第5章 黄土的物质成分.ppt

1、第五章黄土的物质成分，2010年11月17日，5.1黄土的粒度成分，5.1.1中国黄土的粒度成分的特征黄土粒级的划分，各意见相当不一致。 在此，采用粗砂2.0000.500mm=-1.00 1.00中砂0.5000.250mm=1.00 2.00细砂0.2500.100mm=2.00 3.32微砂0 . 用值表示0.0100.005mm=6.64 7.64粘土7.64粒径的方法：=-log2d d粒径(mm )，中国黄土粒度成分具有以下特点：黄土中以粉砂粒子为主，其中粗粉砂绝对优势，微粉砂含量少的马兰黄土粉砂含量为17.9% 71.35 % 多为50 %以上其中粗粉砂的宽度为15.5 % 64

2、.4 %，多为45 %以上的微粉砂的含量极少，宽度在0.55 % 15 %之间，多为6 % 8 %左右。 离石午城黄土粗粉砂含量为30.25 % 62.3 %； 微粉砂的含量变化为3.7 % 13.4 %，以粗粉砂为主，更集中。 山东和柴达木马兰黄土除了含有极少量的中粗砂外，其他大面积的样品分析结果表明黄土一般不含0.25mm的中粗砂粒。 黄土中含有的磨粒主要是微粒子。 马兰黄土微砂含量电喇叭为4.5 % 71.1 %，平均值为20 % 30 %，细砂含量极少，电喇叭为0.08 % 6.5 %，平均值在1 %左右，0.1mm是重要界限线。 黄土粒子的大部分在这个粒径(微砂上界)之下。 马兰黄土

3、粘土的含量变化为7.0 % 35.7 %，平均值在15 % 25 %之间。 离石午城黄土粘土含量为9.2 C.6%，平均值为23%。 离石午城黄土比马兰黄土粘性大，马兰黄土多属于粉质亚粘土，少数是粉质亚砂土的离石午城黄土主要是粉质亚粘土的少数是粉质粘土。 为了表现黄土的平均粒径，将粒子分析结果在累积曲线上的含量为50%时的粒径称为中值(中位数)，用Md表示。 总的来说，所有黄土在与这样广阔的地区不同的时代，粒度成分非常均匀，变化不大。 这说明形成它的动力是稳定的。 筛选系数(S0 )说明粒子大小的均匀性，能够判别输送距离的接近度。 通常，输送距离越远，筛选的程度越好。 四分位法是计算筛选系数的

4、方法之一的S0 Q3第一四分位、累积曲线上的25%含量的粒径值Q1第三四分位、累积曲线上的75%含量的粒径值。 与五洲四海的黄土粒度成分相比，中国黄土和前苏联黄土的相似之处是以粉土为主，特别是以粗粉土为主。 其差异在于，苏联黄土中0.25mm粒级(中砂)的含量可以达到12.3%，而中国黄土中几乎没有。 然而，细砂(0.250.1mm )和微砂(0.10.05mm )在中国黄土中比前苏联黄土高。 中国黄土的粗粉砂含量比前苏联黄土高，微粉砂含量比前苏联低，粘土含量比前苏联高。 因此，中国黄土比前苏联黄土粗粒少，细粒多，总体更细。 匈牙利多瑙河中游盆地的黄土，按粒度成分可以分为和我国黄土一样典型的黄

5、土、砂黄土、黄土质砂。 由于美国黄土颗粒的组成占绝大多数，不含2mm以上的中砂，细砂在1.8%以下，微砂最大在18.9%，粘土含量在5%以下，所以是粉黄土。 综合来看，五洲四海黄土以粉砂颗粒为主，具有风尘特征的共性，说明了黄土的风成原因，个别情况下，中、粗砂有少数加入，是其他营业力参与的影响。 5.1.2中国黄土粒度在空间上的变化规律，研究表明，黄土粒度总体上是均匀的，但也有区域性的变化，根据区域性的分布将黄河中游地辖区的马兰黄土从西北向东南划分为三个带：沙黄土带、粉黄土带、粘黄土带。 从马兰黄土的中位数来看，明显呈现出从西北向东南由粗向细的变化规律。研究表明，中国黄土这一从西北向东南、从大戈

6、壁区向外、粗细的规律，与形成黄土的主要营力区域性风向有关。 5.1.3中国黄土粒度成分随时间的变化，根据王伸梅等人的研究，不同时代的黄土粒度成分与各地的马兰黄土没有显着差异，都是粉砂占绝对优势，宽46.7g.6%，平均含量53.78a.88%，其中都含有粗粉0.22 说明不同时代黄土的成因的根本一般无二。 剖面上显示出不同粒级成分的规律变化：微砂和粗砂有从下向上增加的趋势，粘土有从下向上减少的趋势。 黄土比较均匀，肉眼看不见颜色，结构变化更加无层次，但朱海详细研究表明，黄土在粒度组成上并非绝对均质体，而存在着不明或隐藏的粒度韵律层。5.2黄土矿物成分、中国黄土中的矿物可分为2种：碎屑矿物和黏土

7、矿物5.1.2中国黄土碎屑矿物在中国黄土中发现了60馀种碎屑矿物，其中以他生矿物为主、以自生矿物为主的黄土中的主要矿物为轻矿物(比重2.90 )，一般占4%7%，发生变化黄土屑矿物的组成在很大的区域比较均匀。 同样，只是形态和含量略有不同。 黄土碎屑矿物中有各种岩浆岩矿物，也有变质岩和沉积岩中的矿物，这是其他沉积物中没有的，也就是说黄土具有“多矿性”。 这说明黄土物质来源于广阔的地区，各种矿物混入了一盏茶。 2、根据总体均匀性的化学基，黄土矿物成分在地域上也有若干差异。 各地黄土中的重矿物都以稳定和比较稳定的矿物为主，不稳定的矿物很少，这说明黄土原始物质在沉积前未遭遇强烈风化。 3 .根据时代

8、不同黄土中的矿物成分总体上说变化不大，但也有几个小的变化。 不稳定矿物有从断面底部向上变化增加的倾向，稳定矿物有从下向上减少的倾向，稳定矿物变化极小，这可能与气候干燥的倾向，旧黄土的风化有很强的关系。 4、鉴别不同性状黄土的指标魏兰英属于角闪石类、帘石类和不透明矿物类三种矿物分别属于不稳定矿物、较稳定矿物和稳定矿物三关矿物中的优势矿物，建立了它们的相关方程式。 其中角闪石类含量()与不稳定矿物含量(u )、帘石类(y )与较稳定矿物(w )及不透明矿物(z )与稳定矿物(q )的关系均为显着的正相关关系，相关系数分别为0.896、0.72和0的角闪石类含量()与不透明矿物(z )、帘石类(y

9、) 角闪石类(x )和帘石类(y )变化地相互独立，没有明显的关系。 在表生环境中，角闪石类矿物多为易风化的不稳定矿物，不透明矿物为难风化的稳定矿物，帘石类界介于两者之间。 为了提取这样的信息，K1角闪石系矿物含量/帘石系矿物含量的简称：角/帘比、x/y； K2角闪石系矿物含量/不透明矿物含量简称：角/不透明比、x/Z； K3=帘石类矿物含量/不透明矿物含量的简称：帘/不透明比、y/Z； 另外，F=K1 K2，实验表明，S8以上的古土壤的f值明显低于其上下黄土层，即S8以上的黄土主要呈淡灰黄色、疏多孔质、大孔发育，接近富钙元素和马兰黄土的典型性。5 .黄土与冲洪积黄土状土、冲积黄土状土的矿物成

10、分比较，典型的黄土比冲洪积黄土状土含有更多的不稳定矿物，而云母等板状矿物在后者的土中多，说明黄土的风化作用弱。 矿物按粒级分配分布的粒级宽而粗，洪水积、冲积黄土状土中的重矿物分布窄而细。 黄土中的碳酸盐屑矿物和冲洪、冲积黄土状土也有差异：黄土中的碳酸盐含量最高，古土壤最低，冲洪积、冲积黄土居中间。 黄土中的碳酸盐矿物颗粒粗糙，多集中在细砂级，其他一些沉积物多集中在细砂。 黄土中的碳酸盐粒子大多呈圆形，缺乏完整的结晶，而黄土状土中的碳酸盐粒子很少呈圆形，有棱角的粒子大多可能是次生的。 黄土中碳酸盐的特点是分散均匀，不相互连接，局部粉末状和粘土形成团粒，作为薄膜附着在大颗粒表面。 冲积黄土状土中碳

11、酸盐粗粒子的边缘有溶解现象，细粒分布的不均匀总是链状地填充细孔。6人对甘肃前震旦纪秦岭组、古近纪甘肃组粉砂岩、白垩纪河口组粉砂岩、第四纪安宁组砂岩和黄河现代冲积物及鄂尔多斯纪岩中重矿物成分进行分析，发现矿物组合非常单调，种类少于黄土，尤其是不稳定矿物中角闪石和辉石类含量极少。 这表明，这些个的堆积物完全风化，不稳定矿物正在消失，而黄土则与此无关，其物质来源于风化作用较弱的干燥沙漠地带。 7研究表明，黄土与北方的沙漠有一定的关系。 但黄土的一些物质来源可能更远。 马兰黄土含有大量的石榴子石和锆英石，说明它受鄂尔多斯沙漠的影响很大，而离石黄土中角闪石类和绿帘石、黔帘石类矿物较少，与鄂尔多斯沙漠的关

12、系似乎并不如马兰黄土那么密切。 现代砂说表层以晚更新世和全新世的砂为主，与离石黄土相关的砂大多没有露出。8中国华北、西北各地黄土的重矿物成分种类和含量均与五洲四海相似。 但也存在一些差异，中国黄土矿物成分比较复杂，辉石、角闪、石头、植物墙石和云母类相当多，锆英石、金红石、石榴石等含量少，而刚玉、磷钇金属钍矿和海绿石等矿物，特别是海绿石在前苏联和匈牙利黄土中大量这可能与各黄土物源地辖区地质情况的差异有关。 522黄土中的黏土矿物、黄土黏土矿物以伊利石为主，有高岭石、蒙脱土、绿泥石、蛭石及少量无序和混合层结构矿物。 各时代黄土黏土矿物的组成基本相似，但各矿物在相对数量上有差异，午城黄土比马兰黄土含有更多的蒙脱土、蛭石和少量绿泥石和高岭石。 古土壤和黄土在黏土矿物上的差异主要表现为伊利石的结构变化