黄土高原黄土绿泥石风化强度的空间特征与气候梯度

Spatial gradient of East Asian summer monsoon during the interglaical periods is a crucial issues in the field of the past glabal changes.This project aims to examine the temporal and spatial variations of chlorite weathering of the loess and paleosol samples in the Chinese Loess Plateau using the X-ray Diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscope. Combining with the climate control factors on chlorite weathering of the modern surface samples, we will reveal the chlorite weathering process and its change mechanism,further develop the chlorite weathering index sensitive to paleo-weathering intensity. By using this index, we will analyze the spatial gradient不 characteristics of chlorite weathering in the different interglacial paleosol. Combined with the results of previous researches, characteristics of Asian summer monsoon in the different interglacial periods and its driving mechanism.

本项目拟运用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等技术手段，对黄土高原代表性黄土-古土壤层中绿泥石风化作用的时空间变化特征进行系统研究，并结合现代表土样品中绿泥石风化作用的气候控制因素，揭示绿泥石风化过程及变化机制，进一步提取对风化成壤强度较为敏感的绿泥石风化强度指标，分析不同间冰期古土壤绿泥石风化作用的空间梯度特征，结合已有研究资料，探讨在不同间冰期东亚夏季风环流行为特征及其驱动机制。

黄土高原的第四纪黄土-古土壤序列是全球古环境变化的重要载体。绿泥石风化机理及其对环境指示作用有助于挖掘黄土沉积的古环境信息。本项目采用X-射线衍射、扫描电镜和透镜技术开展了黄土高原中更新世以来两个断面特征时期代表性层位和现代表土样品的绿泥石、伊利石等粘土矿物测试分析。. 获得如下研究进展。(1) 揭示了绿泥石的化学风化特征。在同一剖面，古土壤样品的Fe绿泥石相对含量均低于下伏黄土；在空间上，自西北向东南所有样品的Fe绿泥石相对含量显著逐渐减少，古土壤减少趋势显著高于黄土。因此，绿泥石的化学风化呈现出的主要特征表现为Fe2+的淋失。（2）建立了绿泥石风化强度指标。在每个剖面中，古土壤绿泥石衍射峰比值（0.47/0.7nm）均高于下伏的黄土层；其次，每个剖面中，古土壤绿泥石衍射峰比值大小顺序是S5-1、S1、S4、S3、S0和S2，该顺序与磁化率不完全一致，但与土壤风化强度（游离铁/全铁值）和微形态学研究结果基本一致；第三，从空间上，每个层位的绿泥石衍射峰比值呈现出自西北向东南逐渐增加趋势，其中古土壤显著强于黄土层。可见，绿泥石衍射峰比值可以反映黄土风化成壤强度，是一个可靠的东亚夏季风强度指标。（3）探讨了东亚夏季风环流空间特征与气候梯度。间冰期时黄土高原地区风化成壤强度和南北气候梯度不具严格的对应关系。S1和S5-1指示了当时较强的夏冬季风环流，南北气候梯度大；而S0和S4发育时期，较弱的夏冬季风环流，南北气候梯度减小。因此，黄土高原风化成壤强度的空间变化指示了冬、夏季风环流不同的消长关系。该研究结果对进一步研究高低纬度气候驱动力具重要参考价值。