收藏本站
收藏 | 论文排版

中国黄土高原土—红粘土纳米矿物研究

谢巧勤  
【摘要】: 中国黄土高原的风尘序列包括第四纪黄土-古土壤序列和晚第三纪红粘土序列,该套沉积是全球气候变化最好的陆相记录之一。从上个世纪五十年代开始,中国黄土就吸引了大批中外第四纪地质学家和气候学家。他们对黄土的成因、形成时代和蕴含的古气候信息进行广泛深入的研究,从而将中国的黄土推向了全球古气候研究的前沿。本文以高分辨电镜为主要研究手段,结合粉晶x射线衍射、土壤化学分析等方法,从纳米尺度对黄土高原风尘序列中成土强磁性矿物种类、磁性矿物粒径、磁性矿物存在形式和演化以及成壤过程中新生的纳米非磁性矿物种类及其古气候意义进行了深入系统的研究,并探讨了黄土磁化率的古气候本质以及在红粘土中的适用性。论文在以下方面取得了新的进展和认识: 磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿是黄土-红粘土的磁信号载体,成土强磁性矿物主要为磁赤铁矿而不完全为磁铁矿,这些成土磁赤铁矿是由成土磁铁矿低温氧化而来;亚微米的强磁性颗粒为具有纳米多孔超微观结构的复合磁性颗粒,主要由纳米磁赤铁矿和磁铁矿构成。 黄土和古土壤中磁性矿物的粒径和磁化率载体是显著不同的,黄土以粉尘粗颗粒磁性矿物为主,50%左右的磁化率由风尘磁性矿物携带,而古土壤磁性颗粒以成壤新生亚微米-纳米颗粒为主,70%左右的磁化率由成土纳米磁性矿物携带;实验同时表明,CBD实验不仅能完全溶解成土磁性颗粒,而且能够部分溶解风尘磁性颗粒。 黄土高原黄土、古土壤和红粘土的磁性矿物种类没有差别,但其中的磁性矿物相对含量差别显著。黄土磁性矿物以风尘磁铁矿和赤铁矿为主,少量成土磁赤铁矿和针铁矿。古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿和磁铁矿为主,风尘磁铁矿、成土赤铁矿、针铁矿次之。红粘土磁性矿物以风尘磁铁矿和成土赤铁矿为主,成土磁赤铁矿次之。 黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物以包裹磁性颗粒、黏附磁性颗粒和独立磁性颗粒三种主要方式存在,独立磁性颗粒为磁性矿物最主要的赋存形式。根据磁性矿物种类和微观结构,独立磁性颗粒可以分为单一物相和复合颗粒两大组合形式,以及磁铁矿核-赤铁矿边、磁赤铁矿核-赤铁矿边的不同微结构。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物存在形式和微结构的差别,是磁铁矿粒径以及粉尘沉积后成壤阶段古气候性质的差异所致。 黄土-红粘土序列磁化率与生物、生物活动密切相关。黄土磁化率古气候意义在红粘土中同样适用,其古气候意义不仅仅是成壤强度指标,更确切地说是成壤强度控制因素,即生物地球化学强度的指标。风尘序列磁化率与古气候密切联系的媒介是生物,二者通过下列途径联系:古气候影响生物产率和生物活动强度,生物产率、生物活动强度和古气候影响黄土磁性矿物的形成和转化速率,磁性矿物的形成和转化速率决定黄土-古土壤磁化率的变化。 第四纪黄土中存在大量的新生纳米方解石,这种纳米方解石一维延长,呈棒状,长度不定,从几纳米到几微米,少见弯曲形态,直径均一,一般在40nm左右,有的两根棒共生在一起形成“T”字形态。纳米棒状方解石在黄土层中的含量高于古土壤中的含量。纳米棒状方解石是黄土成壤过程中赖干冷环境生物活动产物,是干冷环境指示矿物。利用新生的纳米棒状方解石碳氧同位素可以反演古气候。 与第四纪黄土不同的是,晚第三纪粘土中大量出现的新生矿物为一维纳米凹凸棒石,这种纳米矿物主要以面型和在粒间间隙中以束状、交织缠绕状分布,舒展形态显示其良好的柔韧性和弯曲度,典型的自生成因,是干旱-半干旱环境的指示矿物。系统的高分辨电镜调查研究发现,凹凸棒石在灵台红粘土中不是均匀分布的,但重要的是凹凸棒石含量的突变点与红粘土演化史上的古气候突变点或转折点相一致。中国黄土高原红粘土中凹凸棒石的大量出现标志了西北内陆干旱化的开始,凹凸棒石含量的降低显示了干旱化的进一步加剧。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 洪也;陈秀玲;方小敏;;夏季风降水在我国西北地区不同粒级方解石记录上的反映[J];中国沙漠;2008年02期
2 陈天虎,冯有亮,史晓莉;凹凸棒石与酸反应产物和结构演化的研究[J];硅酸盐学报;2003年10期
3 陈天虎,朱光,徐惠芳,王道轩,岳书仓,刘国生;安山质熔结凝灰岩中凹凸棒石断层岩的矿物学特征[J];岩石学报;2003年04期
4 雪;;甘肃已探明凹凸棒石黏土矿储量4亿t[J];新型建筑材料;2008年07期
5 陈天虎;凹凸棒石粘土吸附废水中污染物机理探讨[J];高校地质学报;2000年02期
6 陈天虎,徐惠芳,彭书传,汪家权,徐晓春;凹凸棒石与酸反应纳米尺度研究——反应机理和表面积变化[J];高校地质学报;2004年01期
7 陈天虎;苏皖凹凸棒石粘土研究现状和存在的问题[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年05期
8 彭书传,黄川徽,陈天虎,冯有亮,王诗生;盐酸活化纯凹凸棒石吸附Cr~(3+)的性能研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年06期
9 朱海青,周杰;凹凸棒石粘土的开发利用现状及发展趋势[J];矿产保护与利用;2004年04期
10 杜学青;王永红;任建国;叶先仁;鹿化煜;;洛川黄土堆积磁性地层界线附近He同位素异常[J];科学通报;2007年11期
11 ;甘肃4亿吨凹凸棒黏土矿储量 改变世界资源格局[J];中国粉体工业;2008年03期
12 王彤;;湖北随州凹凸棒石的发现和初步研究[J];资源环境与工程;1987年01期
13 陈天虎,徐惠芳,鲁安怀,岳书仓,彭书传,汪家权,徐晓春;水悬浮体系中蒙脱石和凹凸棒石的互相作用及其意义[J];矿物学报;2003年04期
14 陈天虎,H.F.Xu,彭书传,鲁安怀,徐晓春,岳书仓;蒙脱石向凹凸棒石转化的直接证据——透射电子显微镜观察[J];中国科学D辑;2004年03期
15 朱日祥,李春景,吴汉宁,丁仲礼,郭正堂;中国黄土磁学性质与古气候意义[J];中国科学B辑;1994年09期
16 周栗;遥感技术在凹凸棒石粘土矿资源调查中的应用[J];光电子技术与信息;1998年05期
17 陈天虎,徐晓春,岳书仓,汪家权,彭书传;苏皖四处凹凸棒石粘土矿床稀土元素地球化学研究[J];中国稀土学报;2002年05期
18 彭书传;王诗生;陈天虎;姜绍通;黄川徽;;凹凸棒石对水中亚甲基蓝的吸附动力学研究[J];地质学报;2006年04期
19 杨杰东;陈骏;饶文波;李高军;季峻峰;;中国沙漠的同位素分区特征[J];地球化学;2007年05期
20 刘奇;宋传中;崔王;王化可;张妍;王荻;曹宗平;;淮河源区中更新世黄土堆积的元素地球化学特征及其古气候意义[J];地球科学与环境学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨杰东;陈骏;张兆峰;季峻峰;陈旸;;黄土高原黄土和太平洋沉积物Nd,Sr同位素变化的比较[A];第八届全国同位素地质年代学、同位素地球化学学术讨论会资料集[C];2005年
2 王喜生;;黄土高原东南缘黄土—古土壤序列的古地磁研究[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
3 方佩敏;;怀念表姐夫刘东生[A];纪念刘东生院士[C];2009年
4 胡正海;;黄土高原综合治理和可持续发展中更好地发挥科技人才作用的建议[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
5 上官周平;;适度开发黄土高原 保障区域粮食平衡[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
6 邵辉;高建恩;张元星;郝连安;王飞;;基于GIS的黄土高原流域坡地资源分析评价[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(下)[C];2010年
7 王俊杰;;关于黄土高原农村经济发展与自然生态环境恢复的若干思考[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 安芷生;张信宝;周杰;李小强;;黄土高原植被恢复与黄土旱地水份保持[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
9 韩茂莉;;中国北方农牧交错带环境研究与思考[A];中国经济史上的天人关系学术讨论会论文集[C];1999年
10 上官周平;;黄土高原生态环境整治中有关问题的探讨[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢巧勤;中国黄土高原土—红粘土纳米矿物研究[D];合肥工业大学;2009年
2 史建设;凹凸棒石表面改性及其在尼龙6中的应用[D];南京理工大学;2010年
3 李海光;黄土高原吕二沟流域环境演变的生态水文响应[D];北京林业大学;2011年
4 范桥辉;放射性核素在固—液界面吸附行为研究[D];兰州大学;2011年
5 伍铁牛;更新世黄土高原中南部土壤侵蚀研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
6 庞敏;黄土高原植被建设的生态水文效应研究[D];西安理工大学;2010年
7 周毅;基于DEM的黄土高原正负地形及空间分异研究[D];南京师范大学;2011年
8 刘江华;黄土高原刺槐人工林生长特征及其天然化程度评价[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2008年
9 宋娟丽;黄土高原草地土壤质量特征及评价研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 成向荣;黄土高原农牧交错带土壤-人工植被-大气系统水量转化规律及模拟[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳统波;甘肃西峰赵家川剖面凹凸棒石的分布及其环境指示意义[D];合肥工业大学;2010年
2 杜虎平;黄土高原小杂粮生产发展与产业开发研究[D];西北农林科技大学;2005年
3 吴良超;基于DEM的黄土高原沟壑特征及其空间分异规律研究[D];西北大学;2005年
4 罗珠珠;保护性耕作对黄土高原旱地土壤渗透性能的影响[D];甘肃农业大学;2005年
5 巩晓燕;宝鸡贾村塬全新世高分辨率孢粉古植被研究[D];首都师范大学;2006年
6 安巧绒;基于信息维数的地表分形特征研究[D];西北大学;2008年
7 王春;基于DEM的陕北黄土高原地面坡谱不确定性研究[D];西北大学;2005年
8 罗彩云;水土保持耕作下甘肃庆阳玉米—小麦—大豆轮作系统产量、土壤理化性质动态[D];兰州大学;2006年
9 张茜;黄土高原不同空间尺度DEM的地形信息量研究[D];西北大学;2006年
10 李紫燕;黄土高原典型土壤有机氮矿化及铵态氮对土壤氮素激发效应的研究[D];西北农林科技大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 马学增;黄土高原植被的恢复与发展[N];中国畜牧水产报;2001年
2 丁铭;黄土高原是我国水土流失最严重地区[N];中国绿色时报;2006年
3 刘良芬;41块公益宣传牌扮靓黄土高原[N];人民公安报·消防周刊;2007年
4 本报记者 杨玉峰 通讯员 王竟;黄土高原上升起的梦想[N];山西经济日报;2001年
5 记者 刘湍康;黄委着力提升黄土高原淤地坝安全运用管理水平[N];黄河报;2011年
6 记者罗盘;黄土高原首次栽培大樱桃[N];人民日报;2003年
7 西北农林科技大学研究员 赵志励;黄土高原苹果产区应重视的问题[N];陕西科技报;2002年
8 张红平 郭新;黄土高原生态环境遥感试验基地[N];中国气象报;2006年
9 ;黄土高原水土流失综合治理启动支撑技术[N];中国水利报;2007年
10 记者  丰曼;中日黄土高原合作绿化走过十五个年头[N];大同日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978