多重理化指標揭示的中國南方更新世網紋紅土網紋化機制

作者：張智,凌超豪,賈玉連,廖富強,王昕梅,彭學敏,蔣梅鑫

摘要：網紋土地層包括網紋黃(色)土和網紋紅(色)土,形成于低山、丘陵地理景觀和熱帶、亞熱帶濕熱氣候環境中,是溫暖濕潤的氣候環境下形成的第四紀重要地層單元。但其網紋化的機制及其第四紀古氣候、古環境的意義一直比較模糊。對長江中游三地不同發育程度的網紋紅土地層中網紋與基質分離測試研究表明:網紋中,細黏粒顆粒(<0.2μm)相對少、含水量高,土體中發生了以Fe、Mn、Co、Ni、Cr、V等鐵族元素為主的過渡金屬元素的強烈淋失和Zr、Hf等穩定元素及SiO2的強烈富集;較低的pH、較低的氧化還原電位及較低的Fe^3+/Fe^2+比值,表明網紋具有較強的酸性和還原性。而基質中,游離鐵(主要是赤鐵礦)強烈富集,較高的Fe^3+/Fe^2+比值、較高的pH與氧化還原電位,指示土體處于偏氧化環境。網紋與基質中這種酸堿特點與氧化―還原環境的差異,有利于過渡金屬元素呈低價態隨水滲濾到基質中轉化成高價態而沉淀積累。只要土體環境反復干濕交替,在網紋與基質之間就會形成以鐵元素為主的過渡金屬元素的淋溶―沉淀;元素物質的淋溶―沉淀,增加了網紋與基質之間孔隙度的對比,從而也增加了土體中網紋―基質之間的含水量差異,進一步促進了元素物質的淋溶―沉淀。這一過程,在網紋與基質之間,激發了一個正反饋作用,這是網紋形成與發育的環境動力機制。本文研究比較了中國南方網紋地層的地質年代與冬、夏季風在第四紀的代用指標記錄,初步認為中國南方網紋紅土是東亞冬、夏季風在早更新世晚期達到一定強度,形成顯著的干濕交替的氣候環境特點后,而在較為溫暖濕潤的熱帶―亞熱帶氣候環境下形成的一種特有地層。

發文機構：江西師范大學地理與環境學院 中國科學院南京地理湖泊研究所 中國科學院大學

關鍵詞：網紋土第四紀干濕交替冬、夏季風正反饋plinthitic horizonPleistocenealternation of wet and dry periodwinter and summer monsoonpositive feedback

分類號： P534.63[天文地球—第四紀地質學][天文地球—古生物學與地層學][天文地球—地質學]