下蜀黄土指广泛分布于长江中下游地区的一套黄土堆积,是我国亚热带季风区重要的古环境记录,其独特的地理位置和沉积、成壤过程为我们解决众多成壤学和古气候学问题提供了关键的研究材料。目前,下蜀黄土研究已在成因、物源和古气候解释等方面取得重要进展,但沉积地层和年代方面的研究仍有待进一步深入。近期,我们在下蜀黄土分布区新发现了3个较厚的、具有明显黄土-古土壤旋回的黄土剖面,通过详细的环境磁学、成壤地层学和磁性地层学研究,主要获得了以下三方面的认识:
- 下蜀黄土中成壤来源的磁性矿物发生了不同程度的溶解。选择3个下蜀黄土剖面上第一个黄土-古土壤旋回中典型样品开展磁性矿物含量的测量,并与黄土高原南北断面上8个剖面同时期黄土-古土壤样品中成壤来源磁性矿物含量随现代降水量的变化梯度相对比,我们发现,下蜀黄土古土壤层中成壤磁性矿物受到了不同程度的溶解。进一步,我们确定出导致东亚季风区黄土沉积中成壤来源磁性矿物溶解的最小降水量分别为:磁赤铁矿-750-800mm,赤铁矿-700mm,针铁矿-980mm。溶解的铁氧化物和氢氧化物往往转化成了其他非磁性矿物,例如,下蜀黄土中常见的铁锰结核。
- 下蜀黄土土壤地层和磁化率记录空间可对比性较差。与黄土高原黄土沉积不同,下蜀黄土在空间上其土壤地层和磁化率地层均缺乏可对比性,这些特征反映出下蜀黄土的沉积可能是不连续的,同时,磁性矿物的溶解也可能是磁化率记录较差对比性的另一个原因。上述结果提示我们,在开展下蜀黄土与黄土高原黄土地层对比上需十分小心,同时在应用磁学指标或者与磁性矿物有关的指标开展下蜀黄土古气候研究上也需十分谨慎。
- 下蜀黄土约1.1 Ma开始堆积。长江中下游地区大范围黄土堆积的出现标志着中国亚热带区域气候环境的恶化,主要表现在干旱化程度的加强和增强的东亚冬季风。这一气候环境的巨大转折可能主要受控于中更新世气候转型期的全球变冷过程,因此,下蜀黄土的出现提供了中更新世气候转型时期全球干旱化加强过程直接的中低纬陆相证据。
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