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黄土剖面中铁氧化物的特征及其成土环境的指示

作　者: 李丰义
导　师: 谭文峰
学　校: 华中农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 氧化铁黄土古土壤示差X-射线衍射分析铝同晶替代
分类号: S153
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

陕西武功郑家沟剖面和洛川王家沟剖面位于黄土高原中南部,是中国东亚季风和内陆非季风区域交错地带,其特殊的地理位置决定了必然受到全球变化的显著影响,从而保存不同空间尺度和时间尺度的土壤环境演化信息。本研究以陕西武功郑家沟和洛川王家沟土壤剖面为研究对象,应用示差X—衍射(DXRD)方法加强土壤铁氧化物衍射峰,结合化学选择溶提分析,鉴定剖面中土壤铁氧化物的矿物类型,定量计算氧化铁矿物中的铝同晶置换量,分析了这些指标与土壤磁化率、不同形态铁含量间的关系,从而通过氧化铁的矿物学特征探讨对环境的指示作用,得出的主要结论有：1.武功郑家沟剖面黄土层(L0),古土壤(So),黄土层(Lo)的磁化率分别为：163.0×10-8SI,177.6-10-8SI,102.3×10-8 SI,表明该地区土壤形成时经历了由冷干条件到暖湿再到冷干条件的成壤环境演化过程；黄土层(Lo)中180-240cm磁化率明显高于下部,表明土壤环境演化存在千年尺度和和百年尺度.2.示差X-衍射分析方法有效地降低了层状硅酸盐粘土矿物高强度衍射峰对氧化铁衍射峰的干扰。在DXRD图谱中则可观察到针铁矿和赤铁矿共有的0.252nm峰和和针铁矿0.245nm峰。0.367nm和0.269nm特征峰证明黄土-古土壤序列中存在赤铁矿,0.418nm和0.252nm特征峰黄土-古土壤序列中存在针铁矿。因此,DXRD是鉴定黄土-古土壤序列氧化铁矿物类型的有效方法,可以鉴定出检测下限约为1.7%的氧化铁矿物类型。3.通过示差X-衍射分析方法对武功郑家沟剖面和洛川王家沟剖面铁氧化物矿物类型进行鉴定表明：供试样品中针铁矿和赤铁矿占绝对优势,但相对含量上存在差异.武功郑家沟剖面黄土Hm/Gt为0.37；古土壤Hm/Gt为0.24,洛川王家沟剖面黄土Hm/Gt为0.36；古土壤Hm/Gt为0.38。4.同磁化率,游离铁含量,无定形铁含量曲线相比,Hm/Gt曲线表现出持续减小的趋势,指示了成土环境是在的降水强度总体变大或者降水是发生在气温不断降低的背景下.5.武功郑家沟剖面黄土针铁矿铝同晶替代量为5.49%,古土壤为9.10%；洛川王家沟剖面黄土为4.19%；古土壤为7.16%。回归分析,统计表明,针铁矿铝同晶替代量与磁化率呈显著正相关,说明在黄土和古土壤中,随着土壤风化发育,铝同晶替代量也逐渐增加。6.铝同晶替代量曲线表现出了由低层至表层持续增加的趋势,结合Hm/Gt曲线的讨论,本文认为这种趋势指示了,20000a B.P.以后黄土高原中南部土壤发育是在降水量强度总体增大的背景下。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
1 绪论  10-16
  1.1 氧化铁的形态转化及其影响因素  10-11
  1.2 氧化铁的化学形态对土壤发育程度的指示  11-12
  1.3 氧化铁的特征对土壤发育程度的指示  12-13
  1.4 土壤氧化铁的测定方法  13-14
  1.5 磁化率及其环境意义  14-15
  1.6 研究目的、意义及内容  15-16
2 材料与方法  16-20
  2.1 实验区域概况  16-18
  2.2 实验方法  18-20
    2.2.1 胶体的提取和制备方法  18
    2.2.2 磁化率测定  18
    2.2.3 连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠(DCB)法提取游离铁  18-19
    2.2.4 草酸-草酸铵法提取无定形铁  19
    2.2.5 土壤有机质测定  19
    2.2.6 DXRD图谱的建立  19-20
3 结果与讨论  20-36
  3.1 磁化率变化特征  20-23
  3.2 游离铁和无定形铁含量  23-29
    3.2.1 武功郑家沟剖面游离铁和无定形铁变化特征  24-27
    3.2.2 洛川王家沟剖面游离铁和无定形铁变化  27-29
  3.3 黄土剖面中氧化铁矿物性质  29-36
    3.3.1 黄土剖面中氧化铁的鉴定  29-30
    3.3.2 黄土剖面中铁氧化物矿物类型  30-32
    3.3.3 黄土-古土壤序列铁氧化物矿物Hm/Gt变化  32-33
    3.3.4 黄土剖面中针铁矿铝同晶替代量变化  33-36
4 结论  36-37
参考文献  37-43
致谢  43

黄土剖面中铁氧化物的特征及其成土环境的指示

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