論黃土中的碳酸鹽

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摘要：富含碳酸鹽是黃土的一大特性，對碳酸鹽的研究有著十分重要的意

義。本文簡要闡述了黃土中碳酸鹽的成因，有原生和次生兩類；并論述了黃土中碳酸鹽與古氣候的關系，表現(xiàn)為碳酸鹽含量的周期性變化表征干濕氣候的交替變化；以及碳酸鹽與黃土微形態(tài)的關系。關鍵字：黃土碳酸鹽古氣候微形態(tài)

前言

黃土在物質組成上一個十分重要的特征就是富含碳酸鹽（尋常達10-15%左右），據(jù)劉東生等測得洛川不同時代黃土中碳酸鈣平均含量為11.6%。八十年代以來，普遍認為黃土中碳酸鹽的成因有原生和次生兩種，其在不同地層中的含量特別是次生碳酸鹽的含量可以反映出當時的沉積環(huán)境及相應的古氣候。同時，對黃土中碳酸鹽對黃土微形態(tài)的影響也是研究的熱點之一。

一黃土中碳酸鹽的成因

黃土中的碳酸鹽有兩大類型：一類是原生碳酸鹽，是由源區(qū)的細粒物質經(jīng)風力搬運沉積下來的，并以碎屑物質存在，我國黃土中普遍存在的粉砂粒級的滾圓的方解石顆粒便屬于此類；另一類是次生碳酸鹽，是黃土堆積物受到大氣降水地下水生物活動的作用，在弱堿性介質的氧化環(huán)境中發(fā)生的次生碳酸鹽化和淋濾作用的結果，其存在形式主要有鈣質結核層（包括結核和鈣板）和碳酸鹽膠膜。

二黃土中碳酸鹽形成與古氣候的關系

黃土所處的沉積環(huán)境和古氣候的不同，會造成鈣質的淋溶程度和形成碳酸鹽含量的明顯區(qū)別。一般認為在黃土形成期，碳酸鹽含量較高，指示氣候環(huán)境干冷，在古土壤形成期，碳酸鹽含量低，指示溫暖潮濕的氣候環(huán)境。據(jù)孫玉兵等對甘肅西峰趙家川剖面黃土-古土壤序列的碳酸鹽測定，黃土序列中的0~130m，碳酸鹽含量呈周期性變化；黃土層的碳酸鈣含量一般高于古土壤層，也正證明白這一點。

在黃土形成時，由于降水比較少，風塵沉積物受到較弱的風化淋濾作用，沉積物中的原生碳酸鹽以及含鈣的礦物在受到淋濾作用形成次生碳酸鹽，以薄膜﹑斑點﹑假菌絲等形式保存下來。且黃土形成過程中風塵堆積物是在不斷堆積，淋濾的碳酸鈣不斷地淀積，所以黃土地層中碳酸鈣的含量一般較高，且碳酸鈣在黃土中不成層，以薄膜﹑斑點﹑假菌絲的形式存在。

在古土壤的形成期，氣候溫暖潮濕，降水較多，堆積的風塵沉積物受到明顯的風化淋濾作用，沉積物中原生碳酸鹽和含鈣礦物在淋濾作用下形成鈣離子，大量的隨土壤水向下遷移，因而古土壤中碳酸鹽被大量淋失，造成古土壤中碳酸鹽含量很低。然而，鈣離子遷移到一定深度，隨著土體中的二氧化碳含量的減少，微環(huán)境變成堿性，鈣離子和碳酸根離子結合，形成碳酸鈣沉積下來，若淋溶相對較弱，則形成較

多的鈣結核；假使淋溶猛烈，則形成鈣結核層和鈣板。

三黃土中碳酸鹽對黃土微形態(tài)的影響

黃土的次碳酸鹽化和碳酸鈣的淋濾及富集對黃土的微形態(tài)有著極大地影響，主要表現(xiàn)在大孔隙的形成和膠結作用。

粉塵堆積物在干旱﹑半干旱的環(huán)境中，發(fā)生次生碳酸鹽化，次生碳酸鹽與粉塵中粘粒物質結合構成大量微團聚體和微集合體，與膠粒物質一起附著于堆積物的孔洞內(nèi)，構成灰黃色﹑多空隙﹑有粒狀結構的微風化黃土。

粉塵堆積物在溫潤的環(huán)境中，發(fā)生碳酸鈣的淋濾作用，原生方解石長石遭遇風化，碳酸鹽向下淋濾，碳酸鹽和粘土共同構成碎屑顆粒的膠結物，空隙中分布有大量微晶粒狀﹑針狀方解石膠膜，同時碳酸鹽局部富集形成鈣質結核或鈣板，成為黃灰至紅黃色較密實有粒狀-斑狀結構的黃土。當碳酸鹽大量淋濾時，進一步發(fā)育成土壤。

另外，據(jù)張永雙等的研究，碎屑狀方解石不起膠結作用，只起骨架作用，超細碳酸鈣的含量隨粘粒含量的增高而增高，砂黃土中粘粒含量低，超細碳酸鈣的膠結作用相對較弱，但正是這種弱膠結作用使砂黃土呈微弱的膠結狀態(tài)，而不像典型的粗粉土那樣呈無粘結松散狀。

結論

黃土中的碳酸鹽對于古氣候環(huán)境的研究有著十分重要