黄土地貌与气候环境李开超

黄土地貌与气候环境1中国黄土地貌与地层中国黄土地貌与地层中国黄土的气候环境记录中国黄土的气候环境记录本章要点本章要点2中国黄土高原是世界上独特的自然景观，中中国黄土高原是世界上独特的自然景观，中国黄土记录了丰富的气候、环境信息。黄土国黄土记录了丰富的气候、环境信息。黄土高原地区在早更新世，甚至在上新世晚期，高原地区在早更新世，甚至在上新世晚期，由于季风作用加强，中国北方开始接受粉尘由于季风作用加强，中国北方开始接受粉尘堆积，形成红粘土和黄土。堆积，形成红粘土和黄土。3黄土层中的古土壤黄土层中的古土壤4中国黄土分布面积约为631000km2，约占全国领土面积6.6，主要分布在北纬33o-47o、东经75o-127o之间。黄土高原分布于甘肃兰州以东、山系太原以西、秦岭以北、陕北长城以南，面积达275600km2，黄土厚度达200-500m。中国黄土分布中国黄土分布5中国黄土分布中国黄土分布67黄土塬中国黄土地貌与地层中国黄土地貌与地层8黄土墚9黄土梁黄土梁10早早期期的的黄黄土土堆堆积积区区，黄黄土土地地形形较较平平坦坦，地地势势亦亦不不高高。受受青青藏藏高高原原隆隆升升（现现代代海海拔拔平平均均4000-4500米米）的的影影响响，黄黄土土高高原原地地区区逐逐渐渐抬抬升升1000-2000米米。随随着着高高原原的的抬抬升升、黄黄土土区区河河流流下下切切，较较为为平平坦坦的的黄黄土土塬塬受受到到侵侵蚀蚀，长长形形的的残残留留塬塬形形成成黄黄土土墚墚、圆圆形形的的残残留留墚墚形形成成黄黄土土峁峁。今今天天我我们们看看到到的的是是沟沟壑壑纵纵横横的的黄黄土土高高原原。11黄土峁黄土峁12黄土峁黄土峁13一、午城黄土、离石黄土、马兰黄土午城黄土、离石黄土、马兰黄土刘刘刘刘东东东东生生生生先先先先生生生生将将将将中中中中国国国国黄黄黄黄土土土土分分分分为为为为：午午午午城城城城黄黄黄黄土土土土、离离离离石石石石黄黄黄黄土土土土、马兰黄土。马兰黄土。马兰黄土。马兰黄土。14（3）午城黄土（午城黄土（L15-L33或或L15-L43）；2.45-1.15Ma）早更新世早、中期黄土地层，它的标准命名地点在山西隰（xi）县午城柳树沟，黄土颜色较红，结构致密而坚实、块状、质地均匀、大孔隙少，粘粒含量较高、含具块状致密结构的石灰质块状或板状结核，其间夹有红棕色褐色埋藏土壤层。15灵台的午城黄土灵台的午城黄土午城黄土午城黄土16离石黄土以山西离石县陈家崖为典型分布地区。离石黄土分布面积很广，厚度也大，它构成黄土高原的主要基础，为塬、梁、峁黄土地形骨架。在午城柳树沟可见离石黄土直接覆盖在早更新统午城黄土之上，呈不整合接触；它的顶部被晚更新世的马兰黄土所覆盖或直接裸露在地表。离石黄土一般厚约100米左右。其特点是自上而下普遍含有棕红色的埋藏古土壤层。离石黄土分为上、下离石两部分。离石黄土：离石黄土：L15顶顶S5顶顶L1底底1.15Ma-0.50Ma17上离石下离石S5L618马兰黄土马兰黄土的标准地点在北京西北丰沙东站以西23公里的斋堂村北的山坡上。马兰黄土与离石黄土之间岩性区别明显，马兰黄土呈淡灰黄色，较疏松，柱状节理发育，无层理，易产生陷穴和天然桥。L1底底S0底底洛川剖面的马兰黄土19洛洛川川剖剖面面为为中中国国黄黄土土的的标标准准剖剖面面之之一一，该该剖剖面面黄黄土土厚厚约约135m，出出露露的的红红粘粘土土厚厚约约15m（刘刘东东生生等等，1985）。在在洛洛川川黄黄土土剖剖面面中中，有有两两类类颜颜色色、结结构构区区别别很很大大的的地地层层单单元元，一一为为黄黄土土层层，另另一一为为古古土土壤壤层层。黄黄土土层层一一般般为为灰灰黄黄色色，质质地地较较均均一一，无无明明显显结结构构；古古土土壤壤则则为为红红色色，有有明明显显土土壤壤结结构构和和土土壤壤发发生生层层次次。在在地地层层研研究究中中，习习惯惯上上以以L代代表表黄黄土土层层，以以S代代表表古古土土壤壤层层。洛洛川川剖剖面面的的上上部部地地层层清清晰晰可可分分，共共划划分分出出15个个古古土土壤壤层层（从从上上到到下下分分别别以以S0 S14表表示示）；其其下下部部则则由由于于古古土土壤壤层层与与黄黄土土层层二二者者之之间间的的界界线线不不明明显显，早早期期的的划划分分只只分分出出6个个组组分分，分分别别以以WL-1、WL-2和和WL-3A和和WS-1、WS-2、WS-3表表示示。WL组组合合以以黄黄土土层层为为主主，夹夹薄薄层层分分散散的的古古土土壤壤，WS组组合合则则以以古古土土壤壤层层为为主主，有有薄薄层层黄黄土土分分散散夹夹在在古古土土壤壤层层之之间间。洛洛川川剖剖面面被被分分成成4个个岩岩石石地地层层单单位位。从从黄黄土土堆堆积积底底界界到到L15底底部部为为午午城城黄黄土土，从从L15顶顶到到S5顶顶为为离离石石黄黄土土下下部部，从从S5顶顶到到L1底底部部为为离离石石黄黄土土上上部部，L1为为马马兰兰黄黄土土。马马兰兰黄土上覆全新世古土壤黄土上覆全新世古土壤S0。20洛川黄土剖面及黄土地层划分1、地层划分2、黄土古土壤序列3、古地磁21第四纪时期黄土堆积与环境变化的关系第四纪时期黄土堆积与环境变化的关系1全球气候变化全球气候变化2季风季风3青藏高原青藏高原2223二、蓝田黄土剖面蓝田黄土剖面马兰黄土上离石黄土下离石黄土午城黄土S1S5S8L9L15L43/L3324段段家家坡坡黄黄土土剖剖面面位位于于陕陕西西省省蓝蓝田田县县县县城城西西北北约约40km的的段段家家村村北北，约约东东经经109.2，北北纬纬34.2。剖剖面面南南依依秦秦岭岭北北临临灞灞河河，位位于于白白鹿鹿塬塬北北坡坡，与与著著名名的的蓝蓝田田陈陈家家窝窝化化石石产产出出地地隔隔灞灞河河相相望望。段段家家坡坡黄黄土土剖剖面面地地层层发发育育完完整整，出出露露清清楚楚。黄黄土土厚厚132m，下下部部出出露露有有蓝蓝田田组组、灞灞河河组组地地层层该该剖剖面面系系蓝蓝田田水水家家嘴嘴新新生生代代地地层层剖剖面面的的上上部部黄黄土土部部分分。是是一一个个很很有有研研究究价价值值的的良良好好的的黄黄土土天天然然露露头头剖剖面面。段段家家坡坡剖剖面面代代表表了了黄黄河中游黄土区、东南部塬区特征。河中游黄土区、东南部塬区特征。25蓝田剖面古地磁测试结果26中国黄土的气候环境记录1、黄土-古土壤序列2、植被3、哺乳动物4、磁化率5、粒度6、氧同位素7、有机碳含量27一、黄黄土土磁磁化化率率气气候候记记录录2829黄土磁化率曲线与深海氧同位素曲线对比黄土与古土壤的磁化率值大小取决于其中磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿的丰度。古土壤的磁化率值大于黄土的磁化率值正是由于古土壤中的磁性颗粒丰度大于黄土的。关于黄土磁化率的物理意义，作者的观点是：在黄土成壤过程中，由于淋溶与土壤化作用，促成了铁磁性颗粒的富集，形成大量极细微颗粒（1m）。土壤中的磁性颗粒丰度增加，特别是极细小磁性颗粒的增加，造成了较高的古土壤磁化率值。古土壤高磁化率值指示了潮湿气候，而黄土的低磁化率值指示了干冷的气候。黄土磁化率值具有反映气候环境的意义。30西峰剖面磁化率曲线与深海氧同位素曲线对比31二、黄土粒度曲线与气候记录当气候干旱寒冷时，沙漠戈壁扩张，强劲的冬季风将粉尘物质带的更远，黄土高原接受的粉尘颗粒更粗一些。当气候温暖湿润时，冬季风减弱，黄土高原接受的粉尘颗粒较细。因此，黄土剖面颗粒的变化反映了气候环境变化，黄土粒度变化曲线可以视为气候变化代用指标。32宝宝鸡鸡剖剖面面粒粒度度变变化化33第七章第七章 思考题思考题1.中国黄土地层划分方案。（岩石地层划分、磁性地层划分）2.为什么中国不同区域的黄土-古土壤序列既具有可对比性又有发育程度的差异。3.黄土磁化率曲线气候代用指标的含义及黄土磁化率物理意义。4.黄土粒度曲线气候代用指标及意义。5.东亚季风形成与黄土古土壤序列关系。1、6第四纪全球气候特征及中国黄土气候环境记录341 1、刘东生等，黄土与环境，北京：科学出版社，、刘东生等，黄土与环境，北京：科学出版社，、刘东生等，黄土与环境，北京：科学出版社，、刘东生等，黄土与环境，北京：科学出版社，198519852 2、An An Zhishang Zhishang et et al.al.Evolution Evolution of of Asian Asian monsoons monsoons and and phased phased uplift uplift of of the the Himalaya-Tibetan Himalaya-Tibetan plateau plateau since since late late Miocene Miocene times.Nature,2001,411(3):62-66times.Nature,2001,411(3):62-663 3、丁丁丁丁仲仲仲仲礼礼礼礼，刘刘刘刘东东东东生生生生，中中中中国国国国黄黄黄黄土土土土研研研研究究究究新新新新进进进进展展展展（一一一一）黄黄黄黄土土土土地地地地层层层层.第第第第四四四四 纪研究（纪研究（纪研究（纪研究（1 1），），），），19891989：4 4、刘刘刘刘东东东东生生生生，丁丁丁丁仲仲仲仲礼礼礼礼，中中中中国国国国黄黄黄黄土土土土研研研研究究究究新新新新进进进进展展展展（二二二二）古古古古气气气气候候候候与与与与全全全全球球球球变化变化变化变化.第四纪研究第四纪研究第四纪研究第四纪研究19901990：（：（：（：（1 1），），），），1-9.1-9.5 5 5 5、丁丁丁丁仲仲仲仲礼礼礼礼，余余余余志志志志伟伟伟伟，刘刘刘刘东东东东生生生生，中中中中国国国国黄黄黄黄土土土土研研研研究究究究新新新新进进进进展展展展（三三三三）时时时时间间间间标尺标尺标尺标尺.第四纪研究，第四纪研究，第四纪研究，第四纪研究，19911991：（：（：（：（4 4），），），），336-348.336-348.6 6、岳乐平等，中国黄土古地磁学，北京：地质出版社，、岳乐平等，中国黄土古地磁学，北京：地质出版社，、岳乐平等，中国黄土古地磁学，北京：地质出版社，、岳乐平等，中国黄土古地磁学，北京：地质出版社，19961996参考文献参考文献353637