理縣黃土的地球化學特征以及環境信息

(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，大江大河大多發源于此，地質災害頻繁[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[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的整體沉降產生的構造地貌的巨大變遷必然會改變古大氣環流和古雪線的空間分布，對古氣候和古環境產生深刻的影響。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境變遷提供一個區域地質記錄佐證。

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，從東側的崛江河谷到西側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。本文研究區域為阿壩東南部理縣，區域內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，根據野外巖性特征描述如下：

1灰黃色粉砂質黏土，含少量白色鈣膜，硬度較大。厚約1．1m2棕黃色粉砂質黏土，團塊結構，發育古土壤。厚約2．3m3褐黃色粉砂，疏松，發育純黃土。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域所經歷的化學風化過程，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，從而印證該區的黃土也是風成黃土，物源區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(CV)可以反映數據的變異程度的大小。通過計算得知，Na2O(CV=15.29)、CaO(CV=20.27)、FeO(CV=16.60)變異系數較高，其次就是SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、K2O、TiO2的變異系數均在 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，未發生風化，表明物源區逐漸變冷，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，期間該區出現變暖和極端冷濕的氣候環境，研究該區氣候對研究高原隆升運動具有重要意義。通過研究也證明了理縣黃土來源的不穩定性，由于黃土有可能是多次搬運混合的產物，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,張業成,馬寅生,等.黃河上游地區地質災害分布規律與區劃[J].地球學報,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.]

[3]陳詩越,方小敏,王蘇民.川西高原甘孜黃土與印度季風演化關系[J].海洋地質與第四紀地質,2002,22(3):41-46.[CHEN Shi-yue,FANG Xiao-min,WANG Su-min. Relation between the loess stratigraphy on the eastern Tibetan Plateau and Indi-an monsoon[J]. Marine Geology and Quaternary Geology,2002,22(3):41-46.