郑州邙山官庄峪黄土地层研究

王玉振，王书兵，王喜生，傅建利，蒋复初

(1.河南省信阳水文水资源勘测局，河南信阳464000;2.中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)

中原邙山以发育巨厚的马兰黄土而闻名中外［1～4］。由于其地理位置特殊，因而在黄河的形成、演变以及华北平原的形成、演化等研究中，都具有举足轻重的地位。尽管对邙山黄土的研究已取得长足进展［5～9］，但目前在地层划分上，尤其是对S2以上地层的划分［10～11］还存有分歧。在赵下峪西侧1 km处的官峪村东侧，有一条简易公路从邙山源源面通到黄河滩地，沿公路地层出露较好，为了进一步查明邙山黄土的发育情况，本文对该剖面进行了详细的野外观察和室内研究工作。

1 地层发育

野外观察显示，官峪剖面出露较好。详细的地层测制结果表明，地层剖面共厚154.9 m，出露S10及以上黄土-古土壤地层序列;其中底部的S10出露不完整，仅见其上部少部分地层，其余地层较完整。古土壤层S1和S5地层在野外能非常清楚地辨认出来，分别位于地层深度71.625～83.100 m和117.95～121.30 m层段。另外，从L2层段开始，各黄土层顶部均分布有钙结核层段，L9黄土层位于地层深度135.64～148.00 m层段，厚度达12.36 m。而特征的马兰黄土L1位于地层深度1.500～71.625 m，厚度达70.125 m，具有明显的粗粒、均匀特点，并且在该段地层中部，并没有比较明显的弱古土壤层。

2 磁性地层

本文对上部128 m以2.5 cm间隔、下部27 m以2.0 cm间隔采集了磁化率样品，用Bartington MS2型磁化率仪进行低频磁化率测试，结果如图1所示。根据磁化率曲线的峰谷变化可以较明显区分黄土与古土壤，且与野外观察相一致。图1显示，S1—S10古土壤分层清晰，特别是L9中发育了一层弱古土壤，其磁化率值接近S1古土壤的磁化率值。

图1 郑州邙山官庄峪黄土-古土壤剖面磁性地层序列Fig.1 Magnetic stratigraphic sequence of Guanzhuangyu loess-paleosol profile in Mangshan，Zhengzhou

结合前人的研究成果，重点对剖面上部S1以上地层 (0～72 m)以50 cm间隔，B/M界线附近地层 (128.0～135.0 m)以及剖面底部 (151.5～155.0 m)以25 cm间隔采集了古地磁样品，全部使用超导磁力仪进行测试，测试结果见图1。

古地磁测试结果显示，上部72 m地层包括S0、L1和S1顶部，其磁性地层测试结果全部为正极性，未见Laschamp事件。剖面深度151.5～155.0 m区间发育S9、L10和S10地层单元，磁性测试结果显示全为负极性，未进入Jaramillo正极性亚时 (见图1)

深度128.0～135.0 m剖面区间发育L7、S7、L8和S8地层单元，磁性测试结果表明，在L8下部，极性转换开始于132.86 m，结束于132.04 m。以全部倒转为标志，则B/M界线置于深度132.04 m处，位于L8的下部 (见图2)。

图2 邙山官庄峪黄土-古土壤剖面下部B/M磁性地层序列Fig.2 The B/M magnetic stratigraphic sequence below Guangzhuangyu loess-paleosol profile

3 地层对比

将邙山官庄峪剖面与赵下峪剖面进行对比 (见图3)，可以看出如下关系:

①L1SS1层段，赵下峪剖面磁化率值较高，而官庄峪剖面却无明显表现。也就是说，赵下峪剖面将该段划分为L1SS1地层单元是对的，而不能划分为S1地层单元。

②S1层段，官庄峪剖面磁化率曲线与赵下峪剖面磁化率曲线基本相似，只是赵下峪剖面顶部的弱发育古土壤层厚度比官庄峪剖面大。

③S1—L5层段，官庄峪剖面磁化率曲线与赵下峪剖面磁化率曲线基本相似。

④S5—L9层段，两者差别较大:官庄峪剖面S5、L6、S6与赵下峪剖面的S5对应，官庄峪剖面L7与赵下峪剖面的L6对应，官庄峪剖面S7与赵下峪剖面的S6对应，官庄峪剖面S8与赵下峪剖面的S7对应，官庄峪剖面L9与赵下峪剖面的L8、S8、L9对应。这种对应关系还表现在磁性地层上，将赵下峪剖面的B/M界线上移到149.2 m处，与官庄峪剖面B/M界线能较好地对应 (见图4)。

图3 邙山官庄峪黄土剖面与赵下峪黄土剖面地层对比Fig.3 Stratigraphy comparison between Guanzhuangyu loess and Zhaoxiayu loess profiles in Mangshan

⑤S9—S10层段，官庄峪剖面磁化率曲线与赵下峪剖面磁化率曲线基本相似。

图4 邙山官庄峪黄土剖面磁性地层与赵下峪黄土剖面磁性地层对比Fig.4 Magnetostratigraphy comparison between Guanzhuangyu loess and Zhaoxiayu loess profiles in Mangshan

4 结论

邙山官庄峪剖面共厚154.9 m，出露S10及以上黄土-古土壤地层序列，特征的马兰黄土L1厚度达70.125 m，但却未发育较明显的弱古土壤层。B/M界线位于L8的下部剖面深度132.04 m处;上部72 m地层包括S0、L1和S1顶部，全部为正极性，未见Laschamp事件;剖面深度151.5～155.0 m区段发育 S9、L10和 S10地层单元，全部为负极性，未进入Jaramillo正极性亚时。与赵下峪剖面对比表明，72 m以下地层两者高度一致，只是对地层的划分不同而已;但赵下峪剖面中比较特征的具有较高磁化率值的L1SS1地层单元，在官庄峪剖面却无明显表现。两个剖面相距只有几千米，出现这么大的差别，尚需进一步深入研究。

［1］ 蒋复初，吴锡浩，孙东怀，等.中原邙山黄土地层［J］.地质力学学报，1998，4(4):12～18.JIANG Fu-chu，WU Xi-hao，SUN Dong-huai，et al.On Mangshan loess stratigraphy in China central plains ［J］.Journal of Geomechanics，1998，4(4):12 ～18.

［2］ 蒋复初，吴锡浩，肖华国，等.中原邙山黄土及构造与气候耦合作用 ［J］.海洋地质与第四纪地质，1999，19(1):45～51.JIANG Fu-chu，WU Xi-hao，XIAO Hua-guo，et al.Mangshan loess in China central plains and the coupling effect between tectonics and climate［J］.Marine Geology＆ Quaternary Geology，1999，19(1):45～51.

［3］ 吴锡浩，蒋复初，肖华国，等.中原邙山黄土及最近200ka构造运动与气候变化［J］.中国科学:D辑，1999，29(1):75 ～81.WU Xi-hao，JIANG Fu-chu，XIAO Hua-guo，et al.Mangshan loess on China's central plain and its response to tectonic movement and climate［J］.Science in China:Series D，1999，29(1):75～81.

［4］ 蒋复初，王书兵，赵志中，等.中原邙山黄土与末次间期以来古季风特征［J］.地质论评，2004，50(5):554～560.JIANG Fu-chu，WANG Shu-bing，ZHAO Zhi-zhong，et al.The Mangshan loess in central China and paleomonsoon characteristic since the Last Interglacial Stage［J］.Geological Review，2004，50(5):554～560.

［5］ Jiang Fuchu，Wang Shubing，Zhao Zhizhong，et al.Mangshan loess in central China and the paleomonsoon variations since the Last Interglaciation ［J］.Acta Geologic Sinica:English Edition，2004，78(3):813 ～819.

［6］ Jiang Fuchu，Fu Jianli，Wang Shubing，et al.Formation of the Yellow River，inferred from loess-palaeosol sequence in Mangshan and lacustrine sediments in Sanmen Gorge，China ［J］.Quaternary International，2007，175:62 ～70.

［7］ Jin Chunsheng，Liu Qingsong.Revisiting the stratigraphic position of the Matuyama-Brunhes geomagnetic polarity boundary in Chinese loess［J］.Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，2011，299:309 ～317.

［8］ Peterse F，Prins M A，Beets C J，et al.Decoupled warming and monsoon precipitation in East Asia over the last deglaciation［J］.Earth and Planetary Science Letters，2011，301:256 ～264.

［9］ Peterse F，Martínez-García A，Zhou Bin，et al.Molecular records of continental air temperature and monsoon precipitation variability in East Asia spanning the past 130，000 years［J］.Quaternary Science Reviews，2014，83:76～82.

［10］ 季军良，郑洪波，刘锐，等.邙山黄土地层再研究［J］.海洋地质与第四纪地质，2004，24(4):101～108.JI Jun-liang，ZHENG Hong-bo，LIU Rui，et al.Restudy on the stratigraphy of Mangshan loess ［J］.Marine Geology ＆Quaternary Geology，2004，24(4):101～108.

［11］ Zheng Hongbo，Huang Xiangtong，Ji Junliang，et al.Ultra-high rates of loess sedimentation at Zhengzhou since Stage 7:Implication for the Yellow River erosion of the Sanmen Gorge［J］.Geomorphology，2007，85:131～142.