江西九江红土堆积的粒度特征及成因研究.pdf

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1、第l5卷第1期地质力学学报V01．15N0．12009年3月JOURNALOFGEOMECHANICSMar．2009文章编号：1006—6616(2oo9)O1．0095—10江西九江红土堆积的粒度特征及成因研究李敬卫，乔彦松，王燕，彭莎莎。(1．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；2．国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室，北京100081；3．中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛266003)摘要：在南方红土的研究中，区分不同地区红土地层的成因类型是研究区域古环境演化的关键。以江西九江红土剖面为侧，通过系统的粒

2、度分析，并与西峰黄土、古土壤样品及代表性河、湖相沉积的粒度特征进行对比，结果表明，九江红土与西峰黄土、古土壤样品具有相似的粒度分布特征，而与河、湖相沉积有较大区别。其中，九江剖面上部的下蜀土与西峰黄土粒度特征相近，而剖面下部的网纹红土与西峰古土壤样品更为相似，表明江西九江红土堆积与中国北方黄土一样属于风尘堆积。研究成果为古环境信息的进一步提取奠定了基础。关键词：江西九江；网纹红土；下蜀土；粒度特征；成因中图分类号：P534．63文献标识码：A0引言广泛分布于长江中下游地区的红土堆积记录了中国北亚热带地区重要的古环境信息，是研究中国南

3、方古气候演化以及进行南北古气候对比的理想地质材料。目前，通过多个剖面的系统研究，在该区红土堆积的形成时代n4。、沉积成因及古环境状况等方面都取得了重要认识。其中，关于沉积成因的研究，通过沉积学J、地球化学特征的分析表明长江中下游地区的部分红土堆积属于风成成因，而最新的研究结果则显示南方红土具有多元成因的特点¨。因此，在南方红土的研究中，区分不同地区红土地层成因类型的差异是进一步研究古环境演化的关键。江西九江是我国南方红土研究程度较高的地区之一，有的学者通过典型样品沉积学、地球化学特征的分析证明该区的红土堆积属于风成成因]。然而，要准

4、确地判断其成因类型，还需要对整个序列进行系统研究。沉积物的粒度特征与沉积环境密切相关，常被用于不同沉积物成因类型的判别及搬运动力条件的研究n，也是提取古气候信息的常用指标。本文对九江红土剖面样品进行了系统的粒度分析，并与西峰黄土、古土壤样品及典型收稿日期：2008．10．07基金项目：国家自然科学基金资助项目(40472088)；中国地质调查局地质调查项目(1212010741403)；地质力学研究所基本科研业务费项目(DZLXJK200711)。作者简介：李敬卫(1970-)。男，硕士研究生，主要从事第四纪地质环境等方面研究工作。

5、E—mail：lijingwei605@163．cD埘96地质力学学报河、湖相沉积的粒度特征进行了对比，系统研究该区红土堆积的沉积成因。1样品采集与测试九江剖面(118。52E，30。52N)位于江西省九江市北约2km的九庐公路道边，剖面厚度23ITI。其中，0—9．7m为下蜀土层，9．7—23m为网纹红土层，网纹红土层之下为河流相砾石层。本次研究以10cm间距对该剖面采取了231个样品进行粒度测试。同时，为了进行对比，在甘肃庆阳西峰剖面选取第四纪黄土样品10个、古土壤样品9个；在四川泸定海子坪剖面选取湖相样品5个；在安徽宣城剖面下

6、部H取得河流相样品8个。在样品的前处理过程中，首先加入10mL30％的H2O，加热至140oC去除有机质；然后加入10mL10％的盐酸，加热至200℃去除碳酸盐；最后加入10mL0．05mol／L的(NaPO)分散剂，并用超声波清洗机振荡10min后上机测量。样品测量在英国Marvern仪器有限公司生产的Mastersizer2000上完成，重复测量的相对误差小于1％。2九江红土的粒度特征及其与第四纪黄土及河湖相样品的对比2．1粒度分布特征图la、1b分别为九江剖面上部下蜀土和中、下部网纹红土样品粒度分布的频率曲线。其中，下蜀土的样

7、品编号分别为JJ1、2、3、4，网纹红土的样品编号分别为JJ150、151、152、153。它们与西峰黄土(图1c)、古土壤(图1d)样品一样，都呈双峰分布，以粉砂颗粒(5—50ttm)为主，缺少粗尾，大于63btm颗粒的含量很少，与泸定湖相(图1e)、宣城河流相(图1f)样品的多峰分布特征有很大区别。另外，进一步对比可以发现，九江下蜀土样品(图la)的频率曲线与西峰黄土(图lc)更为接近，含有较多的粗粒级组分；九江网纹红土(图1b)与西峰古土壤(图ld)更为相似，含有较多的细粒级组分，进一步证明九江网纹红土是在极端湿热气候条件下形

8、成的古土壤。2．2粒度参数沉积物的粒度参数与形成环境及搬运动力条件具有密切关系。常用的粒度参数统计分析方法包括矩法和图解法两种，本文采用了矩法计算粒度参数的方法，计算公式如下圳：1n平均粒径：=置(1)厂———————一标准偏差：=√