南方網(wǎng)紋紅土研究概述

摘 要：分布在中國長江以南廣大地區(qū)的網(wǎng)紋紅土與下蜀土，是第四紀(jì)重要的地層單元，記錄了南方古環(huán)境演化的信息，是全球變化研究的焦點問題之一。其中，分布在贛北鄱陽湖區(qū)域性風(fēng)成堆積體系中的網(wǎng)紋紅土與下蜀土，地層厚、層序完整，是南方第四紀(jì)加積型陸相堆積的標(biāo)識性地層，是研究中國南方第四紀(jì)環(huán)境演化與網(wǎng)紋化形成過程的良好地質(zhì)載體。研究對于深刻認(rèn)識均質(zhì)網(wǎng)紋紅土這一第四紀(jì)地質(zhì)體，豐富土壤學(xué)的研究內(nèi)容和內(nèi)涵，具有重要意義，同時也有助于加深對南方第四紀(jì)全球變化的地環(huán)境與地生態(tài)效應(yīng)的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)紋紅土；下蜀土；古氣候

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

網(wǎng)紋紅土是我國長江中下游地區(qū)一種常見的地層，其分布范圍在氣候上大體與北、中亞熱帶相一致；海拔（除個別構(gòu)造運動比較強烈的地區(qū)外）一般都在500m一下；地貌上，多屬各級階地、低山與丘陵（李長安等，1997）。這種地帶性分布特點，揭示它與一定的地理環(huán)境和氣候因素有關(guān)，是一定地質(zhì)歷史時期的產(chǎn)物（朱顯謨，1948）。

2 網(wǎng)紋紅土特征

網(wǎng)紋紅土具有如下主要特征：

（1）多種沉積相，包括沖積、殘積、坡積、洪積、風(fēng)成堆積、基巖風(fēng)化殼及一些復(fù)合相堆積物。另外，一些學(xué)者認(rèn)為部分網(wǎng)紋紅土是冰磧物經(jīng)濕熱氣候條件下的淋溶產(chǎn)物；

（2）基質(zhì)部分，色調(diào)以紅色為主，網(wǎng)紋部分為灰白色、綠灰色或少數(shù)為黃褐色；

（3）網(wǎng)紋個體大小不一、稀密不均，大者如粗樹枝，小者如蠕蟲；稀疏者，僅見零星分布，密集者或者是網(wǎng)紋占多數(shù)，網(wǎng)紋面積大于基質(zhì)；

（4）網(wǎng)紋的組合形態(tài)具有多樣化特征，有網(wǎng)狀、樹枝狀和條帶狀，還可見斑塊狀；

（5）網(wǎng)紋紅土通常位于均質(zhì)紅土和礫石層之間，剖面厚度幾米到幾十米不等，網(wǎng)紋一般出現(xiàn)在整個剖面的中、下部，而其底部，往往會出現(xiàn)鐵質(zhì)結(jié)核或鐵盤。

早先的研究中，學(xué)者們根據(jù)第四系地層對比及其所處的地貌部位，認(rèn)為網(wǎng)紋紅土是中更新世的產(chǎn)物。隨著測年技術(shù)的發(fā)展，許多學(xué)者相繼開展了網(wǎng)紋紅土的地層年代學(xué)研究。前人利用ESR（電子自旋共振）測試了著名的宣城剖面的網(wǎng)紋紅土，認(rèn)為其年齡為中更新世早期（0.73-0.4MaBP）；喬彥松利用磁性地層學(xué)與熱釋光方法，認(rèn)為網(wǎng)紋紅土形成于0.78MaBP以后，而網(wǎng)紋紅土的母質(zhì)—長江中下游的風(fēng)塵堆積可能開始于0.85Ma BP。對江西修水網(wǎng)紋紅土的研究，李長安等（1997）認(rèn)為網(wǎng)紋紅土可由若干個強網(wǎng)紋層和弱網(wǎng)紋層交互構(gòu)成，其形成于早更新世末（約0.9MaBP）至晚更新世初（約0.1MaBP）。蔣復(fù)初等（1997）對九江長虹大道剖面進行的研究認(rèn)為，網(wǎng)紋紅土最初形成于約1.2 Ma BP，約在0.39 Ma BP左右結(jié)束，比宣城剖面略早。對安徽沿江網(wǎng)紋紅土的研究，認(rèn)為其年齡介于0.45-2.5MaB P；也就是說，網(wǎng)紋紅土形成于早更新世與中更新世的早期。但是，長江學(xué)者對星子沙嶺砂質(zhì)網(wǎng)紋紅土的光釋光測年認(rèn)為，成熟（典型）網(wǎng)紋紅土層的沉積時代早于8萬年，不成熟網(wǎng)紋（弱網(wǎng)紋）的沉積時代略晚于7.1萬年，而早于2.9萬年，這個研究結(jié)果，把網(wǎng)紋紅土的頂界年齡推進到晚更新世晚期。

對于網(wǎng)紋紅土的成因，眾說紛紜，總結(jié)前人的研究成果，我們認(rèn)為網(wǎng)紋的形成可歸為如下幾種：1）在坡積與基巖風(fēng)化殼等非均質(zhì)紅土中，紅土風(fēng)化到最后階段，所含的礫石亦遭風(fēng)化而形成褐、黃、白色交替網(wǎng)紋和斑塊這是所謂的石質(zhì)網(wǎng)紋化。2）植物根系對三價鐵的吸收，使土壤層中發(fā)生貧三價鐵現(xiàn)象，而呈現(xiàn)灰白、灰褐色網(wǎng)紋。前人有一些認(rèn)為，植物根系腐爛過程中產(chǎn)生的有機酸形成酸性還原環(huán)境，造成網(wǎng)紋經(jīng)歷了脫鐵過程而形成白色。暖濕的環(huán)境，植被繁茂，植物根系發(fā)達(dá)，土體內(nèi)經(jīng)歷了強烈的成壤作用，這對網(wǎng)紋化過程具有顯著的促進作用。3）在還原條件下，紅土中的三價鐵還原成二價鐵并沿裂隙發(fā)生移動后形成白色，部分鐵變成褐鐵礦產(chǎn)生黃色土，形成網(wǎng)紋。這兩點可總結(jié)為網(wǎng)紋的出現(xiàn)由鐵的非均質(zhì)遷移引起的，鐵在各種原因所形成的空隙、裂隙中遷移、聚集或流失，會造成在土體中的非均勻分布，并可在下部層位形成鐵錳結(jié)核或（和）鐵盤。4）網(wǎng)紋紅土是地下水的產(chǎn)物，且與地表水、地下水的淋溶作用有成因作用。徐馨認(rèn)為網(wǎng)紋紅土的形成最常見、最重要的是與活動的地下水關(guān)系最為密切。雨季排水不暢，地下水位普遍升高形成一個還原環(huán)境，旱季時則相反，形成氧化環(huán)境。這種水環(huán)境的交替作用，使土體產(chǎn)生膨脹與收縮，進而產(chǎn)生一些微小裂隙，為低價鐵的產(chǎn)生和遷移提供了可能，最終形成網(wǎng)紋紅土。不論網(wǎng)紋紅土形成過程多么復(fù)雜，必須承認(rèn)的一點是：網(wǎng)紋紅土的網(wǎng)紋和紅色，不是原有的，而是不同時代、多種沉積物（包括風(fēng)成沉積）在中更新世濕熱氣候環(huán)境之下長期淋溶和風(fēng)化的產(chǎn)物。

除了傳統(tǒng)的地質(zhì)、地貌、化學(xué)、生物學(xué)與土壤學(xué)方法研究之外，土壤微形態(tài)學(xué)，通過顯微方法對土壤生物、土壤礦物、土壤新生體、土壤壘結(jié)和土壤微化學(xué)現(xiàn)象的觀察與統(tǒng)計的應(yīng)用，使其成為土壤學(xué)研究的一個重要分支。它通過微形態(tài)來研究土壤的發(fā)生、發(fā)育，同樣極大地促進了網(wǎng)紋紅土的研究。利用其微形態(tài)學(xué)方法并結(jié)合粘土礦物學(xué)與土壤化學(xué)方法，分析了網(wǎng)紋紅土和白色網(wǎng)紋的形態(tài)學(xué)、化學(xué)和礦物學(xué)特征，從而探討了網(wǎng)紋紅土成壤期的氣候-環(huán)境特征；認(rèn)為網(wǎng)紋紅土經(jīng)歷了紅色基質(zhì)形成期、以脫鐵作用為主要標(biāo)志的白色網(wǎng)紋形成期和后期的溫帶-亞熱帶成壤過程交替出現(xiàn)期。作者進一步分析認(rèn)為，白色網(wǎng)紋形成時期，東亞季風(fēng)環(huán)流控制的長江以南，干季不明顯，因此網(wǎng)紋的形成代表了東亞夏季風(fēng)環(huán)流的極端強盛期。其他學(xué)者對網(wǎng)紋紅土的微形態(tài)觀察認(rèn)為，網(wǎng)紋紅土具有典型濕熱森林土壤特征，有許多與植物根系生長有關(guān)的微形態(tài)現(xiàn)象，并有多次粘粒運移和沉淀過程，可能是氣候波動在土壤中的反映。

3 鄱陽湖地區(qū)網(wǎng)紋紅土

在贛北鄱陽湖地區(qū)太平關(guān)剖面，下蜀黃土直接覆蓋在網(wǎng)紋紅土之上；不管是紅土還是黃土，土體內(nèi)部都存在網(wǎng)紋；在紅土層中，粗大且密集的網(wǎng)紋與稀疏且細(xì)小的網(wǎng)紋交替發(fā)育，在黃土層中，網(wǎng)紋雖不典型，但是網(wǎng)紋化現(xiàn)象從上到下普遍存在，只是程度有所差異。

不管是網(wǎng)紋紅土還是下蜀土，其在區(qū)域性粉塵堆積過程中，都是在冰期環(huán)境下完成的；譬如贛北黃土，是在最近的一次冰期由區(qū)域粉塵堆積而成。而末次冰期，從約90kaBP-約10kaBP，持續(xù)近8萬年，期間包括了兩個盛冰期（MIS4與MIS2，深海氧同位素4階段與2階段）和一個大間冰階（MIS3）。盛冰期粉塵顆粒粗、粉塵速度快、成土作用程度弱，而間冰階，冬季風(fēng)較弱，粉塵顆粒較細(xì)、粉塵堆積速度慢、氣候較為適宜，成土作用較為強烈，由此造成的土體的物理屬性與冰期有所差異。

參考文獻(xiàn)

[1]李長安，顧延生.江西修水第四系網(wǎng)紋紅土的地層學(xué)研究[J].地層學(xué)雜志，1997，21（3）： 226-232.

[2]朱顯謨.中國南方的紅土與紅色風(fēng)化殼[J].第四紀(jì)研究，1993（1）：75-84

作者簡介

徐傳奇（1990—），男，山西呂梁人，碩士學(xué)歷，江西師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，研究方向：全球變化與區(qū)域響應(yīng)。