理县黄土的地球化学特征以及环境信息

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

川西高原位于青藏高原与东部四川盆地的过渡地带，大江大河大多发源于此，地质灾害频繁[1]。川西高原主要受西南季风的影响，同时受高原季风和西北季风的作用，是研究青藏高原隆升和气候效应的典型地区[2-3]。第四纪以来青藏高原的阶段性大幅度隆升及东部地区的整体沉降产生的构造地貌的巨大变迁必然会改变古大气环流和古雪线的空间分布，对古气候和古环境产生深刻的影响。川西高原的黄土不仅分布在河谷、盆地等低洼处，而且还分布在相对高差数百米的山坡和低山顶面上[4-5]，具明显风成黄土特征。对川西黄土地层的研究，可为进一步研究青藏高原新构造运动和晚第四纪环境变迁提供一个区域地质记录佐证。

一、黄土分布特征

川西高原位于青藏高原的东南缘，广泛发育黄土堆积，其分布特征为黄土分布广泛而集中，从北部阿坝盆地到南面的盐源盆地，从东侧的崛江河谷到西侧的金沙江畔均有分布，并非遍布于整个高原，而是集中于河流阶地、沟谷和断陷盆地。本文研究区域为阿坝东南部理县，区域内黄土主要分布在海拔两千米以上的山坡以及河流阶级之上。

二、黄土地层

理县喇嘛寺一带黄土厚度较大，保存较好，剖面出露清晰，剖面位于公路边，地理坐标31°26′55″N，103°10′3″E，海拔高度达到2120m，剖面可见厚度达8.4m，根据野外岩性特征描述如下：

1灰黄色粉砂质黏土，含少量白色钙膜，硬度较大。厚约1．1m2棕黄色粉砂质黏土，团块结构，发育古土壤。厚约2．3m3褐黄色粉砂，疏松，发育纯黄土。厚约1．2m4褐红色粉砂，团粒结构明显，含泥砾。厚约2．5m5耕作土。厚约1．3m

三、样品处理

喇嘛寺剖面的5组样品在西南冶金地质测试中心进行了常量元素测试。常量元素测试使用了DY938型 X射线光谱仪，除了MnO和P2O5测量误差较大外, 其它元素的测量误差均小于3﹪。

四、地球化学特征

对喇嘛寺剖面末次间冰期以来的样品常量元素分析结果如下表，用于研究末次间冰期以后该区域所经历的化学风化过程，从而对古气候演化进行探讨。

表一

从表中看出，喇嘛寺剖面的常量元素与甘孜黄土成分及其相似，从而印证该区的黄土也是风成黄土，物源区极有可能来自青藏高原，也有可能来自甘孜。同时样品的常量元素氧化物含量随取样深度而变化。其中，由于MnO、P2O5含量较低且分析误差较大，本文不做讨论。从表中可以看出，黄土的主要成分由SiO2、Al2O3、CaO组成，变异系数(CV)可以反映数据的变异程度的大小。通过计算得知，Na2O(CV=15.29)、CaO(CV=20.27)、FeO(CV=16.60)变异系数较高，其次就是SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、K2O、TiO2的变异系数均在 10 以下，可以认为变动不明显。证明 CaO和Na2O以及FeO受气候变化影响最明显，然后 Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO、K2O、TiO2受气候变化的影响较小。可以认为理县黄土大部分元素含量都受化学风化的影响，特别是 Na2O、CaO、FeO的氧化物含量变化最为显著。

CIA是常用的反映化学风化强度的指标,若 CIA﹤50 则认为未发生风化；若 50﹤CIA﹤65则为低等风化程度；若 65﹤CIA﹤85 则为中等风化；若 CIA﹥85 则为强烈风化。其计算公式为: CIA=[Al2O3/(Al2O3+ CaO*+Na2O+K2O)]×100。2个古土壤样品的平均CIA=63.22，低等风化程度，表明物源区气候变暖，温度回升，对应了末次间冰期的气候特征，与深海同位素5阶段相同，本阶段气候变化与全球后期具有一致性。2个黄土样品的平均CIA=48.71，未发生风化，表明物源区逐渐变冷，后期冷湿，对应了末次冰期的气候特征。

四、结论

根据化学地球元素特征指示，理县黄土记录了末次冰期和间冰期的旋回，期间该区出现变暖和极端冷湿的气候环境，研究该区气候对研究高原隆升运动具有重要意义。通过研究也证明了理县黄土来源的不稳定性，由于黄土有可能是多次搬运混合的产物，需要用更多的手段和技术研究黄土的物源。

【参考文献】

[1]张春山,张业成,马寅生,等.黄河上游地区地质灾害分布规律与区划[J].地球学报,2003,24(2):155-160.[ZHANG Chun-shan,ZHANG Ye-cheng,MA Yin-sheng,et al. Distribution regularity and regionalization of geological hazards in the upper Yellow River valley[J].Acta Geoscientica Sinica,2003,24(2):155-160.]

[2]潘保田,王建民.末次间冰期以来青藏高原东部季风演化的黄土沉积记录[J].第四纪研究,1999,19(4):330-335.[PAN Bao-tian,WANG Jian-min. Loess record of Qinghai-Xizang plateau monsoon variations in the eastern part of the plateausince the last interglacial[J]. Quaternary Sciences,1999,19(4):330-335.]

[3]陈诗越,方小敏,王苏民.川西高原甘孜黄土与印度季风演化关系[J].海洋地质与第四纪地质,2002,22(3):41-46.[CHEN Shi-yue,FANG Xiao-min,WANG Su-min. Relation between the loess stratigraphy on the eastern Tibetan Plateau and Indi-an monsoon[J]. Marine Geology and Quaternary Geology,2002,22(3):41-46.