多个剖面的粒度测量表明 ,黄土高原的黄土和古土壤中普遍存在超细粒组分 ,其平均粒径大致 014 μm,在全样中的含量大致 5%～6%。超细粒组分的含量在黄土中低 ,在古土壤中高;并且同一地层自西北至东南增加 ,这些特征都显示超细粒组分的形成与成壤作用强度相关。一般情况下超细粒组分的粒度在黄土中粗 ,在古土壤中细。

　6期孙东怀:黄土粒度分布中的超细粒组分及其成因　

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图8　干旱区苏干湖现代粉尘的粒度组分

(a)春季　(b)夏季

Fig.8　Grain2sizecomponentsinpresentdustfromtheSuganLakeinaridregion

征说明,黄土中的超细粒组成与成壤作用有关,成壤作用中粉尘粒度的变化机制是较明确的。成壤作用中两种作用可对粉尘物质的粒度发生变化,一是不稳定矿物在成壤作用中被地表风化作用风化而粒度变小甚至完全分解,不同矿物在地表的抗风化能力不同,其中较易风化的矿物有云母、角闪石、灰石等,它们风化后将产生粒度较小的粘土矿物;二是在地表环境中会产生新的矿物,如高岭土、伊利石、绢云母等。实际上,不稳定矿物通过风化产生的粘土矿物和地表新形成的矿物在成因上是相似的。研究表

μm以明,这种在地表产生的矿物的粒度一般都在2下

[8,9]

据),我们认为其成因与黄土中的超细粒组分类似,所不同的是超细粒组分可能主要是湖泊流域地表的成壤作用的产物。

5　问题与认识

其实很多研究者早就注意到了黄土中的超细粒组分并与笔者进行过相关讨论,但由于问题的复杂而没有专门将这一问题提出来进行研究。本文首次报道了黄土和古土壤的超细粒组分,并将其主要解释为成壤作用的产物,这种作法显然有些粗糙,有些

解释可能存在问题甚至是错误的。例如,我们还不能解释为什么超细粒组分在有些黄土层中(如冰盛期黄土)粒度变大;也不能解释在黄土高原北部的剖面上,超细粒组分在黄土和古壤中的变化不是很大;另外,前处理对超细粒组分的影响等。但对黄土和古土壤中超细粒组分的存在并且有一定的变化规律这些事实的发现是很重要的。所以,通过本文的报道可能获得两点基本认识作为对黄土中超细粒物质研究的事实。

(1)黄土高原的黄土和古壤中普遍存在超细粒μm,在全样中的含量大组分,其平均粒径大致014

致5%～6%。

(2)超细粒组分在剖面上和横向的变化都与成壤作用呈正相关。黄土高原各季节的现代天然粉尘中同样存在超细粒组分,然而,干旱区成壤作用较小的天然降尘中基本不存在超细粒组分。这些特征说明,黄土高原风尘物质中的超细粒组分在某种程度

。

现代粉尘中超细粒组分的普遍存在并且含量与黄土相当这一事实说明,超细粒组分的主要部分形成于粉尘沉积前的源区,而只有少量形成于沉积后的成壤作用,可见源区地表和气候状况对粉尘的超细粒组分是相当重要的。然而,值得注意的是黄土高原的现代粉尘大多都是近源的

[6]

,即来自于其不

远的上风区,所以,实际上也大致在同一区域。对于来自于源区的超细粒物质,显然其主要是以附着在大颗粒上的方式搬运到沉积区,并在粒度分析中以超细粒表现,同样,后生超细粒也与搬运无关。总之,黄土中的超细粒物质从沉积学原理来看与粉尘搬运作用无关,而只有黄土中的细粒组分和粗粒组分有沉积学意义。

值得一提的是,我们分析的中国北方风尘区不少湖相沉积物也存在超细粒组分(笔者未发表的数