【摘 要】
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黄土高原聚湫/淤地坝内的沉积物是黄土再侵蚀搬运的直接结果,以高堆积速率和多沉积旋回为特征,是认识黄土高原地球关键带过程和历史的理想载体之一.如何鉴定并有效划分沉积旋
【机 构】
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中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安710061西安交通大学,全球环境变化研究院,西安710049;湖南文理学院资源环境与旅游学院,常德415000;中国科学院地球环境研究所
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黄土高原聚湫/淤地坝内的沉积物是黄土再侵蚀搬运的直接结果,以高堆积速率和多沉积旋回为特征,是认识黄土高原地球关键带过程和历史的理想载体之一.如何鉴定并有效划分沉积旋回是利用聚湫/淤地坝沉积序列恢复流域土壤侵蚀和地表环境过程的基础.本文选取地处黄土高原中部丘陵沟壑区(陕西靖边)和高塬沟壑区(甘肃合水)的两个聚湫为代表,利用高分辨率XRF岩芯扫描仪获取两个聚湫上部近代沉积序列的元素分布,提出划分沉积旋回的地球化学指标,并识别年际冻融层,获得旋回产沙模数及年际产沙量,进而讨论土壤侵蚀与强降水频率和强度的关系及区域差异.结果表明,沉积旋回的下部粗颗粒层均以高Zr为特征,上部细颗粒层则富集A1、Fe、Rb、Ca和Sr等造岩元素,由此提出Rb/Zr比值可有效划分沉积旋回.根据Rb/Zr比值分布,靖边和合水聚湫上部4m和2m沉积序列可分别划分为35个和18个沉积旋回.结合细颗粒层的137Cs比活度分布,划分的沉积旋回个数可分别与1963年以来两个地区强降水次数一一对应.靖边聚湫的年际沉积旋回数量和产沙模数均高于合水,是黄土高原丘陵沟壑区砂黄土更易遭受侵蚀的结果;在次降水量为50mm的强度下,靖边流域的产沙模数约为合水流域的两倍左右.重要的是,两个流域的产沙模数均与强降水次数和强度紧密相关,旋回产沙模数随降水强度线性增加.聚湫沉积旋回记录的侵蚀历史及区域差异将有助于深入认识黄土高原地球关键带中侵蚀风化、水文和生态环境变化等历史与过程.
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