铁氧化物及其水合物是表生氧化环境下含铁硅酸盐矿物风化形成的气候敏感矿物,通常以纳米胶体形式附着在原生和次生矿物表面,主导土壤和沉积物的光学和磁学性质。温带低降水条件下,土壤致色和致磁铁氧化物随化学风化同步富集,因此,光学和磁学指标广泛应用在基于北方黄土的第四纪气候重建中。然而,亚热带高降水条件下,致色和致磁铁氧化物受气候阈值控制,发生竞争性的分配过程,导致土壤光学指标、磁学指标与化学风化过程脱耦,从而限制了高温背景下红层沉积物的古气候重建。云贵高原受青藏高原强烈隆升影响,晚新生代发生了自西向东的差异性抬升,导致气候模式发生明显转变,成为我国相对湿度梯度最大的区域。气候的变化使高原表面自西向东发育了红壤—黄壤的区域性土壤序列,表明铁氧化物发生了明显的竞争分配过程。本文采集了云贵高原过渡区的土壤特征层样品、剖面样品和气候阈值转换区完整风化壳,综合运用土壤化学、地球物理和地球化学方法,开展了云贵高原表生铁氧化物研究,明确了高温背景下表生铁氧化物富集分配过程的气候与构造响应,探讨了区域和剖面垂直尺度上表生铁氧化物的富集分配机制,同时探讨了云贵高原地区表生铁氧化物的气候与构造意义,得出以下基本结论:1.从云南红壤区到贵州黄壤区,表生铁氧化物总量及无定形组分变化相当,致色铁氧化物赤铁矿和针铁矿在序列中的分布明显。2.云南高原表生磁性矿物总量明显高于贵州高原,序列中磁性颗粒以顺磁性-单畴颗粒为主,各种粒级的颗粒同步富集。云南高原磁性颗粒的富集过程中伴随着磁性颗粒由细到粗的成长转化过程。但是贵州高原土壤中的各种磁性颗粒并没有明显的系统转化。3.云贵高原红-黄壤特征层序列反映水平方向上表生铁氧化物的变化。游离铁和针铁矿存在1100 mm降水和13℃温度的气候阈值,赤铁矿与磁化率随气候变化呈现单调变化,但是在1100 mm降水和13℃温度前后的变化速率不同。4.云贵高原降水和温度的反相变化导致相对湿度的显著变化,促发了赤铁矿与针铁矿,并导致反铁磁性赤铁矿和亚铁磁性磁赤铁矿之间竞争。目前,云南高原干热气候有利于无定形氧化铁脱水形成反铁磁性赤铁矿和亚铁磁性颗粒,而贵州高原湿冷气候有利于针铁矿形成,并导致低浓度的赤铁矿与磁赤铁矿之间出现竞争现象。5.通过气候阈值转换区典型残积风化壳剖面的研究发现,土壤铁氧化物及伴生磁性矿物的模式有明显的深度依赖现象。土壤红化层因赤铁矿的富集伴生有相当数量亚铁磁性矿物,而针铁矿主要在磁性最低的黄化层富集,与红化层中的赤铁矿和亚铁磁性矿物形成竞争。磁化层有机质叠加富集的二价铁则可能形成磁铁矿加剧表土磁性的富集,还原层因地下水的影响富集的二价铁导致了含硫亚铁磁性矿物富集（磁黄铁矿等）,但磁化层顶部与还原层底部的极端还原过程则可能导致铁氧化物包括磁性矿物的普遍溶解。6.云贵高原表生铁氧化物随海拔呈线性上升变化,但以1800 m海拔为临界点表现为不同的变化速率。赤铁矿随海拔的变化不符合现代土壤的变化规律。7.通过云贵高原表生铁氧化物的气候与海拔响应,推测云贵高原土壤不是现代气候环境下形成的土壤,而是由残积于高原面上的原风化壳经干燥的气候脱水改造后形成的或在原来风化壳基础上重新发育而成的。