长江流域“黄棕色土-红土”二元结构的年龄和发生学特征及末次间冰期以来古气候演变

在长江流域北部地区，第四纪红土上部常见一黄棕色土层。黄棕色土和下伏红土具有相似的风积成因特性，且呈连续过渡，无沉积间断。本项目拟用光释光（OSL）测年技术，对九江、郎溪两地网纹红土上部"黄棕色土-红土"二元结构进行详细的年代学研究，结合二元结构各层次土壤微形态和发生学特征、微体古生物学、有机碳稳定同位素以及其它古气候指标，对照深海钻孔氧同位素曲线、黄土高原"黄土-古土壤"序列和下蜀黄土的研究成果，判读黄棕色土/红土界面，以及黄棕色土层内部数个以黑色锰胶膜为标致的古风化层所对应的古气候事件，揭示长江流域末次间冰期以来的古气候演变。用OSL技术，进一步对咸宁、修水、南昌、宜兴、宣城、金华六地"黄棕色土-红土"二元结构进行年代学研究，揭示中国南方最后一期红土形成时代的纬度差异，探讨红土形成所必需具备的水热条件，以及末次间冰期以来中国南方红土发生的多期性。

中国长江中下游地区，地处南方红土与北方黄土的交接带， “黄棕色土—红土”二元结构土壤剖面十分常见。本项目在该区域广泛考察，确定九江、郎溪和宣州作为研究区域，各选择了两个典型剖面，进行了粒度、元素地球化学和矿物学特性，以及各种理化性状的分析；并对典型层次进行了OSL年代学研究。结果表明，剖面上部黄棕色土的粒度、元素地球化学和矿物学特性，与长江流域广泛分布的下蜀黄土相似，实则就是下蜀黄土；剖面下部的红土，游离铁和风化强度显著增强，但依然具有类似下蜀黄土的风成特性。不同“黄棕色土—红土”二元结构研究剖面，OSL年龄层次间吻合良好。黄棕色土（YBE）与下蜀黄土同源，形成于末次冰期，下界OSL年龄小于6万年。YBE层可进一步划分为两个亚层：上层，颜色均匀（10YB），OSL年龄约为1-2万年，可能对应于末次冰期盛期（LGM）；下层，含大量铁锰胶膜，OSL年龄为2.1- 5.7万年，可能对应于末次冰期气候最适期（LGO）。均质红土（URC）上界的OSL年龄约为6 万年，下界约为8万年；网纹红土（RRC）主体OSL年龄约为7.8 – 13.3 万年。研究剖面经OSL年龄校核的风化指标曲线，与黄土高原黄土—古土壤序列L1-S1段和深海氧同位素曲线相对应，上YBE对应MIS 2，下YBE对应MIS 3，RRC对应MIS 5，URC更多地指示末次间冰期至末次冰期的气候转型期。但RRC层中难以分辨MIS 5 中的5个亚事件，可能与红土强风化及古气候信息的叠加有关。研究剖面红土主体形成于末次间冰期，但依然具风成特性，表明了长江流域末次间冰期气候并不稳定，存在亚冰期与亚间冰期的轮回。处中国亚热带中部的长江流域，现代气候条件下，红土的发育已终止。但红土发育的截止日期，有由北而南延缓的趋势。在亚热带南部和热带地区，红土的发育仍在延续。受末次间冰期—冰期古气候轮回影响，长江中下游地区多种成土母质共生，造成不同地带性土壤在在小区域内平行分布。红土上发育的红壤实则是与现代气候不相称的残余古土壤。古气候演变对现代土壤的发生、分类和分布产生的重大影响，应引起充分重视。