论黄土中的碳酸盐

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摘要：富含碳酸盐是黄土的一大特性，对碳酸盐的研究有着十分重要的意

义。本文简要阐述了黄土中碳酸盐的成因，有原生和次生两类；并论述了黄土中碳酸盐与古气候的关系，表现为碳酸盐含量的周期性变化表征干湿气候的交替变化；以及碳酸盐与黄土微形态的关系。关键字：黄土碳酸盐古气候微形态

前言

黄土在物质组成上一个十分重要的特征就是富含碳酸盐（寻常达10-15%左右），据刘东生等测得洛川不同时代黄土中碳酸钙平均含量为11.6%。八十年代以来，普遍认为黄土中碳酸盐的成因有原生和次生两种，其在不同地层中的含量特别是次生碳酸盐的含量可以反映出当时的沉积环境及相应的古气候。同时，对黄土中碳酸盐对黄土微形态的影响也是研究的热点之一。

一黄土中碳酸盐的成因

黄土中的碳酸盐有两大类型：一类是原生碳酸盐，是由源区的细粒物质经风力搬运沉积下来的，并以碎屑物质存在，我国黄土中普遍存在的粉砂粒级的滚圆的方解石颗粒便属于此类；另一类是次生碳酸盐，是黄土堆积物受到大气降水地下水生物活动的作用，在弱碱性介质的氧化环境中发生的次生碳酸盐化和淋滤作用的结果，其存在形式主要有钙质结核层（包括结核和钙板）和碳酸盐胶膜。

二黄土中碳酸盐形成与古气候的关系

黄土所处的沉积环境和古气候的不同，会造成钙质的淋溶程度和形成碳酸盐含量的明显区别。一般认为在黄土形成期，碳酸盐含量较高，指示气候环境干冷，在古土壤形成期，碳酸盐含量低，指示温暖潮湿的气候环境。据孙玉兵等对甘肃西峰赵家川剖面黄土-古土壤序列的碳酸盐测定，黄土序列中的0~130m，碳酸盐含量呈周期性变化；黄土层的碳酸钙含量一般高于古土壤层，也正证明白这一点。

在黄土形成时，由于降水比较少，风尘沉积物受到较弱的风化淋滤作用，沉积物中的原生碳酸盐以及含钙的矿物在受到淋滤作用形成次生碳酸盐，以薄膜﹑斑点﹑假菌丝等形式保存下来。且黄土形成过程中风尘堆积物是在不断堆积，淋滤的碳酸钙不断地淀积，所以黄土地层中碳酸钙的含量一般较高，且碳酸钙在黄土中不成层，以薄膜﹑斑点﹑假菌丝的形式存在。

在古土壤的形成期，气候温暖潮湿，降水较多，堆积的风尘沉积物受到明显的风化淋滤作用，沉积物中原生碳酸盐和含钙矿物在淋滤作用下形成钙离子，大量的随土壤水向下迁移，因而古土壤中碳酸盐被大量淋失，造成古土壤中碳酸盐含量很低。然而，钙离子迁移到一定深度，随着土体中的二氧化碳含量的减少，微环境变成碱性，钙离子和碳酸根离子结合，形成碳酸钙沉积下来，若淋溶相对较弱，则形成较

多的钙结核；假使淋溶猛烈，则形成钙结核层和钙板。

三黄土中碳酸盐对黄土微形态的影响

黄土的次碳酸盐化和碳酸钙的淋滤及富集对黄土的微形态有着极大地影响，主要表现在大孔隙的形成和胶结作用。

粉尘堆积物在干旱﹑半干旱的环境中，发生次生碳酸盐化，次生碳酸盐与粉尘中粘粒物质结合构成大量微团聚体和微集合体，与胶粒物质一起附着于堆积物的孔洞内，构成灰黄色﹑多空隙﹑有粒状结构的微风化黄土。

粉尘堆积物在温润的环境中，发生碳酸钙的淋滤作用，原生方解石长石遭遇风化，碳酸盐向下淋滤，碳酸盐和粘土共同构成碎屑颗粒的胶结物，空隙中分布有大量微晶粒状﹑针状方解石胶膜，同时碳酸盐局部富集形成钙质结核或钙板，成为黄灰至红黄色较密实有粒状-斑状结构的黄土。当碳酸盐大量淋滤时，进一步发育成土壤。

另外，据张永双等的研究，碎屑状方解石不起胶结作用，只起骨架作用，超细碳酸钙的含量随粘粒含量的增高而增高，砂黄土中粘粒含量低，超细碳酸钙的胶结作用相对较弱，但正是这种弱胶结作用使砂黄土呈微弱的胶结状态，而不像典型的粗粉土那样呈无粘结松散状。

结论

黄土中的碳酸盐对于古气候环境的研究有着十分重要