洛陽(yáng)盆地全新世特大洪水平流沉積物理化特性研究.pdf

1、全新世時(shí)期是人類文明快速發(fā)展的時(shí)期。先人利用全新世中環(huán)境較適宜時(shí)期發(fā)展了燦爛的老官臺(tái)文化、仰韶文化、龍山文化及之后的夏商周文明。新石器文化的興起與衰退無(wú)不受到全新世環(huán)境好轉(zhuǎn)與惡化的影響，周人部落的不斷遷移就是先人對(duì)這種環(huán)境變化的響應(yīng)。洛陽(yáng)盆地自公元前770年周平王遷都于此并建立洛邑就開(kāi)始了作為封建王朝政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心的地位。直到宋代之前一直是我國(guó)古代文明的中心。因此，深入研究洛陽(yáng)盆地全新世特大洪水的產(chǎn)生環(huán)境背景及洪水平流沉積物的理化

2、性質(zhì)有重要的意義。 本文基于野外考察，分別在嵩山山前的丘陵臺(tái)地、洛陽(yáng)盆地選取了GDZ剖面、HWC剖面、LHT剖面、YWC剖面、YYC剖面。其中GDZ剖面為典型的全新世黃土一古土壤剖面，對(duì)其進(jìn)行理化分析可以揭示出全新世以來(lái)洛陽(yáng)盆地的環(huán)境變化過(guò)程及全新世古洪水產(chǎn)生的環(huán)境背景；HWC、LHT、YWC、YYC剖面是洛河沿岸洪水平流沉積剖面。對(duì)其進(jìn)行磁化率、地球化學(xué)元素、燒失量和CaCO<,3>等環(huán)境代用指標(biāo)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析和測(cè)定。揭示了洛

3、陽(yáng)盆地全新世以來(lái)古洪水平流沉積層與黃土層、古土壤層的理化性質(zhì)差異。獲得的主要認(rèn)識(shí)有： 1、洛陽(yáng)盆地全新世以來(lái)的環(huán)境變化過(guò)程及古洪水產(chǎn)生的環(huán)境背景。11，500 aB．P.以前為末次冰期，氣候寒冷干旱，成壤化作用弱，黃土堆積作用較強(qiáng)。14,700aB．P.～11.500 aB．E之間的晚冰期之時(shí)，氣候多突變，似乎存在著中間時(shí)段的突然增溫與結(jié)束之時(shí)的突然降溫事件，可對(duì)應(yīng)于西歐 13,000 a B．P.的增溫事件及11，000 a

4、B．P.的YD事件。全新世早期 (11，500 aB．P．～8,500 aB．P.)，雖然氣溫有所回升，但仍是比較寒冷干燥。全新世大暖期 (8,500 aB．P．～3，100 aB．P.) 氣候普遍溫暖濕潤(rùn)，黃泛區(qū)風(fēng)沙活動(dòng)減弱，風(fēng)塵堆積相應(yīng)較弱，風(fēng)化成壤強(qiáng)烈。由于降水多，土壤淋溶作用和粘化作用都較強(qiáng)，土壤有向下風(fēng)化成壤過(guò)程。3，100 aB．P．是洛陽(yáng)盆地全新世大暖期結(jié)束之后的氣候惡化期。在此之后，氣候突然轉(zhuǎn)向?yàn)槔涓桑L(fēng)化成壤減弱，黃土

5、的堆積作用明顯加強(qiáng)。由于在晚冰期、末次冰期之時(shí)，氣候寒冷干旱，黃河流域降水量小，各支流的來(lái)水量也小，所以黃河泛濫的頻率也相對(duì)較小，黃泛平原能提供的粉沙物質(zhì)也比較少，實(shí)際的黃土堆積速率小于晚全新世之后的黃土堆積。在GDZ剖面的元素分析中發(fā)現(xiàn)，新黃土(L<,0>)中的元素含量要低于末次冰期黃土(L<,1>-last)和晚冰期黃土(L<,1>-late)，這也證明了正是晚冰期之時(shí)黃土的快速堆積才使其化學(xué)元素含量相對(duì)降低。 各種實(shí)驗(yàn)分析

6、都同時(shí)反映出了3100 a B．P．之后黃泛區(qū)的風(fēng)動(dòng)力明顯加強(qiáng)。在東北風(fēng)的吹揚(yáng)下，較粗的粉沙可以沉積在豫西、豫中黃土區(qū)。與之相鄰的洛陽(yáng)盆地也存在同樣增強(qiáng)的風(fēng)動(dòng)力系統(tǒng)。沿洛河河谷的東北風(fēng)動(dòng)力加強(qiáng)，在洪水間歇期將河漫灘上的細(xì)沙吹移至緩坡上，覆蓋了前期的洪水平流沉積層。形成了洪水平流沉積序列中的風(fēng)吹沙夾層。3100 a B．P．以來(lái)的環(huán)境變化、人類活動(dòng)是洛陽(yáng)盆地晚新世以來(lái)古洪水形成的環(huán)境背景。全新世晚期雖然氣候較為冷干，但氣候波動(dòng)變化較大，人

7、類活動(dòng)影響日益增強(qiáng)，并且處于氣候轉(zhuǎn)型期，洪水較多，因而在洛河一級(jí)階地上沉積了多層的平流沉積物。這與3100 a B．P．之后黃泛平原上黃河泛濫加劇是相對(duì)應(yīng)的。 2、洛河沿岸的洪水平流沉積層理化性質(zhì)特征。對(duì)于常量元素來(lái)說(shuō)，SiO<,2>、Na<,2>O在大部分洪水平流沉積層中的含量要小于其在黃土層、古土壤層中的含量，只有個(gè)別層次例外：而 Al<,2>O<,3>、Fe<,2>O<,3>、CaO、MgO、K<,2>O、Ti等元素在大部

8、分洪水平流沉積層中的含量高于其在黃土層、古土壤層中的含量。除了Ca、Mg以外，在古土壤層中遷移的常量元素在平流沉積層中含量較小，而在古土壤中相對(duì)富集的元素在平流沉積層含量較大。對(duì)于微量元素而言，Ba、Mn、P、Sr等微量元素在平流沉積層中的平均值要遠(yuǎn)大于黃土、古土壤層的Ba、Mn、P、Sr含量。Cu、Ni、Rb、Zn、Rb 等微量元素的平均含量變化就比較復(fù)雜，它們?cè)谳^粗沉積層中的含量介于在黃土、古土壤層中的含量之間，而它們?cè)谳^細(xì)沉積層中

9、的含量高于它們?cè)诠磐寥缹又械暮俊?3、對(duì)于磁化率、燒失量與CaCO<,3>來(lái)說(shuō)，洪水平流沉積層、風(fēng)吹沙層、中粗沙層與黃土層、古土壤層相比，磁化率在平流沉積層、風(fēng)吹沙層、中粗沙層中的平均值要高于在黃土層、古土壤層中的磁化率值，并且在剖面沉積層之間，磁化率值在粗質(zhì)的沙層中較高，而在較細(xì)的粘土質(zhì)平流沉積層中較低。CaCO<,3>與之相反，在平流沉積層中的含量要高于豫中黃土層、古土壤層中的CaCO<,3>含量，但與黃土高原區(qū)一些剖面中