黄土粒度分布中的超细粒组分及其成因(4)

多个剖面的粒度测量表明 ,黄土高原的黄土和古土壤中普遍存在超细粒组分 ,其平均粒径大致 014 μm,在全样中的含量大致 5%～6%。超细粒组分的含量在黄土中低 ,在古土壤中高;并且同一地层自西北至东南增加 ,这些特征都显示超细粒组分的形成与成壤作用强度相关。一般情况下超细粒组分的粒度在黄土中粗 ,在古土壤中细。

　6期孙东怀:黄土粒度分布中的超细粒组分及其成因　931

出粉尘细粒端的微小变化。高分辨率激光粒度仪的应用突破了这一限制,它在细粒端的高分辨率使得研究粒度在这一距间的变化成为可能。图2a和2b是典型的黄土粒度分布曲线,可以看出,除了组成粉尘主体部分的两个组分外,在细粒端存在一个很小

μm左右,在黄土中的组分,其平均粒径大约在015含量约3%,在古土壤中约5%

。

这里通过两个方面可以说明这一组分的存在。首先可通过单体分布的特征来说明。在不存在超细

μm以下粒组分的情况下,细粒组分的含量在小于2应是一个连续平滑变小的过程,并且这一变化在数量上服从分布函数,不可能存在含量变大的情况,而

在我们分析的所有黄土样品中(干旱区无成壤作用的除外),从细粒众数粒径向超细粒的变化中,从μm左右大多存在含量变大的情况,即使在某些样1

品中含量变大不明显,含量的变化也不符合单体分布的特征,即连续平滑地减小。其次,超细粒组分的存在,也可通过分布函数的拟合来说明。分别用无超细粒组分的两组分函数和有超细粒组分的三组分函数对黄土的分布曲线进行拟合的结果表明,在两组分函数的拟合中,超细粒部分拟合曲线明显偏离实测数据而落在其下,并且拟合的残差较高(见图2b);而在有超细粒组分的三组分函数拟合的结果

则与实测数据非常吻合,并且拟合残差也小得多(见图2a)。

需要特别说明的是,超细粒组分与早期报道的细粒组分在粒度特征和成因上完全不同。在粒度特征

μm,其众上,超细组分的粒度范围大致为0102～1100μm,在全样中的百数粒径和平均粒径都为014～015

分含量一般在5%左右,不超过8%;而细粒组分的粒

μm都有,平均粒径在黄土高原约为度范围为1～20

μm,最为特征的是其百分含量在黄土中一般变4～8

化在20%～90%之间,常作为全样的主要组分;在成因上,超细粒组分可能主要为次生的化学成因或生物化学成因,而细粒组分则为常态的粉尘物质。

3　超细粒组分的变化

311　西峰剖面

　　图3是西峰剖面末次冰期旋回以来序列的粒度

μm,在全样序列,超细粒的众数粒径平均值为0137

中的含量平均值为613%。可以看出超细粒组分在剖面上变化的基本特征是,其含量在黄土中低而在古土壤中高,例如,在第1层古土壤中超细粒组分的平均含量为7%,最高可达812%,而在马兰黄土中其平均含量为515%,最低为411%。超细粒组分粒

图3　西峰剖面的超细粒组分及其变化

(a)黄土的粒度组分　(b)古土壤的粒度组分　(c)超细粒度组分的含量和众数粒径　(d)磁化率

Fig.3　Supper2finecomponentsandtheirvariationintheXifengsection