述0~20表土层(TS)浊橙色,典型坡积表土,团粒结构,含有大量蚯蚓孔和粪粒,多根系20~58近代黄土层(L0)浊橙色,沙质粉沙土,强发育的团块-团粒构造,其上部50cm处含有灰色绳纹薄陶片,为西周时期的典型标志,偶见小石子58~70古洪水滞流沉积层(SWD)浊黄橙色,粉沙质地黏土,质地紧实致密,包含3个洪积单层,为最典型的古洪水滞流沉积层70~155古土壤层(S0)浊红棕色、褐色,风化强,70~100cm处含有橘红色夹沙陶片,应为仰韶、龙山文化晚期文化层,并含木炭屑和烧土块,90~100cm处最集中,含有一些虫孔;干燥时较坚硬155~190过渡层(Lt)浊黄橙色,向下逐渐变浅,有垂直虫孔裂隙190~?马兰黄土层(L1)浅浊黄橙色,粉沙质地,均质块状结构,含有一些石灰斑,典型的马兰黄土,未见底2 实验方法和年代确定所采样品在室内自然风干后,采用英国Bartington公司生产的MS—B2磁化率仪测定其磁化率.化学元素使用荷兰Panalytical公司生产的PW2403X-Ray荧光光谱仪进行测定,主要测定Si、Al、Fe、K、Na、Mg、Ca、Mn等常量元素和Sr、Co、Ni、Cr、Rb、Zn、Cu等微量元素的含量.分析过程中均加入国家标准土壤样品(GSS-11和GSS-12)进行误差控制.样品光释光(OSL)年龄用RФse—Date—15断代仪器进行测定.对于渭河流域,曾经有人进行了大量的全新世黄土-土壤地层与环境变迁研究,在若干典型剖面建立了可靠的年代框架[23-25].如图2所示,渭河宝鸡峡谷WH-GCZ剖面与泾河中游全新世JH-ETC剖面结构完全相同,对比良好[23-25],因而ETC剖面的年代框架可以用于GCZ剖面.通过与ETC剖面对比,可以确定全新世中期古土壤S0与晚期黄土L0的界限为3 100aB.P..在GCZ剖面渭河古洪水滞流沉积层恰好夹在这个界面,故而初步判定渭河古洪水事件发生在3 100aB.P.前后,即大约3 200~3 000aB.P..进一步来看,WH-GCZ剖面所在位置正是考古学界记录的固川文化遗址所在地.在全新世晚期黄土L0之中发现西周文化层[26],其考古学年龄为3 000~2 720aB.P.;在全新世中期古土壤S0之中发现龙山文化文化层,其考古学年龄为4 800~4 000aB.P.,而古洪水滞流沉积层恰恰出现在这两个文化层之间.对光释光样进行测年所得结果分别是:60~65cm古洪水滞流沉积层的OSL 测年数据为3 064±237aB.P.;72~78cm全新世中期古土壤S0上部的OSL 测年数据为3 060±197aB.P.,这就证明根据地层对比判定的古洪水事件发生年代是正确的(图2).图2 渭河WH-GCZ剖面与泾河JH-ETC剖面地层年代对比Fig.2 Pedostratigraphic correlations between the WH-GCZ profile of the Weihe River and the JH-ETC profile in the middle reaches of the Jinghe River3 结果分析3.1 磁化率WH-GCZ剖面的低频磁化率(Xlf)和高频磁化率(Xhf)的变化趋势极为相似,故以高频磁化率(Xhf)为例来进行分析.高频磁化率(Xhf)的总体变化范围为61.7×10-8~193.3×10-8 m3/kg.剖面中磁化率数值在垂直方向上表现为波动变化,峰值出现在古土壤层(S0)中,磁化率平均值为159.7×10-8m3/kg;表明该时段是全新世以来最为温暖的时期,气候温暖湿润,生物风化成壤作用强烈,导致古土壤层的形成[27].马兰黄土(L1)的磁化率平均值最低,为72.0×10-8 m3/kg,表明其形成时期气候较古土壤时期寒冷干旱,沙尘暴堆积旺盛,并且堆积之后几乎没有成壤改造[28].表土层(TS)由于长期农耕的影响促进了一定的成壤改造,磁化率有所增加,最大值达113.8×10-8 m3/kg.古洪水滞流层(SWD)磁化率值与古土壤(S0)比较接近,表明其物质可能是被暴雨所侵蚀流域内的地表土壤和风化层被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选的产物(图3).图3 WH-GCZ剖面磁化率曲线图Fig.3 Diagrams showing the magnetic susceptibility of the WH-GCZ profile in the Weihe River3.2 常量元素WH-GCZ黄土-古土壤剖面常量元素以氧化物(Fe2O3、CaO、K2O、MgO、Na2O、SiO2、Al2O3)的形式分析.研究剖面各常量元素含量的变异系数都很低,表明常量元素的组成具有高度的一致性.而且在整个剖面上SiO2、Al2O3和Fe2O3三者平均含量之和均超过了70.0%,这种富铁硅铝现象说明该地气候比较湿热.同时可以看出SWD中各种氧化物的值均介于黄土和古土壤之间.SWD中MgO、CaO、Na2O含量低于黄土,而SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O含量高于黄土,这说明古洪水沉积层与黄土层的物质来源不同,黄土是沙尘暴的直接沉积物,古洪水SWD则是地表土壤和风化层被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选(表2).表2 WH-GCZ剖面常量元素含量及与其他沉积物[4,29]的对比Tab.2 Content of major element in the WH-GCZ profile and other deposits%地层SiO2Al2O3Fe2O3K2O CaO MgO Na2O TS 60.03 14.07 5.27 2.90 4.85 2.25 1.32 L062.19 14.38 5.33 2.82 3.73 2.24 1.24 SWD 63.89 14.41 5.32 2.85 2.69 2.17 1.25 S064.43 14.95 5.632.89 1.76 2.26 1.20 Lt61.16 14.01 5.14 2.65 4.94 2.31 1.32L154.60 13.06 4.70 2.38 9.83 2.20 1.41变异系数0.03 0.02 0.02 0.03 0.26 0.03 0.03洛川黄土(L1)58.65 11.86 4.56 2.44 8.62 2.31 1.68洛川古土壤(S0)60.26 12.49 4.69 2.37 7.07 2.02 1.50关中黄土(L1)59.06 12.29 4.57 2.16 8.63 2.39 1.35关中古土壤(S0)63.82 13.88 4.68 2.53 6.65 1.98 1.46上陆壳(UCC)66.00 15.20 5.00 3.40 4.20 2.20 3.90陆源页岩62.80 18.90 7.22 3.70 1.30 2.20 1.20SWD和S0一样,主要常量元素为SiO2、Al2O3和Fe2O3,三者平均含量之和均超过80.0%.SWD中其他常量元素的含量除MgO含量低于UCC和母质外,其余元素的含量变化情况和S0比较相似.但详细对比发现,SWD中除CaO和Na2O的含量高于S0外,其余元素含量均低于S0,说明SWD与古土壤的理化性质有明显的区别,因为SWD未经过明显的风化成壤改造(表2,图4).图4 WH-GCZ剖面常量元素的UCC标准化曲线分布及与其他剖面对比图Fig.4 Curves of major element for the WH-GCZ profile standardized by UCC and comparison with other profiles3.3 微量元素选取固川剖面中Sr、Co、Ni、Cr、Rb、Zn、Cu等7个微量元素与其他沉积物进行对比分析(表3).GCZ剖面SWD、古土壤层和黄土层中Cu、Cr、Ni、Zn、Co元素含量均明显高于典型黄土背景值,而Sr元素含量在所有层位均低于典型黄土背景值,Rb元素含量除在马兰黄土层(L1)低于背景值外,在其余层位则高于背景值.从GCZ剖面微量元素的UCC标准化曲线分布图(图5)可以看出,古洪水滞流层(SWD)、古土壤(S0)和马兰黄土层(L1)中的微量元素分布曲线的变化趋势极为相似,其中微量元素Rb、Zn、Cu的分布曲线均靠近UCC分布曲线.Cr、Sr、Ni、Co元素的数据点则显著偏离了上部陆壳的平均组成,与UCC相比表现出一些元素较明显的亏损而另一些元素富集的特征,这可能是大陆化学风化的效应.不同地区的风成沉积物相比,GCZ剖面黄土与洛川、关中黄土的微量元素含量差异较大,同种微量元素在古洪水沉积层(SWD)、古土壤(S0)与黄土(L1)中的变化趋势是一致的,表明微量元素的变化主要由母质决定(表3,图5).表3 WH-GCZ剖面微量元素含量及与其他沉积物[4,29]的对比Tab.3 Content of trace element in the WH-GCZ profile and other deposits mg/kg地层Sr Rb Co Ni Cr Zn Cu TS 146.67 110.15 19.25 35.82 90.38 76.02 30.20 L0143.49 113.99 16.96 36.69 98.64 79.56 31.27 SWD 135.27 115.5 16.88 36.05 93.65 81.25 31.47 S0127.51 116.89 16.75 37.92 103.91 81.03 31.63 Lt148.37 106.33 15.51 34.63 96.36 73.92 28.39 L1175.84 97.71 13.47 32.17 88.14 67.11 25.73变异系数0.05 0.03 0.06 0.04 0.17 0.04 0.05洛川黄土(L1)153.00 99.00 14.90 38.00 14.20 60.02 24.01洛川古土壤(S0)188.00 106.00 15.40 41.00 14.79 62.02 24.01关中黄土(L1)192.00 96.00 20.00 52.00 48.00 62.90 24.30关中古土壤(S0)130.00 118.00 18.00 57.00 72.00 66.50 26.60上陆壳(UCC)350.00 112.00 10.00 20.00 35.00 71.00 25.00陆源页岩200.00 160.00 23.00 55.00 110.00 85.00 50.00图5 WH-GCZ剖面微量元素的UCC标准化曲线分布及与其他剖面对比图Fig.5 Curves of trace element for the WH-GCZ profile standardized by UCC and comparison with other profiles4 讨论4.1 磁化率磁化率是表征物质磁学特征的物理量,可以推断样品记载的环境变化信息、分析古气候变化规律、为古环境研究提供可靠的磁学证据.由于古洪水滞流层磁化率较高,表明其物质可能是被暴雨所侵蚀流域内的地表土壤和风化层被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选的产物.通过与泾河中游全新世黄土土壤剖面地层结构的对比,获得了WH-GCZ剖面的基本年代框架.发现全新世古洪水滞流层正好处于全新世晚期黄土与全新世中期古土壤的界限位置,由于该界限在渭河流域被测定为3 100aB.P.,故可以初步断定全新世古洪水滞流层记录的特大洪水发生在3 200~3 000 a B.P..根据古洪水滞流层上下的文化层,进一步确证了古洪水发生的年代.而古洪水滞流层SWD 和古土壤层S0上部的OSL测年数据更加确定了古洪水发生的年代.这个时期正是全球性的气候从大暖期向干旱期突变转折的时期[30].世界各地的全新世气候变化研究成果表明,该阶段气候剧烈变化,季风格局发生重大转变,干旱与洪涝事件皆有发生.WH-GCZ剖面SWD(55~70cm)的磁化率由高降低,在64cm处存在一个明显的转折,由于磁化率可以很好的指示气候变化,所以这个转折点指示了季风气候的转型,即气候发生突变,降水变率增大,从而导致特大洪水事件的发生.4.2 化学元素沉积物中化学元素的迁移与聚集除与其本身的理化性质有关外,还受到当时气候环境的影响.在温暖湿润的气候条件下,化学性质稳定的常量元素会以氧化物的形式保留在地层中,而活动性中等或较强的元素则可以较多地被溶解和迁移.WH-GCZ剖面中各个沉积层的SiO2、Al2O3和Fe2O3三者平均含量之和均超过70.0%,其中SiO2的含量较高(超过50.0%),说明土壤中的淋溶作用不是很强.相对而言,CaO、MgO、K2O、Na2O的含量都比较低,其中MgO、K2O和Na2O的含量均低于3.0%,CaO的含量剖面间差异较大,在1.76%~9.83%之间变化,可能与剖面形成过程中气候温暖湿润和寒冷干旱交替影响有关.S0中CaO含量明显低于L1、洛川、关中古土壤和UCC,表明S0形成时期,气候温暖湿润,导致Ca淋溶迁移,并且WH-GCZ剖面所处地区是关中降水量最多的地区,有利于元素的迁移转化,从而导致脱Ca过程的加强.SWD中CaO含量明显低于L1、洛川、关中古土壤和UCC,说明SWD在被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选,但未经过明显的风化成壤改造,所以SWD与古土壤的理化性质有明显的区别.文献[31-33]认为微量元素Sr、Co、Ni、Cr、Rb、Zn、Cu的含量变化与黏土矿物以及有机质含量变化有密切关系.WH-GCZ剖面上微量元素Sr、Co、Ni、Cr、Rb、Zn、Cu含量在剖面自上而下的发生波动变化,除Cr外,其他差异不大.Cu、Ni、Cr微量元素在古土壤层中都有一定程度的富集,是通过植物在生长过程中根部的吸附而聚集的原因.而在古洪水滞流层(SWD)含量也较高,是洪水滞流物黏性吸附作用的结果;Zn、Rb在风化成壤过程中相对比较稳定,而且在剖面上的含量变化与磁化率呈正相关关系,这与陈俊等对陕西洛川所做的研究结论一致[34];Sr属于显著移动的元素,其浓度随CaO浓度变化而变化,在剖面的S0和SWD中含量低,黄土层中含量都较高.但SWD中的Sr含量却高于S0,主要是L0中被淋溶的Sr富集淀积在SWD中的缘故;Co含量在剖面上的变化则是由上向下递减;Ni含量在剖面垂直方向波动变化,在古土壤层出现峰值.Cr、Cu、Zn在WH-GCZ剖面S0和SWD中的含量明显高于洛川和关中古土壤,特别是Cr在S0中的含量是洛川古土壤的近8倍;Ni元素含量稍低于洛川古土壤,却远低于关中古土壤;Co、Rb元素含量在整个剖面上介于洛川古土壤和关中古土壤之间;Sr元素含量在SWD介于洛川古土壤和关中古土壤之间,而在S0则低于洛川和关中古土壤.与上部陆壳(UCC)平均化学成分的对比表明,S0和SWD中Sr含量较低,其余元素含量均高于UCC.与之下伏的母质相比,剖面中所有微量元素含量都低.5 结论WH-GCZ剖面磁化率分析结果显示:低频磁化率(Xlf)、高频磁化率(Xhf)以及频率磁化率(Xfd)均在古洪水滞流层发生波动或明显的转折,而且频率磁化率(Xfd)与低频磁化率(Xlf)、高频磁化率(Xhf)曲线呈负相关关系,表明该次特大洪水发生在气候转型时期,即降水变率增大,从而导致特大洪水事件的发生.在全球变化和季风气候转折变化的背景下,渭河流域气候平衡状态也被打破,气候变化剧烈,植被退化,水土资源恶化,干旱灾害频发.而渭河上游特大洪水事件的自然记录,表明干旱与洪水都有发生.地球化学元素分析结果显示:WH-GCZ剖面中滞流沉积层中的常量元素含量与其下部的古土壤层及剖面中的其他黄土层明显不同;而WH-GCZ剖面中滞流沉积层中的微量元素与其下部的古土壤层及剖面中的其他黄土层含量不同,但变化趋势相似,说明古洪水滞流层与黄土层的来源物质不同,而且被流水搬运和沉积过程中发生了二次分选,但又未经过明显的成壤改造,因而SWD与古土壤的理化性质有明显的区别.参考文献:[1]Gallet S,John B M,Torii M.Geochemical characterization of the Luochuan loess-paleosol sequence,China,and paleo-climatic implications[J].Chemical Geology,1996,133(1):67-88.[2]李铮华,王玉海.黄土沉积的地球化学记录与古气候演化[J].海洋地质与第四纪地质,1998,18(2):42-44.[3]葛俊逸,郭正堂,郝青振.特征时期黄土高原风化成壤强度的空间特征与气候梯度[J].第四纪研究,2006,26(6):84-90.[4]陈骏,季峻峰,仇纲,等.陕西洛川黄土化学风化程度的地球化学研究[J].中国科学:D辑,1997,27(6):531-536.[5]陈骏,安芷生,汪永进,等.最近800ka洛川黄土剖面Rb/Sr分布和古季风变迁[J].中国科学:D辑,1998,28(6):498-504.[6]陈骏,汪永进,季峻峰,等.陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义[J].第四纪研究,1999,7(4):350-356.[7]Guo Z T,Liu T S,Guiot J,et al.High frequency pulses of 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黄土高原名词解释
黄土高原名词解释
黄土高原 (Yellow Earth Plateau) 是位于中国北部的高原,也称为黄土地或黄色高原。
它是由黄土状堆积物构成的,黄土是一种黄色、质地均一的第四纪土状堆积物,具有多孔隙、富含碳酸钙、垂直节理发育、透水性强、易沉陷等物理化学性质。
黄土高原主要分布在中纬度干旱或半干旱的大陆性气候区,即现代的温带森林、草原、草原及荒漠草原地区。
这是由于内陆干旱荒漠区、半荒漠区的强大反气旋从荒漠中部向荒漠边缘移动,把大量粉沙和尘土吹到草本灌木的草原地区逐渐堆积下来形成。
黄土高原的地貌特征为高原、山地、丘陵和平原,其中高原和山地占据了大部分面积,丘陵和平原则主要分布在边缘地区。
黄土高原是中国的重要粮食生产基地之一,也是中华文明的发祥地之一,有着丰富的历史和文化遗产。
青海湖南岸全新世黄土地球化学特征及气候环境意义_周笃珺
1
/ ‰
/ ‰
-5 . 20 -5. 10 -5 . 32 -7. 88 -5 . 14 -7. 92 -5 . 83 -8. 53 -6 . 33 -7. 87 -7 . 15 -7. 47 -7 . 58 -7. 32 -7 . 34 -6. 16 -7 . 25 -5. 42 -7 . 06 -4. 36 -7 . 52 -4. 86 -7 . 53 -4. 10 -7 . 17 -4. 08 -6 . 18 -4. 28 -7 . 12 -4. 80 -7 . 36 -3. 91 -7 . 41 -3. 39 -8 . 08 -3. 27 -7 . 92 -2. 61
周笃
1
, 马海州
1,2
, 高东林 , 马万栋 , 谭红兵 , 徐黎明
1
1
1
1
( 1. 中国科学院 青海盐湖研究所 , 青海 西宁 810008; 2. 青海师范大学 , 青海 西宁 810008)
摘 要 : 位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的内陆 湖泊 , 通 过湖相沉积 进行湖区全 新世环境 演变研究已 取 得诸 多成果 。 作者选择青海湖南岸黑马河有绝对年 代控制 的全新 世黄土 剖面 , 利用 CaCO3 、CaO 、MgO 和 Sr 元素 组 分以 及氧 、碳同位素等较为可靠的地球化学指标 , 尝试进行了湖区全新世黄土的分 层 , 探讨 了黄土堆 积过程中的 气 候环 境演变 。 结果表明 , 青海湖南岸的黄土按成土作用强 度的不 同可分 为两层 : 上部 为成土 化较弱 的黄土 层 ; 下部 为成土化较高 的古土壤层 , 其仍可进一步分为两个亚 层 。 全 新世湖 区气候 环境的 波动在 地球化学 分布特 征中有 较 强表现 。 关键词 : 黄土 ;地球化学特征 ; 环境意义 ;全新世 ; 青海湖 中图分类号 : P532 文献标识码 :A
关中盆地全新世黄土_土壤剖面微量元素的地球化学特征及其古气候意义
关中盆地全新世黄土-土壤剖面微量元素的地球化学特征及其古气候意义贾耀锋1,2,庞奖励2,黄春长2,毛龙江3(1.北方民族大学管理学院,宁夏银川750021;2.陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062;3.南京信息工程大学大气科学学院,江苏南京210044)摘要:通过对老官台全新世黄土剖面12种微量元素的测定分析,结合本剖面已测定的粒度、磁化率、光释光(OSL )年龄,研究和揭示了它们在表生环境下的地球化学特征和古气候意义。
微量元素在风化成壤过程中,其活动性由强至弱顺序为Ba >Sr >Cd >Pb >Li >Zn >Cu >Cr >M n >Co >Rb >Ni 。
其中Rb 、Li 、Cr 、Co 、Zn 、Cu 、M n 、Ni 八种元素在土壤形成过程中相对富集,含量较高;Sr 、Ba 、Cd 三种元素在土壤中相对淋失,含量较低;但Zn 、Cu 、M n 、Ni 、Pb 五种元素对黄土层和土壤层的区别不是很明显。
因此,Rb 、Li 、Cr 、Co 的高含量反映了较温湿的成壤环境,低含量反映了较冷干的粉尘加积环境;而Sr 、Ba 、Cd 低含量反映了较温湿的成壤环境,高含量反映了较冷干的粉尘加积环境。
Pb 、Zn 、Cu 、M n 、Ni 、Cd 元素含量在表土层中的富集主要与现代耕作活动或工业污染有关,反映了人类活动强度的不断增强。
LGT 剖面主要微量元素的变化清楚地记录了关中盆地自末次冰消期以来气候环境经历的显著波动变化。
关键词:关中盆地;全新世;黄土-土壤剖面;微量元素;环境演变中图分类号:P595;P532文献标识码:A文章编号:0564-3945(2012)03-0513-08对风成黄土地球化学元素的研究表明,虽然可以用黄土的平均化学成分来代表大陆上部地壳的平均化学成分[1,2],但在该领域的深入研究却揭示了风成黄土化学元素的丰度上存在明显的时空分异[3~13]。
青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度及古环境
青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度及古环境
青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度及古环境
青藏高原东北部是中国南方最大的沙化区域,长期受中央高原气侯分化和干旱南风作用影响,黄土沉积化学风化程度显著。
近50年来,随着科学研究的深入,对青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度的研究也取得了很大的进展。
研究证明,青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度从西向东逐步增加,风化过程以碳酸盐水解为主要作用,伴之有碱解及溶解等。
水解副产物主要有Ca、Mg、K类元素,碱解副产物以OH-等杂物富集物为显著特征,溶解副产物以有机酸、壳聚糖等非表层杂物为主要特征,而Al和Si的溶解和酸溶均很小。
另外,研究发现,青藏高原东北部黄土沉积的风化活动也受到古环境的影响。
如,干湿交替的气候变化,大量的风尘抬升再沉降活动形成堆积条件,交互作用动力变换严重,降雨沉积作用很强,同时土壤水汽迁移及释放吸热作用也影响了黄土沉积化学风化程度。
综上所述,青藏高原东北部黄土沉积的风化主要是以碳酸盐水解为主要作用,受到古环境的影响。
因此,针对该地区黄土沉积的风化,有必要进一步开展更多细致的研究,以确定考虑不同古环境因素的控制机制,实现科学研究成果的最大化。
黄土高原S1古土壤的地球化学特征及其对物源的指示
黄土高原S1古土壤的地球化学特征及其对物源的指示汪海斌;于英鹏;刘现彬;冯兆东【期刊名称】《第四纪研究》【年(卷),期】2011(031)002【摘要】The loess-paleosol sequence in the Chinese Loess Plateau holds a record of history of East Asia Summer Monsoon and Winter Monsoon variations. A lot of geochemical indicators have been developed to indicate the strength of Summer Monsoon and Winter Monsoon. The geochemical indicators of summer monsoon intensity are mostly related to chemical weathering,while the geochemical indicators of winter monsoon strength are dominantly related to sorting processes. However,besides the weathering and sorting processes.the composition of source rock is also a major factor affecting the chemical composition of detrital sediment. Thus.the homogeneity of source material or the degree of source mixing should be assessed when using those geochemical indicators to reconstruct climatic change. In order to examine the mixing degree of loess material,we investigated the geochemistry of three last interglacial paleosol ( S1 ) sections from northwest to southeast in the Chinese Loess Plateau using X-Ray Fluorescence and Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometry methods. The three sections are Dingxi section ( 35°35 'N . 104°37 'E) with 6-m thick , Tianshui section ( 34°34 'N , 105°46 'E ) with 5 -m thick , and Lantian section (34°10'N.1O9°19'E) with 5.5-m thick.including bottom part of L1, the whole S1, and upper part of L2 respectively. There is clear geographic differentiation of soil formation for these three sections. The S1 of Dingxi section consists of 3 sub-soil units and 2 intervening loess units. The S1 of Tianshui section consists of an A horizon (0. 8m) , an accretionary Bt horizon ( 2. 5m) ,and a Bk horizon( 1.2m) . The S1 of Lantian section consists of an A horizon ( 0. 4m) .a Bt horizon ( 2. 6m) , and a BC horizon ( 1. 1m) .The ternary plots of stable elements. Al - Ti - Zr. a robust method to indicate sediment provenance, show a confined cloud in each loess-paleosol section.and the clouds are almost overlapped when they are in the same plot frame. This highly suggested the homogeneity of loess material.and also indicated that the loess parent materials must have been thoroughly recycled before they deposited to the Chinese Loess Plateau. The Chemical Index of Alteration ( CIA) of all the three loess-paleosol sections shows that the weathering regime is on initial to intermediate stage. The nearly identical weathering trend may also suggest that the source material must have undergone well mixing. The La/Th ratio and the Ce/Pb ratio of loess are comparable to the La/Th ratio( 2. 8) , Ce/Pb ratio(3. 2 ) of Upper Continental Crust ( UCC) , respectively. The Rare Earth Elements ( REE) distribution patterns in loess and paleosol are also quite uniform and similar to REE pattern of UCC. All of them suggest that loess material is a good starting point for estimating the average composition of the UCC. However,caution should be exercised in doing to the mobility of some elements could lead to significant error( e. g. Na , Ca) . La/Th ratios incurrent study are similar to those observed from other loess sections on the Chinese Loess Plateau, indicating the eolian dust must have undergone multiple recycles and thorough mixing. Therefore ,the homogeneity of loess material makes the comparison of geochemical indicators across the Chinese Loess Plateau more reasonable.%对黄土高原中部的蓝田剖面与黄土高原西部的定西和天水剖面的S1古土壤的化学元素进行了对比.3个剖面的Al-Ti-zr比值接近,La/Th和Ce/Pb比值以及稀土元素配分模式各与上大陆地壳的接近,表明黄土高原S1古土壤的来源粉尘经历了多次的搬运-沉积循环过程,而使物源呈现均一的特性.物源的均一性初步保证了地球化学指标的空间比较的可行性.【总页数】9页(P338-346)【作者】汪海斌;于英鹏;刘现彬;冯兆东【作者单位】兰州大学西部环境与气候变化研究院,兰州,730000;兰州大学西部环境与气候变化研究院,兰州,730000;兰州大学资源环境学院,兰州,730000;兰州大学西部环境与气候变化研究院,兰州,730000;兰州大学资源环境学院,兰州,730000;Department of Geology,Baylor University,Waco,Texas 76798,USA 【正文语种】中文【中图分类】P941.74【相关文献】1.邙山黄土古土壤S2沉积以来的微量和稀土元素地球化学特征及其物源指示意义[J], 陈立业;张珂;傅建利;梁浩;李肖杨;李忠云2.鄂尔多斯盆地北部纳岭沟地区直罗组下段下亚段砂岩岩石地球化学特征及对物源的指示 [J], 张宾; 刘红旭; 易超; 丁波; 张艳3.右江盆地中三叠统细碎屑岩地球化学特征及其对物源区、构造背景的指示 [J], 赵东杰; 王学求4.西北太平洋表层沉积物地球化学特征及其物源指示意义 [J], 邱忠荣; 马维林; 张霄宇; 董彦辉; 章伟艳; 杨克红5.陇东新近纪红粘土与第四纪黄土地球化学特征及其物源和风化指示意义 [J], 綦琳;乔彦松;刘宗秀;王燕;彭莎莎因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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黄土高原土壤元素地球化学特徵
黄土高原是中国的一个重要地理区域,其土地资源丰富,但又存在着一些独特的地球化学特征。
本文将围绕着黄土高原土壤元素的地球化学特征进行探讨和分析。
一、黄土高原的地球化学特征
黄土高原是中国的一个典型的黄土地区,其土壤中富含铝、钾、钙、镁等重要元素。
同时,由于该地区土地的特殊性质,其土壤中还含有大量的氧化铁、氧化锰等元素。
这些元素的存在,对于黄土高原的生态环境和土地资源的管理都有着非常重要的影响。
二、黄土高原土壤元素的特征
1. 铝元素
铝是黄土高原土壤中含量最多的元素之一。
它是一种重要的微量元素,对于植物的正常生长和发育具有重要的作用。
同时,铝还可以增加土壤的酸度和可溶性,提高土壤的肥力,促进植物的吸收。
2. 钾元素
钾是黄土高原土壤中含量较高的元素之一。
它是植物生长和发育的必需元素,对于促进植物的光合作用、蒸腾作用等有着非常重要的作用。
同时,钾还可以增强植物的抗病能力,提高植物的品质和产量。
3. 钙元素
钙是黄土高原土壤中含量较高的元素之一。
它是植物生长和发育的必需元素,对于维持植物的正常生长和发育、促进植物的吸收、调节植物的渗透压等有着非常重要的作用。
4. 镁元素
镁是黄土高原土壤中含量较高的元素之一。
它是植物生长和发育的必需元素,对于促进植物的光合作用、调节植物的渗透压、增强植物的抗病能力等有着非常重要的作用。
5. 氧化铁元素
氧化铁是黄土高原土壤中含量较高的元素之一。
它是土壤中的一种重要的无机物质,对于土壤的结构和性质有着非常重要的影响。
同时,氧化铁还可以促进植物的生长和发育,提高土壤的肥力和水分保持能力。
6. 氧化锰元素
氧化锰是黄土高原土壤中含量较高的元素之一。
它是土壤中的一种重要的无机物质,对于土壤的结构和性质有着非常重要的影响。
同时,氧化锰还可以促进植物的生长和发育,提高土壤的肥力和水分保持能力。
三、黄土高原土壤元素的影响
黄土高原土壤中含有丰富的元素,对于该地区的生态环境和土地资源的管理都有着非常重要的影响。
其中,铝、钾、钙、镁等元素可以促进植物的生长和发育,提高土地的肥力和产量,同时还可以增强植物的抗病能力,提高植物的品质。
而氧化铁、氧化锰等元素则可以促进土壤的结构和性质的改善,提高土壤的肥力和水分保持能力。
然而,黄土高原地区的土地资源管理也存在一些问题。
由于该地区土壤的特殊性质,其土壤中含有大量的氧化铁、氧化锰等元素,这
些元素的过量存在会对土地资源的管理和生态环境的保护造成一定的影响。
因此,需要采取科学的土地资源管理措施,合理利用土地资源,保护生态环境,实现可持续发展。
四、结论
综上所述,黄土高原土壤元素具有其独特的地球化学特征,其中铝、钾、钙、镁等元素可以促进植物的生长和发育,提高土地的肥力和产量,而氧化铁、氧化锰等元素则可以促进土壤的结构和性质的改善,提高土壤的肥力和水分保持能力。
然而,也需要采取合理的土地资源管理措施,保护生态环境,实现可持续发展。