陕北子洲黄土洼坝淤地淤积剖面元素分布特征分析①-干旱区地理.PDF

第37卷 第5期 Vol.37 No.5 2014年9月 ARID LAND GEOGRAPHY Sep. 2014 陕北子洲黄土洼坝淤地淤积剖面元素分布特征分析① 岳大鹏 ， 袁晓宁 ， 李奎 ， 刘鹏 ， 颜艳1 2 1 1 1 （1 陕西师范大学旅游与环境学院，陕西 西安 710062； 2 朔州城区第一中学，山西 朔州 030065） 摘 要： 坝淤地淤积剖面化学元素分布特征可反映沉积环境信息。运用荧光光谱仪对黄土洼主 坝内首次坑采的4.1m淤积剖面进行全量元素测定与相关性分析，以期探讨黄土高原小流域水动 力侵蚀堆积元素含量的变化规律及其成因。结果表明：黄土洼坝淤地淤积剖面中Si元素相对含量 最大，Al、Ca元素相对含量次之。微量元素中，Ti元素相对含量最大。根据元素在剖面的分布特征 可分为三类：I类元素垂直层理有变化，淤积层明显；Si类元素（Si、Na）与黄土淤积呈正相关，是黄土 淤积物多少的标型元素。II类元素中Zr、Cr、Hf元素在2.40m、3.00m、3.44m达到峰值，与土壤中有 机质和粘土富集密切相关，其他II类元素层理变化不明显。III类元素在剖面内的含量出现相对稳 定期与剧烈变化期交替出现的现象。剖面内，0.68～0.76m、0.8～0.96m、2.42～2.58m、2.64～2.74 m、3.1～3.26m深度处沉积物分别对应于一次较大的来沙事件。1.4m以上累积层内N元素含量的 增加与人工氮肥的施放有一定的关联。除Cs、P元素外，大部分元素之间的相关性较强。剖面内P 元素分布主要受人为因素与化学性质“亲生物性”的双重影响。 关 键 词： 黄土洼；坝淤地；元素；沉积环境；相关分析 中图分类号： P597.2 文献标识码：A 文章编号：1000-6060（2014）05-0875-08（875～882） 研究元素在地球中，特别是地壳的分布，是地 小流域侵蚀与产沙强度以及沉积条件具有纪录作 ［1-3］ ［16］ 球化学的重要任务之一 。土壤圈作为地壳不可 用 。本文对黄土洼天然聚湫淤地坝主坝内进行 缺少的一部分，是一个开放体系，它不断地与岩石 首次坑采取样，利用荧光光谱仪对泥沙沉积（淤积） 圈、大气圈、生物圈和水圈进行着物质的交换和能量 的全量元素进行测定与相关性分析，研究沉积物全 的转化。土壤中化学元素的地球化学特征对土壤 量元素分布特征及其反映的沉积环境信息，为了解 ［4-6］ ［7-12］ 环境演化探究有一定的参考价值 。相关研究 黄土高原小流域水动力侵蚀堆积元素含量变化规 表明，沉积物元素含量及变化特征可反映沉积环境 律及其成因提供科学依据。 ［13］ 的演化。高全州 等以岩石沉积物的化学风化特 ［14］ ［15］ 征，反演其形成环境，李徐生 、翟新伟 等人也对 1 研究区概况 黄土风积物沉积特征与气候变化进行了研究。但 目前国内对黄土淤地坝沉积，尤其是天然淤地坝沉 黄土洼天然聚湫位于陕北子洲县裴家湾镇黄土 积剖面的全量元素分布及分布特征鲜有报道。淤 洼村，属无定河一级支流淮宁河中游南岸—庞家沟 地坝在拦沙蓄水的同时，搬运并重新沉积上游河流 流域。整个流域近似菱形，海拔在1058～1274m之 或侵蚀性降雨形成的泥沙，赋存于土壤中的元素也 间。坝控流域内主沟道南北走向，长4.21km，在主 随之迁移或近距离沉积。淤地坝系统作为独立的 沟道两侧有8条支沟，沟底已淤积成坝淤地，海拔 强烈沉积单元，能够说明环境变化对土壤的影响及 1058～1083m。该天然淤地坝形成于明隆庆三年 收稿日期：