留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

福建永安地区网纹红土粒度特征及其成因指示意义

赵举兴 李长安 黄光明 贾明明 林淑珍 张华松 冷勇辉

赵举兴, 李长安, 黄光明, 贾明明, 林淑珍, 张华松, 冷勇辉. 福建永安地区网纹红土粒度特征及其成因指示意义[J]. 地质科技通报, 2020, 39(6): 43-51. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0621
引用本文: 赵举兴, 李长安, 黄光明, 贾明明, 林淑珍, 张华松, 冷勇辉. 福建永安地区网纹红土粒度特征及其成因指示意义[J]. 地质科技通报, 2020, 39(6): 43-51. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0621
Zhao Juxing, Li Chang'an, Huang Guangming, Jia Mingming, Lin Shuzhen, Zhang Huasong, Leng Yonghui. Grain size characteristics and origin of red earth in Yong'an, Fujian Province[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(6): 43-51. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0621
Citation: Zhao Juxing, Li Chang'an, Huang Guangming, Jia Mingming, Lin Shuzhen, Zhang Huasong, Leng Yonghui. Grain size characteristics and origin of red earth in Yong'an, Fujian Province[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(6): 43-51. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0621

福建永安地区网纹红土粒度特征及其成因指示意义

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0621
基金项目: 

国家自然科学基金项目"江汉盆地宜昌冲积扇物源解析与区域地貌演化" 41671011

福建省煤田地质局项目"福建省地质调查项目三明城市地质调查" 201601

详细信息
    作者简介:

    赵举兴(1986—), 男, 工程师, 主要从事第四纪地质和城市地质调查与研究工作。E-mail:zhaojuxing1986@126.com

    通讯作者:

    李长安(1956—), 教授, 博士生导师, 主要从事第四纪地质、流域资源与环境的教学和科研工作。E-mail:chanli@cug.edu.cn

  • 中图分类号: P581;P584

Grain size characteristics and origin of red earth in Yong'an, Fujian Province

  • 摘要: 为了探讨首次在闽西发现的网纹红土的成因,采用将永安地区网纹红土的粒度实验结果与典型风成沉积物、现代河流沉积物以及其他地区的网纹红土相对比的方法,对位于闽西永安地区的网纹红土剖面进行了粒度分析。结果表明:永安地区网纹红土以粉砂级组分为主,黏粒组分次之,砂级组分最少,全部样品属于黏土质粉砂;剖面从上到下粉砂级组分、黏粒组分逐渐增多,砂级组分明显逐渐减少;10~50 μm粒组体积分数均值为29.71%,远低于典型风成沉积物;沉积物岩性三角图、粒度参数特征、粒度参数散点图、Mz-A图和Mz-L图以及频率曲线显示永安地区网纹红土不是风积成因,但也不是典型的冲积成因;判别函数结果均为正值,显示了水成成因;永安地区网纹红土的成因是两方面的,为冲积成因下经过强烈化学风化作用的产物,福建其他地区、江西泰和以及广东东江一级阶地的网纹红土也具有相同成因。研究结果进一步明确了福建省境内网纹红土的分布,同时更深入理解与认识了网纹红土的成因。

     

  • 图 1  研究区位置(A)及区域地质略图(B)

    Q.第四系; K2c.崇安组; K2s.沙县组; K1b.坂头组; J3n.南园组; J3c.长林组; J1l.梨山组; P3cp.翠屏山组; P2t.童子岩组; D3t.天瓦岽组

    Figure 1.  Location (A) and geologic sketch (B) of the study area

    图 2  永安地区网纹红土剖面照片

    a.剖面整体; b.第1层照片; c.第2~3层照片; d.第1层局部; e.第2~3层局部

    Figure 2.  Profile photos of red earth in Yong′an

    图 3  永安地区网纹红土与前人研究风成沉积物及现代河流沉积物粒度三角图

    a.以63, 10, 4 μm划分(阴影区为洛川黄土、镇江下蜀土、洞庭盆地网纹红土、宣城网纹红土和九江网纹红土范围,底图据文献[6]); b.以50, 10, 5 μm划分(底图据文献[44])

    Figure 3.  Sand-silt-clay triangular plot of red earth in Yong′an, other eolian deposit and modern fluvial sediment

    图 4  永安地区网纹红土与巫山黄土、现代河流沉积物参数散点比较(底图据文献[46])

    Figure 4.  Comparison of parameters scattergram of red earth in Yong′an, Wushan loess and modern fluvial sediment

    图 5  永安地区网纹红土与巫山黄土、现代河流沉积物粒度相特征比较(底图据文献[46])

    AL分别为粒径小于4 μm和31 μm的体积分数

    Figure 5.  Comparison of grain size images of red earth in Yong′an, Wushan loess and modern fluvial sediment

    图 6  永安地区网纹红土与其他地区网纹红土粒度频率曲线(d~f引自文献[41]; g引自文献[43]; h,i引自文献[12])

    Figure 6.  Frequency curves of red earth in Yong′an and other areas

    图 7  永安地区网纹红土判别函数值

    Figure 7.  Y value of grain size distribution of red earth in Yong′an

    表  1  光释光测年结果及相关参数

    Table  1.   OSL ages and relative parameters

    样号 w(K)/% w(Th)/10-6 w(U)/10-6 含水率/% 测片数 环境剂量率/(Gy·ka-1) 等效剂量/ka OSL年龄/ka
    OSL-1 0.92±0.039 56 20±0.52 2.95±0.112 1 23±5 6a+12b 2.36±0.15 270.01±15.33 114.4±9.8
      注:a为SAR法测片数; b为SGC法测片数
    下载: 导出CSV

    表  2  永安地区网纹红土粒度组成与不同沉积物类型的比较

    Table  2.   Comparison of grain size composition of red earth in Yong′an and different sediments

    剖面 <4 μm 4~10 μm 10~63 μm >63 μm <5 μm 5~10 μm 10~50 μm >50 μm
    粒级φB/% 粒级φB/%
    第1层 范围 20.60~31.53 12.87~18.79 24.00~35.43 15.70~42.29 23.65~36.43 9.65~13.89 21.52~31.61 19.51~44.77
    均值 27.43 16.60 31.94 24.03 31.37 12.65 28.24 27.73
    第2层 范围 22.97~33.82 15.94~21.84 30.48~35.64 12.11~25.77 26.71~38.69 12.19~16.49 28.05~31.73 15.65~29.36
    均值 29.11 18.86 33.00 19.03 14.32 14.32 29.90 22.13
    第3层 范围 28.11~34.65 23.24~26.16 34.16~40.16 3.81~9.72 33.87~41.00 17.48~19.80 32.11~36.60 6.26~12.80
    均值 31.13 24.89 37.06 6.92 37.11 18.91 34.17 9.81
    剖面整体 范围 20.60~34.65 12.87~26.16 24.00~40.16 3.81~42.29 23.65~41.00 9.65~19.80 21.52~36.60 6.26~44.77
    均值 28.59 18.63 33.06 18.63 33.06 14.17 29.71 23.06
    洛川黄土[48] 范围 26.30~31.20 11.00~12.30 50.30~53.00 5.30~10.00
    均值 28.3 11.93 52.00 7.37
    洛川古土壤[48] 范围 32.00~37.80 12.60~12.70 45.70~45.70 4.80~7.10
    均值 34.9 12.65 45.70 5.95
    巫山黄土[46] 范围 20.00~32.30 11.70~21.20 33.60~48.20 12.40~33.60
    均值 25.50 14.50 43.10 16.90
    巢湖下蜀土[46] 范围 5.58~45.05 4.32~25.50 24.58~58.93 0.29~58.61
    均值 24.60 16.15 44.54 14.07
    镇江下蜀土[49] 范围 21.35~33.99 15.20~26.50 40.04~58.4 0~6.82
    均值 28.44 18.02 49.36 4.18
    洞庭盆地网纹红土[6] 范围 30.78~37.58 25.28~29.19 32.73~42.66 0.04~2.78 32.46~41.43
    均值 33.93 27.70 37.58 0.79 36.94 1.43
    宣城网纹红土[3] 范围 22.40~31.38 31.30~36.25 32.06~45.00 0.15~2.36
    均值 27.57 34.23 37.14 1.07
    九江网纹红土[23] 37.50~47.50 12.50~7.50
    41.39 9.90
    现代河流沉积物[46] 0~7.00 2.30~17.70 2.30~45.40 30.80~91.60
    1.80 5.00 15.80 77.40
    下载: 导出CSV

    表  3  永安地区网纹红土与其他区域网纹红土粒度参数比较

    Table  3.   Compared granularity parameters of red earth in Yong′an and other areas

    永安剖面 Mz/ϕ σ SK KG 剖面 Mz/ϕ σ SK KG
    第1层 范围 5.45~6.42 5.29~8.41 -0.04~0.11 0.76~0.90 闽北大横
    网纹红土[44]
    范围 5.16~7.60 2.30~3.26 -0.10~0.50 0.69~1.21
    均值 6.04 6.20 0.01 0.82 均值 6.88 2.83 -0.02 0.84
    第2层 范围 5.72~6.68 4.85~6.74 -0.03~0.10 0.82~0.93 闽东南
    网纹红
    [42-43]
    范围 4.00~7.63 1.86~3.30 -0.37~2.01 0.65~1.45
    均值 6.21 5.72 0.07 0.87 均值范围 5.31~6.99 2.07~2.71 -0.23~0.14 1.02~1.13
    第3层 范围 6.63~6.99 3.60~4.30 -0.02~0.06 0.90~0.94 宣城
    网纹红土[13]
    范围 5.82~7.77 1.54~3.25 -0.85~0.75 0.55~1.26
    均值 6.76 3.92 0.02 0.91 均值 7.23 1.86 0.12 0.85
    剖面
    整体
    范围 5.45~6.99 3.60~8.41 -0.04~0.11 0.76~0.94 洞庭盆地
    网纹红土[6]
    范围 7.35~7.80 1.54~1.78 0.22~0.51 2.49~2.84
    均值 6.16 5.87 0.04 0.85
        注:Mz.平均粒径; σ.分选系数; SK.偏度; KG.峰态
    下载: 导出CSV
  • [1] 《地质大辞典》编委会.地质大辞典[M].北京:地质出版社, 2005:321.
    [2] 卢升高.第四纪红土的磁性与氧化铁矿物学特征及其古环境意义[J].土壤学报, 2000, 37(2):182-191.
    [3] 胡雪峰, 沈铭能, 方圣琼.皖南网纹红土的粒度分布特征及古气候环境意义[J].第四纪研究, 2004, 24(2):160-166.
    [4] 来红州, 莫多闻, 李新坡.洞庭盆地第四纪红土层及古气候研究[J].沉积学报, 2005, 23(1):130-137. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/cjxb200501017
    [5] 朱丽东, 叶玮, 周尚哲, 等.中亚热带第四纪红黏土的粒度特征[J].地理科学, 2006, 26(5):586-591.
    [6] 朱丽东, 谷喜吉, 叶玮, 等.洞庭湖周边地区第四纪红土粒度特征及环境意义[J].地理科学进展, 2014, 33(1):13-22. http://www.cqvip.com/QK/96015A/201401/48410643.html
    [7] 李保生, 温小浩, David Dian Zhang, 等.岭南粤东北地区晚第四纪红土与棕黄色沉积物的古气候转变记录[J].科学通报, 2008, 53(22):2793-2799.
    [8] 陈秀玲, 李志忠, 靳建辉, 等.中国南方第四纪红土研究进展[J].福建师范大学学报:自然科学版, 2009, 25(5):118-124.
    [9] 邓黄月, 郑祥民, 杨立辉, 等.长江中下游地区第四纪红土磁学特征及其环境意义[J].沉积学报, 2015, 33(2):285-298.
    [10] 《中国地层典》编委会.中国地层典:第四系[M].北京:地质出版社, 2000:78.
    [11] 杨达源.中国东部的第四纪风成堆积与季风变迁[J].第四纪研究, 1991, 11(4):354-359.
    [12] 胡雪峰, 朱煜, 沈铭能.南方网纹红土多元成因的粒度证据[J].科学通报, 2005, 50(9):917-925. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/kxtb200509014
    [13] 胡雪峰, 龚子同, 夏应菲, 等.安徽宣州黄棕色土和第四纪红土的比较研究及其古气候意义[J].土壤学报, 1999, 36(3):301-307.
    [14] 朱显漠.中国南方的红土与红色风化壳[J].第四纪研究, 1993, 13(1):75-84. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=1891473
    [15] 刘良梧, 龚子同.宣城第四纪红色黏土剖面的发育特征[J].第四纪研究, 2000, 20(5):464-468.
    [16] Qiao Y S, Guo Z T, Hao Q Z, et al.Loess-soil sequences in southern Anhui Province:Magnetostratigraphy and paleoclimatic significance[J].Chinese Science Bulletin, 2003, 48(19):2088-2093. doi: 10.1360/03wd0183
    [17] Hu X F, Yuan G D, Guo Z T.Origin of Quaternary red clay of southern Anhui Province[J].Pedosphere, 1998, 8(3):267- 272.
    [18] Hong H L, Gu Y S, Li R B, et al.Clay mineralogy and geochemistry and their palaeoclimatic interpretation of the Pleistocene deposits in the Xuancheng section, southern China[J].Journal of Quaternary Science, 2010, 25(5):662-674. doi: 10.1002/jqs.1340
    [19] Hong H L, Wang C W, Zeng K F, et al.Geochemical constraints on provenance of the mid-Pleistocene red earth sediments in subtropical China[J].Sedimentary Geology, 2013, 290:97-108. doi: 10.1016/j.sedgeo.2013.03.008
    [20] 蒋复初, 吴锡浩, 肖华国, 等.九江地区网纹红土的时代[J].地质力学学报, 1997, 3(4):27-32. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1997-DZLX704.003.htm
    [21] 李长安, 顾延生.江西修水第四系网纹红土的地层学研究[J].地层学杂志, 1997, 21(3):226-232.
    [22] 顾延生, 李长安, 章泽军.植硅石分析在第四纪环境研究中的应用[J].地质科技情报, 1997, 16(4):55-58.
    [23] 胡雪峰, 龚子同.江西九江泰和第四纪红土成因的比较研究[J].土壤学报, 2001, 38(1):1-9.
    [24] 刘育燕, 林文姣, 朱宗敏, 等.南方红土中的磁极倒转以及磁化率变动记录[J].地质科技情报, 2003, 22(3):33-40.
    [25] 王伟铭, 虞子冶, 杨浩.江西星子县第四纪红土层的植硅石和孢粉研究及意义[J].微体古生物学报, 1997, 14(1):41-48.
    [26] 熊尚发, 丁仲礼, 刘东生.赣北红土与北京邻区黄土及沙漠砂的粒度特征对比[J].科学通报, 1999, 44(11):1216-1219.
    [27] 熊平生.江西赣南地区网纹红土粒度组合特征及其指示意义[J].地球与环境, 2011, 39(4):485-491.
    [28] Xiong S F, Sun D H, Ding Z.Aeolian origin of the red earth in southeast China[J].Journal of Quaternary Science, 2002, 17(2):181-191. doi: 10.1002/jqs.663
    [29] Yin K, Hong H L, Gordon Jock Churchman, et al.Hydroxy-interlayered vermiculite genesis in Jiujiang Late-Pleistocene red earth sediments and significance to climate[J].Applied clayscience, 2013, 74:20-27.
    [30] Hu X F, Du Y, Guan C L, et al.Color variations of the Quaternary red clay in southern China and its paleoclimatic implications[J].Sedimentary Geology, 2014, 303:15-25. doi: 10.1016/j.sedgeo.2014.01.006
    [31] Yin K, Hong H L, Churchman G J, et al.Characterisation of the hydroxy-interlayered vermiculite from the weathering of illite in Jiujiang red earth sediments[J].Soil Research, 2014, 52(6):554. doi: 10.1071/SR14014
    [32] Yang L H, Zheng X M, Ye W.Sedimentary environment of vermicular red clay in South China[J].Journal of Mountain Science, 2017, 14(3):513-526. doi: 10.1007/s11629-016-3973-8
    [33] Yin K, Hong H L, Algeo T J, et al.Fe-oxide mineralogy of the Jiujiang red earth sediments and implications for Quaternary climate change, southern China[J].Scientific Reports, 2018, 8(1):3610. doi: 10.1038/s41598-018-20119-4
    [34] 王春林.湖南第四系蠕虫状网纹红土的成因及其对新构造运动研究的意义[J].湖南师范大学自然科学学报, 1986, 9(1):100-106.
    [35] 袁宝印, 夏正楷, 李保生, 等.中国南方红土年代地层学与地层划分问题[J].第四纪研究, 2008, 28(1):1-13.
    [36] 毛龙江, 莫多闻, 杨兢红, 等.环洞庭湖地区网纹红土中稀土元素的地球化学特征[J].环境化学, 2008, 27(2):222-225.
    [37] Mao L J, Mo D W, Yang J H, et al.Geochemistry of trace and rare earth elements in red soils from the Dongting Lake Area and its environmental significance[J].Pedosphere, 2009, 19(5):615-622. doi: 10.1016/S1002-0160(09)60156-9
    [38] Lin S, Lu S G, Wang S Y.Rock magnetism, iron oxide mineralogy and geochemistry of Quaternary red earth in central China and their paleopedogenic implication[J].Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013, 379(3):95-103.
    [39] Li J Z, Tang X Q.Study on shear rate effects of reticulate red clay[J].Advanced Materials Research, 2011, 261/263:1410-1413. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.261-263.1410
    [40] 福建省第二水文工程地质队.福建省第四纪地质研究报告[R].福州: 福建省第二水文工程地质队, 1990: 3-42.
    [41] 齐升吉, 李志忠, 陈秀玲, 等.福建东南部第四纪红土沉积粒度特征及成因分析[J].华中师范大学学报:自然科学版, 2010, 44(4):696-701.
    [42] 齐升吉, 李志忠, 陈秀玲, 等.福州第四纪红土沉积的粒度特征及环境意义[J].湖南师范大学自然科学学报, 2011, 34(4):88-94.
    [43] 方红, 陈秀玲, 李志忠, 等.福建北部闽江二级阶地第四纪红土粒度特征及其成因研究[J].福建师范大学学报:自然科学版, 2016, 32(5):80-85.
    [44] 姜高磊, 刘林敬, 毕志伟, 等.河北丰宁黄土粒度特征及其环境意义[J].地质科技情报, 2018, 37(4):83-89.
    [45] 曹宏伟, 郑祥民, 周立旻, 等.豫南黄土粒度和常量元素地球化学特征及其对物源的指示意义[J].地质科技情报, 2018, 37(6):37-45.
    [46] 李长安, 张玉芬, 袁胜元, 等."巫山黄土"粒度特征及其对成因的指示[J].地球科学:中国地质大学学报, 2010, 35(5):879-884.
    [47] 赖忠平, 欧先交.光释光测年基本流程[J].地理科学进展, 2013, 32(5):683-693.
    [48] 刘东生, 安芷生, 郑洪汉.黄土与环境[M].北京:科学出版社, 1985:191-208.
    [49] 李徐生, 杨达源, 鹿化煜.镇江下蜀黄土粒度特征及其成因初探[J].海洋地质与第四纪地质, 2001, 21(1):25-32.
    [50] Folk R L, Ward W C.Brazos River Bar:A study in the signification of grain size parameters[J].Journal of Sedimentary Petrology, 1957, 27:3-27. doi: 10.1306/74D70646-2B21-11D7-8648000102C1865D
    [51] 孙东怀, 鹿化煜, David Rea, 等.中国黄土粒度的双峰分布及其古气候意义[J].沉积学报, 2000, 18(3):327-335.
    [52] 鹿化煜, 安芷生.黄土高原红黏土与黄土古土壤粒度特征对比:红黏土风成成因的新证据[J].沉积学报, 1999, 17(2):226-232.
    [53] 温小浩, 李保生, 郑琰明, 等.岭南东江流域一级阶地网纹红土的形成时代及其粒度特征[J].地理与地理信息科学, 2009, 25(5):59-63.
  • 加载中
图(7) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  671
  • PDF下载量:  3454
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-02

目录

    /

    返回文章
    返回