古土壤的古氣候意義 古氣候?qū)W的意義作用
古土壤是古氣候條件下形成并經(jīng)歷了許多地質(zhì)事件保存下來的土壤,它記錄了土壤形成時的母質(zhì)、氣候、生物群落、地形(包括排水條件)和成壤作用時間等因素。當(dāng)氣候較干旱時,土壤將由于干旱而脫水,使得土壤的鹽度增加、石灰累積,氧化性增強,而還原性減弱;當(dāng)氣候轉(zhuǎn)濕,土壤水分增加,元素淋洗加劇,導(dǎo)致元素的遷移與富集,同時土壤將出現(xiàn)沼澤化和潛育化現(xiàn)象。因此,古土壤是氣候變化的長期記錄者(席承藩,1990),不同類型古土壤反映了其形成時的古氣候條件。
C ecil(1990)根據(jù)地層中發(fā)育的古土壤及各種巖石類型特征,建立了氣候變化的模型。在該模型中,在熱帶和亞熱帶,季節(jié)性和非季節(jié)性降雨對植被、巖石風(fēng)化、沉積物的剝蝕搬運以及沉積物具有明顯的影響。在熱帶雨季氣候條件下,降雨量較高,植被以熱帶雨林為主,巖石被強烈風(fēng)化,易形成有機土和磚紅壤,風(fēng)化產(chǎn)物中以高鋁粘土和石英為主,但侵蝕搬運作用較弱;在長濕短干氣候條件下,植被以森林為主,也發(fā)育有機土和磚紅壤,風(fēng)化程度為中等到強烈,侵蝕搬運作用弱到中等;當(dāng)氣候為干濕交替時,降雨具有明顯的季節(jié)性,植被以草地為主,化學(xué)風(fēng)化中等到弱,但侵蝕搬運作用較強,可形成變性土和有機土;半干旱氣候條件下,降雨較少,長期干旱,植被為沙漠草原,風(fēng)化作用較弱,侵蝕搬運作用中等,在相對較潮濕的地區(qū)可發(fā)育變性土;在干旱氣候條件下,極少有降雨,植被以灌木叢為主,風(fēng)化作用最弱,侵蝕搬運作用也最弱,一般發(fā)育旱成土(表5.8)。并認為煤層及淋溶性土壤反映了相對潮濕的氣候,而蒸發(fā)成因的石灰?guī)r、白云巖等代表了相對干旱的氣候條件。
表5.8 熱帶和亞熱帶古氣候?qū)竟?jié)性和非季節(jié)降雨的反應(yīng) Table 5.8 Response to nonseasonaIa nd seasonal rainfall undert ropicala nd subtropical temperatures
(據(jù)Cecil,1990)
注:降雨特征及響應(yīng)是遞變的,且變化較大。
由于古土壤的形成不僅受古氣候的影響,同時還受古地形、母質(zhì)以及成壤作用時間的影響。因此,在同一成壤時間內(nèi),一般都會在不同地方形成不同類型的古土壤。而在地層的垂向剖面內(nèi),則表現(xiàn)為在一定時間段內(nèi),多種類型的古土壤會同時出現(xiàn),而這些古土壤也都是相同古氣候條件作用下形成的。在河北南部石炭系—二疊系中發(fā)育的古土壤就是這樣,在任何時間段內(nèi),所發(fā)育的古土壤類型都不是完全單一的,而是幾種古土壤類型的組合(邵龍義等,2005;何志平等,2005)。在本溪組主要發(fā)育古新成土、古有機土(煤層)、古氧化土,反映了本溪組沉積時由于海平面較高,海水經(jīng)常侵入研究區(qū),受海洋濕氣的影響氣候較為潮濕。太原組—山西組普遍發(fā)育煤層,在太原組沉積時期經(jīng)常發(fā)生海侵事件,受海水的影響,氣候比較潮濕,但也表現(xiàn)出了短期干燥的情況,如煤層底板被暴露后表現(xiàn)出較強的淋溶特征。主要發(fā)育古新成土、古有機土(煤層)和古潛育土,其中古潛育土實際上是早期形成的淋溶土在海侵時被海水覆蓋后,再次經(jīng)潛育化成壤作用的改造形成,一般為煤層底板的根土巖。下石盒子組沉積時期海水已基本退出了研究區(qū),而以河流沉積環(huán)境為主,海洋濕氣對當(dāng)時古氣候的影響已不如以前那么強烈,氣候變得半干半濕,以及河流的間歇性泛濫,在河流泛濫盆地中發(fā)育古氧化土、古變性土、古老成土。上石盒子組沉積時期,主要發(fā)育古氧化土、古旱成土和古老成土,晚期又開始發(fā)育古變性土,反映氣候以半干旱為主,到晚期氣候濕度又有所增加,但主要還是半濕半干氣候條件(圖5.20)。
圖5.20 研究區(qū)石炭紀(jì)-二疊紀(jì)古土壤特征及其古氣候Fig.5.20 Permo-Carboniferous paleosol and paleoclimate in the research area
古土壤的古氣候意義
古土壤是古氣候條件下形成并經(jīng)歷了許多地質(zhì)事件保存下來的土壤,它記錄了土壤形成時的母質(zhì)、氣候、生物群落、地形(包括排水條件)和成壤作用時間等因素。當(dāng)氣候較干旱時,土壤將由于干旱而脫水,使得土壤的鹽度增加、石灰累積,氧化性增強,而還原性減弱;當(dāng)氣候轉(zhuǎn)濕,土壤水分增加,元素淋洗加劇,導(dǎo)致元素...
古土壤的研究意義
1997),印度中部的晚石炭世旱成土和始成土兩種古土壤反映了Lam eta組形成時氣候以炎熱、半干旱為主,間以短期的潮濕氣候(Ghosh,1996),美國東部晚石炭世的古土壤和煤層旋回反映了氣候由半干旱到潮濕的演化(Cecil,1990)。
黃土研究的古氣候意義
中國的黃土高原就是一個保存著豐富氣候與環(huán)境信息的寶庫。黃土在這里的沉積既厚又廣,為我們提供了關(guān)于古代氣候和環(huán)境變化的詳細記錄。例如,黃土層中的灰黃色與褐紅色土層,分別記錄了該地區(qū)從干燥寒冷到溫暖濕潤的氣候波動。通過對黃土中保存的古氣候指標(biāo)進行測定與分析,我們能夠重建第四紀(jì)時期的氣候和環(huán)境...
古氣候?qū)W意義作用
這種環(huán)境有利于蒙脫石的形成,同時有利于鉀長石的保存。鈣質(zhì)和SiO2在土壤中以鈣質(zhì)層或結(jié)核的形式沉淀,表明了古氣候條件。濕潤氣候有利于植物生長,森林的繁茂為煤炭的形成創(chuàng)造了條件,因此,含煤巖系反映了潮濕氣候的痕跡。在溫暖潮濕的氣候下,風(fēng)化作用生成的水云母和高嶺土是常見特征。而在炎熱濕潤的氣候...
古氣候?qū)W的意義作用
4. 土壤與古氣候關(guān)系:土壤的成分和特性同樣能夠反映古氣候條件。在干旱地區(qū),由于植被稀少,土壤中的有機質(zhì)層較薄,滲流水量少,堿金屬和堿土金屬不易流失,導(dǎo)致土壤pH值高,有利于蒙脫石的形成和鉀長石的保存。而在潮濕氣候下,植物生長茂盛,為煤的形成提供了條件,因此煤田通常指示了古代的潮濕氣候...
古氣候?qū)W的意義作用
這些土壤也可反映古氣候特征。在潮濕的氣候條件下,有利于植物的生長繁盛。地球上大面積森林長年累月的生長,為后來形成的煤田創(chuàng)造了有利條件。因而煤的生成及含煤巖系代表潮濕氣候。在溫暖潮濕氣候條件下,發(fā)生風(fēng)化作用時,廣泛形成水云母,也可含有高嶺土(見高嶺石)。在炎熱潮濕氣候條件下,有更多可溶...
氧化物比值的變化特征及其古氣候意義
因此,土壤的硅鋁率[w(SiO2)\/w(Al2O3)]、硅鐵率[w(SiO2)\/w(Fe2O3)]、硅氧化物率[w(SiO2)\/w(Fe2O3+Al2O3)]是隨著氣候變得溫暖濕潤而降低的(表3-3),反之,它們就升高。由于土壤中的硅鋁率、硅鐵率、硅氧化物率具有這一變化規(guī)律,因此,在古氣候研究中(古土壤),...
土壤與古土壤
古土壤是研究古氣候和古地形的重要標(biāo)志,是劃分、對比第四紀(jì)地層的重要依據(jù)。我國北方第四紀(jì)黃土中有多層埋藏土壤,據(jù)朱顯謨、劉東生等人的研究,上部的馬蘭黃土(晚更新世)中的古土壤是褐土型埋藏土;下部的午城黃土(早更新世)中的古土壤是紅色埋藏土。反映了氣候由潮濕漸次變干旱的過程。盡管古土壤由于...
古土壤及其識別
1.古土壤 古土壤是過去氣候與地貌環(huán)境相對穩(wěn)定條件下形成的土壤,有時也稱為土壤化石,其發(fā)育或由于形成土壤的氣候或地形環(huán)境的變化而中斷,或在后來的地質(zhì)過程中被其他沉積物掩埋。古土壤主要是第四紀(jì)時期形成的,偶爾也見于古近紀(jì)—新近紀(jì)地層中,年代更久遠的古土壤也有發(fā)現(xiàn)。古土壤的涵義與類型存在多...
科學(xué)家對古代氣候進行研究有何意義
古氣候是指現(xiàn)代氣候以前的氣候,包括歷史氣候和地質(zhì)時期氣候。在地質(zhì)學(xué)上,指地質(zhì)時期氣候。古氣候的研究,在地理學(xué)和氣象學(xué)上,對于了解氣候變遷、現(xiàn)代氣候的形成、自然地理環(huán)境的演變有重要作用;在地質(zhì)學(xué)上,對于地層劃分和對比,地殼演化研究以及礦產(chǎn)資源成因和探測都有指導(dǎo)意義。研究過去的氣候變化能夠更...
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