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中国南方第四纪红土中结核的理化特征及形成环境

作　者: 杨立辉
导　师: 叶玮；朱丽东
学　校: 浙江师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 第四纪红土铁锰结核环境变化
分类号: P642.132
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着全球变化研究的深入，有关红土成因、发育期次、年代学、磁性地层学、古气候学以及红土与全球变化关联等一系列重大问题得到了深入探讨和研究，这对于认识我国第四纪气候变化过程和全球变化的纬度效应均具有重要意义。中亚热带第四纪红土沉积剖面中含有多层结核淀积层，结核作为土壤发育过程中与温度、水分、氧化还原条件息息相关的新生体，包含有第四纪红土发育过程中多次淋溶—淀积信息。本文围绕南方红土中结核的理化特性展开研究，揭示其发育过程中记录的环境信息。论文对红土结核的形态学研究、物质组成研究和形成环境研究，初步得到以下结论。（1）在野外工作的基础上，选择宣城、九江、金华、安吉、长沙等地的典型第四纪红土沉积剖面采集红土结核样品，并通过对红土结核粒径、形状、颜色、表面光滑度、内部构造等形态指标的统计分析，将南方第四纪红土中结核分为规则结核和不规则结核两类。规则结核呈球状或椭球状，黑色或黑褐色，表面光滑，内部具同心圆状环带构造，且环带数目与结核粒径的大小无关；不规则结核呈棒状、片状或板状，多黄褐色或灰黄色，内部无环带构造，表面粗糙。（2）红土结核为铁锰结核。其化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO为主，平均含量分别为48.24％、11.78％、14.27％、5.97％，与母质化学组成相比，锰、铁氧化物明显富集，两者的富集倍数分别是2.2倍和30.3倍；Si、Al含量较母质低；K、Mg、Na、Ca等元素含量与母质差别不大。结核主量元素含量由高到低的排序为SiO₂＞Fe₂O₃＞Al₂O₃＞MnO＞TiO₂＞K₂O＞MgO＞CaO；母质主量元素的排序为SiO₂＞Al₂O₃＞Fe₂O₃＞K₂O＞TiO₂＞MgO＞MnO＞CaO；黑色结核MnO含量高，规则结核的Fe／Mn比值较同一剖面的不规则结核低。结核中微量元素相对于母质有较明显的富集。微量元素富集倍数由大到小的排序是：Pb（22.1）＞Co（19.4）＞Ba（7.0）＞As（4.6）＞Ni（3.0）＞P（2.2）＞Cu（2.2）＞W（2.2）＞Sc（2.0）＞Zn（1.8）＞V（1.6）；元素间的相关分析表明，Mn与许多微量元素Sc、Co、Cu、Zr、Mo、Ba、Pb呈显著正相关。铁锰结核稀土元素总量平均值为843.3mg／kg，明显高于红土母质稀土总量平均值173.1mg／kg。结核的稀土分布模式显示，结核中轻稀土富集，Eu负异常的斜率为负值的分布模式，尤以Ce的富集最明显，这与Mn对

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
一、绪论  11-21
  (一) 中国南方第四纪红土与第四纪研究  12-16
    1. 南方第四纪红土的分布  12-14
    2. 第四纪红土成因与第四纪环境研究  14-16
  (二) 土壤铁锰结核的研究现状  16-18
    1. 土壤铁锰结核的形成原因及形成时代  17-18
    2. 土壤铁锰结核的形态构造与形成机制  18
  (三) 土壤铁锰结核的地球化学性质  18-20
    1. 铁锰结核的元素及矿物组成  18-19
    2. 结核内元素的富集强度及对元素的吸附能力  19
    3. 结核与环境的关系  19-20
  (四) 第四纪红土中的铁锰结核及其研究存在的问题  20-21
    1. 第四纪红土中铁锰结核的简介  20
    2. 第四纪红土中铁锰结核的形成时代  20
    3. 第四纪红土中铁锰结核研究存在的问题  20-21
二、研究区域及研究方法  21-36
  (一) 区域自然环境概况  22-26
    1. 湿润的亚热带季风气候  23-24
    2. 过渡性的亚热带植被与土壤  24-26
  (二) 研究剖面的基本概况  26-34
    1. 安徽宣城剖面  27-28
    2. 浙江金忂盆地剖面  28-29
    3. 湖南长沙剖面  29-30
    4. 江西九江九威大道剖面  30-34
  (三) 实验室研究方法  34-36
    1. 结核的大小和形态统计  34
    2. 元素化学分析  34
    3. 结核密度  34-35
    4. 数据统计分析与表示  35-36
三、第四纪红土结核的形态结构特征与环境  36-43
  (一) 第四纪红土结核的外部形态与分类  36-40
    1. 结核的外部形态特征  36-38
    2. 各剖面铁锰结核的比较  38-40
  (二) 第四纪红土结核的内部特征与分类  40-43
    1. 结核的核  41
    2. 结核的环带构造  41
    3. 结核内部的裂隙  41-43
四、第四纪红土中结核的物质组成与环境  43-60
  (一) 第四纪红土结核的常量元素组成  43-55
    1. 结核的常量元素组成  43-45
    2. 铁锰结核与母质中元素的关系  45-55
  (二) 第四纪红土结核的稀土元素组成  55-60
    1. 材料与方法  56
    2. 稀土元素分析结果  56-59
    3. 铁锰结核对稀土元素的富集作用  59-60
五、第四纪红土结核的形成原因  60-66
  (一) 结核的形成与气候变化  60-64
    1. 成核物质的来源与迁移  60
    2. 铁锰结核形成的结晶动力学解释  60-62
    3. 结核形态特征与古气候环境  62-64
  (二) 结核的元素组成与环境  64-66
六、结论与展望  66-69
  (一) 结核的形成与气候变化  66-67
    1. 结核形态多样，反映不同的沉积环境  66
    2. 结核的化学组成  66-67
    3. 结核的形成环境  67
    4. 结核的理化特征与环境  67
  (二) 展望  67-69
参考文献  69-75
致谢  75-76
附录: 硕士期间的主要研究成果  76-77

中国南方第四纪红土中结核的理化特征及形成环境

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