理縣黃土的地球化學特征以及環(huán)境信息

(成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059)

川西高原位于青藏高原與東部四川盆地的過渡地帶，大江大河大多發(fā)源于此，地質(zhì)災害頻繁[1]。川西高原主要受西南季風的影響，同時受高原季風和西北季風的作用，是研究青藏高原隆升和氣候效應的典型地區(qū)[2-3]。第四紀以來青藏高原的階段性大幅度隆升及東部地區(qū)的整體沉降產(chǎn)生的構造地貌的巨大變遷必然會改變古大氣環(huán)流和古雪線的空間分布，對古氣候和古環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。川西高原的黃土不僅分布在河谷、盆地等低洼處，而且還分布在相對高差數(shù)百米的山坡和低山頂面上[4-5]，具明顯風成黃土特征。對川西黃土地層的研究，可為進一步研究青藏高原新構造運動和晚第四紀環(huán)境變遷提供一個區(qū)域地質(zhì)記錄佐證。

一、黃土分布特征

川西高原位于青藏高原的東南緣，廣泛發(fā)育黃土堆積，其分布特征為黃土分布廣泛而集中，從北部阿壩盆地到南面的鹽源盆地，從東側(cè)的崛江河谷到西側(cè)的金沙江畔均有分布，并非遍布于整個高原，而是集中于河流階地、溝谷和斷陷盆地。本文研究區(qū)域為阿壩東南部理縣，區(qū)域內(nèi)黃土主要分布在海拔兩千米以上的山坡以及河流階級之上。

二、黃土地層

理縣喇嘛寺一帶黃土厚度較大，保存較好，剖面出露清晰，剖面位于公路邊，地理坐標31°26′55″N，103°10′3″E，海拔高度達到2120m，剖面可見厚度達8.4m，根據(jù)野外巖性特征描述如下：

1灰黃色粉砂質(zhì)黏土，含少量白色鈣膜，硬度較大。厚約1．1m2棕黃色粉砂質(zhì)黏土，團塊結構，發(fā)育古土壤。厚約2．3m3褐黃色粉砂，疏松，發(fā)育純黃土。厚約1．2m4褐紅色粉砂，團粒結構明顯，含泥礫。厚約2．5m5耕作土。厚約1．3m

三、樣品處理

喇嘛寺剖面的5組樣品在西南冶金地質(zhì)測試中心進行了常量元素測試。常量元素測試使用了DY938型 X射線光譜儀，除了MnO和P2O5測量誤差較大外, 其它元素的測量誤差均小于3﹪。

四、地球化學特征

對喇嘛寺剖面末次間冰期以來的樣品常量元素分析結果如下表，用于研究末次間冰期以后該區(qū)域所經(jīng)歷的化學風化過程，從而對古氣候演化進行探討。

表一

從表中看出，喇嘛寺剖面的常量元素與甘孜黃土成分及其相似，從而印證該區(qū)的黃土也是風成黃土，物源區(qū)極有可能來自青藏高原，也有可能來自甘孜。同時樣品的常量元素氧化物含量隨取樣深度而變化。其中，由于MnO、P2O5含量較低且分析誤差較大，本文不做討論。從表中可以看出，黃土的主要成分由SiO2、Al2O3、CaO組成，變異系數(shù)(CV)可以反映數(shù)據(jù)的變異程度的大小。通過計算得知，Na2O(CV=15.29)、CaO(CV=20.27)、FeO(CV=16.60)變異系數(shù)較高，其次就是SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、K2O、TiO2的變異系數(shù)均在 10 以下，可以認為變動不明顯。證明 CaO和Na2O以及FeO受氣候變化影響最明顯，然后 Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO、K2O、TiO2受氣候變化的影響較小。可以認為理縣黃土大部分元素含量都受化學風化的影響，特別是 Na2O、CaO、FeO的氧化物含量變化最為顯著。

CIA是常用的反映化學風化強度的指標,若 CIA﹤50 則認為未發(fā)生風化；若 50﹤CIA﹤65則為低等風化程度；若 65﹤CIA﹤85 則為中等風化；若 CIA﹥85 則為強烈風化。其計算公式為: CIA=[Al2O3/(Al2O3+ CaO*+Na2O+K2O)]×100。2個古土壤樣品的平均CIA=63.22，低等風化程度，表明物源區(qū)氣候變暖，溫度回升，對應了末次間冰期的氣候特征，與深海同位素5階段相同，本階段氣候變化與全球后期具有一致性。2個黃土樣品的平均CIA=48.71，未發(fā)生風化，表明物源區(qū)逐漸變冷，后期冷濕，對應了末次冰期的氣候特征。

四、結論

根據(jù)化學地球元素特征指示，理縣黃土記錄了末次冰期和間冰期的旋回，期間該區(qū)出現(xiàn)變暖和極端冷濕的氣候環(huán)境，研究該區(qū)氣候?qū)ρ芯扛咴∩\動具有重要意義。通過研究也證明了理縣黃土來源的不穩(wěn)定性，由于黃土有可能是多次搬運混合的產(chǎn)物，需要用更多的手段和技術研究黃土的物源。

【參考文獻】

[1]張春山,張業(yè)成,馬寅生,等.黃河上游地區(qū)地質(zhì)災害分布規(guī)律與區(qū)劃[J].地球?qū)W報,2003,24(2):155-160.[ZHANG Chun-shan,ZHANG Ye-cheng,MA Yin-sheng,et al. Distribution regularity and regionalization of geological hazards in the upper Yellow River valley[J].Acta Geoscientica Sinica,2003,24(2):155-160.]

[2]潘保田,王建民.末次間冰期以來青藏高原東部季風演化的黃土沉積記錄[J].第四紀研究,1999,19(4):330-335.[PAN Bao-tian,WANG Jian-min. Loess record of Qinghai-Xizang plateau monsoon variations in the eastern part of the plateausince the last interglacial[J]. Quaternary Sciences,1999,19(4):330-335.]

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