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中亚热带加积型红土沉积特征与沉积环境变化

作　者: 姜永见
导　师: 朱丽东
学　校: 浙江师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 加积型红土中亚热带沉积特征风成特性粒度体积分形特征沉积环境变化
分类号: P512.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

第四纪红土是在中国南方地区开展第四纪研究的重要载体。中亚热带长江中下游地区第四纪期间红土发育与黄土南侵交锋,气候变化敏感,在该区进行红土与环境变化研究具有重要意义。本文在皖南、赣北、浙北、浙中等地区选取5个典型的加积型红土剖面作为研究对象,主要利用沉积学方法,对加积型红土在成因类型上的共性、在沉积特征上的区域复杂性进行研究;在此基础上提取有效粒度指标,结合典型剖面年代学和地球化学指标,探讨其沉积环境演变,提取古环境变化信息。主要研究结果如下:(1)粒度测试结果显示:5处加积型红土土质均一,多属粉砂质粘土和粉砂质亚粘土,粒度特征整体较一致:均以粉砂(4～63μm)为第一优势粒级,剖面均值变化范围为62.49%～71.12%;粘粒(＜4μm)次之,剖面均值变化范围为28.75%～36.33%;砂(＞63μm)含量很小,剖面均值介于0.13%～3.60%之间,＞250μm的中粗砂含量剖面均值不足1%;颗粒整体较细,粒级混合度较高,分选性差;粒度曲线形态多为单峰正偏细尾型,部分样品含粗尾。上述粒度特征与北方黄土、下蜀黄土等风成沉积具有较好可比性;加积型红土中石英颗粒的粒度特征、形态和表面结构指示了风动力搬运过程和较强风化成土作用的影响。南方存在风成红土,且受到较强烈的风化成土作用的影响。(2)5处加积型红土的沉积特征存在一定差异,与浙江浦江(PF)和浙江金华汤溪(TX)红土相比,安徽宣城(XC)、浙江安吉(AJ)和江西九江(JL)红土粉砂含量较高,粘粒含量较低,砂含量较低,颗粒整体偏粗,粒级混合度较低。以XC、儿、PF、TX红土为例:自西北向东南,典型风尘粒组和次生粘粒含量分别呈减小和增大趋势,近源粗粒物质对沉积特征的影响增大;PF和TX红土的沉积物源存在由近程向远程转变的趋势,以上特征反映了自北向南季风强度和风尘沉积作用减弱、风化作用增强的变化趋势以及冬季风的不断加强和南进对南方风尘沉积的影响。(3)加积型红土剖面的层间粒度特征具有一定区别,自下而上沉积作用增强,风化作用减弱。同一剖面中不同层之间、不同剖面同一土层之间反映沉积环境变化的敏感粒度组分也不同,不同区域剖面间敏感粒度组分在反映沉积环境变化方面的显著性亦存在差别。(4)分形研究表明,JL红土颗粒在2～63μm范围内的体积分布具有显著的分形特征。不同土层的体积分维值差别明显,网纹红土层体积分维值较大,其上覆黄土—古土壤层体积分维值偏小;体积分维值与＜2μm组分含量、平均粒径φ值、标准离差显著正相关,与10～63μm组分含量显著负相关。红土粒度体积分维值反映了颗粒分布的复杂程度,指示了沉积—风化环境的变化:高体积分维值对应风化成壤作用较强时期,相应地,次生粘粒含量较高,风尘组分含量较低,平均粒径较细,标准离差偏大,粒级混合度较高,分选性较差,反之亦然。就JL红土而言,红土粒度体积分维值的剖面纵向变化相比其它传统粒度参数更能体现沉积特征的细节变化,是一种新的良好的沉积环境代用指标。(5)利用红土粒度体积分维值,结合ESR年代学研究以及其它粒度、化学指标对儿剖面红土沉积环境在时间序列上的变化进行了研究。体积分维值自下而上阶段性减弱,每个阶段内部亦存在高低值变化,表明该区自早更新世至中更新世后期风化成壤环境存在强弱波动,且整体渐弱。早更新世早期(2403.19～1945.63ka B.P.),风化成壤环境显著,存在强中见弱的高频高幅变化,气候变化频繁。早更新世中后期(1945.63～785.81ka B.P.),成壤强度减弱,随着东亚季风环流的逐步建立,冬夏季风对该区的作用均增强,但以夏季风占优势,体积分维值及其变化周期阶段性增大,体现了东亚夏季风强盛背景下气候湿热条件的增强。中更新世早期(785.81～476.46ka B.P.),东亚季风环流格局进一步建立,冬夏季风均显著增强,该区整体仍然处于一个较为适宜的网纹红土发育期,但体积分维值阶段性减小,体现了“中更新世气候转型”事件之后冬季风对该区影响渐进性增强,沉积作用逐步增强,风化成壤强度渐弱。中更新世中后期(370.04～257.75 ka B.P.),体积分维值较之前大大减小,沉积作用显著增强,成壤作用明显减弱,体积分维值的变化周期和幅度增大,东亚季风环流对该区风尘沉积的控制作用大大增强,冬夏季风强度反差加大,气候的周期性变化特征与北方黄土区具有一定的可比性,但整体上气候仍较黄土高原黄土区和北亚热带下蜀黄土区湿热。自中更新世以来,庐山地区气候条件由湿热渐趋干冷。

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-10
目录  10-12
1 绪论  12-22
  1.1 选题背景和依据  12-15
  1.2 第四纪红土的时空分布  15-17
  1.3 红土的成因判别  17-19
  1.4 红土与古环境变化  19-22
2 研究区域概况  22-27
  2.1 地质地貌  22-23
  2.2 气候水文  23-25
  2.3 土壤植被  25-27
3 研究内容和方法  27-33
  3.1 研究内容  27-28
  3.2 研究方法  28-33
    3.2.1 野外考察  28-30
    3.2.2 实验方法  30-32
    3.2.3 数据分析方法  32-33
4 加积型红土的沉积特征  33-56
  4.1 加积型红土沉积特征的相似性  33-45
    4.1.1 全样粒度特征  33-41
    4.1.2 石英颗粒粒度特征、颗粒形态与表面结构  41-45
  4.2 加积型红土沉积特征的复杂性  45-56
5 加积型红土的沉积环境变化  56-80
  5.1 粒度特征的层间差异  56-59
  5.2 敏感粒度组分的剖面纵向变化  59-61
  5.3 加积型红土沉积环境变化—以庐山JL剖面为例  61-80
    5.3.1 庐山JL剖面概况  61-63
    5.3.2 JL红土沉积序列的时间标尺  63-65
    5.3.3 JL红土粒度分形特征  65-70
    5.3.4 JL红土沉积环境变化  70-80
6 结论与展望  80-84
  6.1 结论  80-82
  6.2 展望  82-84
参考文献  84-90
攻读学位期间取得的研究成果  90-91
致谢  91-92

中亚热带加积型红土沉积特征与沉积环境变化

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