徐洪陽 鄭祥民 周立旻 任少芳 王小玉 玄曉娜

(華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 地理信息科學(xué)教育部重點實驗室 上海 200241)

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南京周家山下蜀黃土石英顆粒特征及其物源意義

徐洪陽 鄭祥民 周立旻 任少芳 王小玉 玄曉娜

(華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 地理信息科學(xué)教育部重點實驗室 上海 200241)

下蜀黃土的成因和物源一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點。對南京周家山下蜀黃土的石英粒度和石英表面微結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)果顯示：粉砂粒級石英顆粒(5～50 μm)占絕對優(yōu)勢；<20 μm組分平均含量為42.76%，<30 μm組分平均含量為62.98%；粒度分布曲線和累積曲線總體具有顆粒偏細，呈正偏態(tài)，分選較差，峰形尖銳，雙峰曲線不對稱的特征；粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線呈“雙峰”分布，兩個明顯的標(biāo)準(zhǔn)偏差峰值分別出現(xiàn)在7.962 1 μm和39.905 2 μm。石英顆粒表面形態(tài)主要以次棱角狀為主；表面機械結(jié)構(gòu)具有豐富的蝶形坑、曲脊、貝殼狀斷口，部分表面出現(xiàn)平行節(jié)理面、V形坑；不同粒級組分表面形態(tài)和機械結(jié)構(gòu)特征存在差異。分析表明，南京周家山下蜀黃土屬典型風(fēng)成成因堆積物，是多源區(qū)物質(zhì)高度混合搬運堆積的結(jié)果。

石英粒度 表面微結(jié)構(gòu) 物源 下蜀黃土 周家山

0 引言

下蜀黃土是長江中下游地區(qū)廣泛分布的中晚更新世淺黃色或黃棕色土狀堆積物，是我國第四紀(jì)黃土地層的重要組成部分[1]。近年來，眾多學(xué)者對下蜀黃土的成因[2-5]和物源[6-11]等問題進行研究。在成因問題上，鄭樂平等人根據(jù)前人研究成果系統(tǒng)評述了下蜀黃土的風(fēng)成說、水成說和多成因說，認為從搬運營力的先后和主次來說，風(fēng)成應(yīng)為第一位[2]；李徐生等[3]也從沉積學(xué)、地球化學(xué)[4]等角度論證了鎮(zhèn)江地區(qū)下蜀黃土的風(fēng)成成因，為大多數(shù)學(xué)者所認同。在物源問題上，下蜀黃土為多源區(qū)物質(zhì)高度混合搬運堆積物的觀點逐漸明朗[4,10]。有的學(xué)者認為下蜀黃土的粉塵主要來自我國北方的沙漠，與黃土高原同源[1,6-7]。還有學(xué)者認為主要來自冰期暴露的長江河谷[8]、當(dāng)?shù)貨_積平原松散沉積物[9-10]或大陸架沉積[11]。然而，從更多角度的研究有助于深入理解該套沉積物的成因和物源。

石英是風(fēng)塵黃土中的主要組成礦物之一[12]。因其抗風(fēng)化強度大的特點，風(fēng)塵堆積過程中的石英粒度不易被后期的成壤作用等改造而更好的反映原始粉塵的粒度狀況，對源區(qū)特征、搬運動力等有很好的指示作用。同樣因其硬度大、在表生環(huán)境下化學(xué)穩(wěn)定性強的特點，加之石英為輕礦物，容易被搬運，石英顆粒的表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)特征常被用來理解沉積物的搬運介質(zhì)和物質(zhì)來源[13-14]。

通過分析南京周家山下蜀黃土石英粒度分布、表面微結(jié)構(gòu)特征，探討其下蜀黃土的形成機制及其物質(zhì)來源，可為重建北亞熱帶第四紀(jì)古環(huán)境提供理論依據(jù)，對理解和認識區(qū)域粉塵傳輸機制具有重要的理論意義。

1 剖面特征

采樣剖面位于南京市棲霞區(qū)，寧鎮(zhèn)山脈西北方的周家山(32°09′49.51″ N，118°53′43.17″ E)(圖1)。所見為新鮮的取土剖面，高6 m，野外據(jù)顏色將剖面分為5層，自上而下分別為La上黃土層，厚70 cm、厚Sa上古土壤層，厚130 cm、Lb中黃土層，厚160 cm、Sb下古土壤層，厚110 cm、Lc下黃土層，厚130 cm，以下為沖積礫石層(未見底)，底層樣品ESR測年結(jié)果約為350 ka，屬晚中更新世以來形成的堆積物[15]。采樣間距為10 cm，共采集樣品61個。

2 測試和分析方法

石英單礦物的分離和提純采用焦硫酸鉀熔融—氟硅酸浸泡法，詳細步驟參考文獻[16]。改進地方有：加鹽酸去除碳酸鹽過程，將電熱板加熱改成水浴加熱，以保證受熱均勻，使樣品充分反應(yīng)。

獲得的樣品隨機抽查4個，在華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院X射線衍射儀上檢測石英純度，結(jié)果均顯示無其他礦物(圖2)。

孫有斌等[16-17]通過對分離前后石英顆粒的表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)觀測發(fā)現(xiàn)高溫(650℃)、強酸及強氧化反應(yīng)等化學(xué)過程并不會對石英表面造成明顯的溶蝕痕跡，認為此方法提取的石英可以用來進行單顆粒微形貌的研究。不少學(xué)者[13,18-19]運用此方法分離石英進行了表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)的分析，證實了此方法的合理性。

石英粒度在華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院Mastersizer 2000激光粒度儀上測量，測量范圍為0.02～2 000 μm，測量誤差小于2%。

石英顆粒表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)觀測：選取剖面中150 cm、260 cm、440 cm、520 cm處的4個樣品共76粒受后期成壤作用較弱的石英顆粒，在華東師范大學(xué)電子顯微鏡中心TM3030Plus 型掃描電子顯微鏡下觀測。

圖2 典型樣品X射線衍射分析結(jié)果(440 cm)Fig.2 X-ray diffraction analysis of typical sample(440 cm)

3 結(jié)果

3.1 石英粒度特征

3.1.1 石英粒度組成

粗、細顆粒百分含量是黃土粒度研究中常用的指

標(biāo)。去除后期成壤作用影響的石英顆粒粗、細組分含量的變化可以反映搬運動力大小與其搬運物質(zhì)來源。本次研究采用5 μm、10 μm、50 μm作為黏粒、細粉砂、粗粉砂和砂粒的分界點[20]。粒度分析表明(圖3)，南京周家山下蜀黃土剖面各粒級組成有如下特征：

砂粒組分(>50 μm)：剖面中所測試樣品均未發(fā)現(xiàn)粒徑>250 μm的顆粒。>100 μm的顆粒組分含量變化于0.04%～0.31%之間，平均含量為0.16%，含量非常低；>50 μm的顆粒組分含量變化于10.59%～15.63%之間，平均含量為12.57%，各樣品間變化幅度較小，都保持在10%以上；其中50～100 μm的極細砂粒組分含量變化于10.53%～15.39%之間，平均含量為12.41%。

粉砂組分(5～50 μm)：剖面各樣品粗粉砂(10～50 μm)組分的含量最高，為眾數(shù)粒組，變化于61.98%～69.13%之間，平均含量為65.4%，變化幅度較小；細粉砂(5～10 μm)組分含量變化于6.22%～10.29%之間，平均含量為8.69%。

黏粒組分(<5 μm)：剖面中黏粒組分含量變化于9.84%～16.19%之間，平均含量為13.34%，為次眾數(shù)粒級?？傮w變化趨勢與細粉砂組分相同，與粗粉砂組分相反。

其他重要組分(<20 μm、<30 μm)：剖面中<20 μm粒級組分含量變化于34.91%～47.74%，平均含量為42.76%；<30 μm粒級組分含量變化于56.24%～67.05%，平均含量為62.98%。

3.1.2 石英粒度分布

在粒度分析中，粒度頻率曲線因能更加直觀準(zhǔn)確地反映各粒度組分信息常被用來追索各沉積組分對應(yīng)的物質(zhì)來源和成因方式[21]。南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度頻率曲線總體呈雙峰態(tài)特征(圖4A)，即一個較高的主峰和一個低矮的次峰。剖面各樣品石英粒度分布范圍變化于0.3～110 μm之間，呈正偏態(tài)分布。第一眾數(shù)粒徑都分布在30 μm附近，并且自眾數(shù)粒徑向粗粒端減小的速率比向細粒端快。

粒度累積曲線常被用來反映沉積物的搬運方式及其不同搬運方式下分選性好壞[22]。南京周家山下蜀黃土石英粒度累積曲線呈近45°斜角窄態(tài)的“S”型分布(圖4B)。累積粒度范圍短，<63 μm組分占絕對優(yōu)勢，主要以懸浮和跳躍搬運為主。懸浮段內(nèi)曲線呈標(biāo)準(zhǔn)的二段式，兩段截點在10～15 μm之間。截點之前，曲線較平緩，石英顆粒分選較差；截點之后，曲線較陡，石英顆粒分選較好。剖面各樣品粒度頻率分布曲線和頻率累積曲線變化小，變化趨勢基本一致。

采用矩值法對南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度參數(shù)進行計算[23]。運用 Gradistat 軟件計算石英粒度參數(shù)(圖5)，并根據(jù)給定的判別標(biāo)準(zhǔn)(φ值標(biāo)準(zhǔn))分析。粒度參數(shù)能夠反映物源和沉積物的形成環(huán)境[24]，主要包括平均粒徑、分選系數(shù)、偏度和峰度。剖面石英粒度平均粒徑變化范圍在15.60～20.93 μm之間，總平均粒徑為17.71 μm。分選系數(shù)變化在1.49～1.67之間，平均分選系數(shù)為1.59，分選較差。偏度變化于1.05～1.50之間，平均偏度值為1.23，正偏明顯，顆粒偏細；剖面峰度變化范圍為3.54～5.26，平均峰度值為4.16，峰形為窄峰態(tài)。根據(jù)φ值標(biāo)準(zhǔn)綜合判別，南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度總體具有顆粒偏細，呈正偏態(tài)，分選較差，峰形尖銳，雙峰曲線不對稱的特征。據(jù)北方黃土石英粒度參數(shù)研究[18,21]，平均粒徑變化在19～26 μm之間；分選系數(shù)變化于1.08～1.26之間；偏度變化在0.61～0.82之間；峰度變化于2.86～3.47之間。與北方黃土相比，下蜀黃土石英顆粒平均粒徑更細，造成了顆粒更正偏；粗顆粒的減少造成了峰度值變大。

圖3 南京周家山剖面下蜀黃土石英粒度各組分含量變化Fig.3 Vertical variation of the quartz grain size contents of the Xiashu Loess section in Zhoujiashan Nanjing

圖4 南京周家山剖面下蜀黃土石英粒度頻率分布曲線(A)和頻率累積曲線(B)Fig.4 The quartz grain size distribution and cumulative curves of the Xiashu Loess section in Zhoujiashan, Nanjing

圖5 南京周家山剖面下蜀黃土石英粒度參數(shù)變化Fig.5 Vertical variation of the quartz grain size parameters of the Xiashu Loess section in Zhoujiashan, Nanjing

3.1.3 石英粒度的粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線

粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差變化曲線反映不同樣品的粒度含量在各粒徑范圍內(nèi)的差異性。高的標(biāo)準(zhǔn)偏差值反映了不同樣品的粒度含量在某一粒徑范圍內(nèi)差異較大，低的標(biāo)準(zhǔn)偏差值則反映了粒度含量在某一粒徑范圍內(nèi)差異較小，據(jù)此確定樣品序列中粒度變化存在明顯差異的粒度組分的個數(shù)和范圍，這些粒度組分與物源和沉積動力密切相關(guān)[24-25]。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差計算公式[26-27]，計算南京周家山下蜀黃土剖面61個樣品的粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見圖6。圖6顯示了用粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差的算法獲得的每個組分的標(biāo)準(zhǔn)偏差隨粒級的變化。南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度的粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線呈現(xiàn)“雙峰”分布。2個明顯的標(biāo)準(zhǔn)偏差峰值分別出現(xiàn)在7.962 1 μm和39.905 2 μm，所對應(yīng)的粒度組分范圍分別為0.399 1～15.886 6 μm，15.886 6～112.468 3 μm。

圖6 南京周家山剖面下蜀黃土石英粒度粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線Fig.6 Grade-standard deviation curves of the quartz grain size of the Xiashu Loess section in Zhoujiashan, Nanjing

3.2 石英顆粒表面形態(tài)特征

采用特征顆粒百分比法對76粒石英顆粒進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表1。采用以5～30 μm、30～50 μm分粒級進行統(tǒng)計是基于中遠距離(1 500 km以上)風(fēng)塵沉積傳輸?shù)念w粒主要以<30 μm組分占絕對優(yōu)勢[28]的嘗試，試圖從比較兩者異同的角度，探討下蜀黃土的物源問題。

3.2.1 石英顆粒形態(tài)

石英顆粒形態(tài)是區(qū)別外營力種類和搬運距離長短的重要標(biāo)志[29]。南京周家山下蜀黃土石英顆粒(圖7A)以不規(guī)則多面體占絕對優(yōu)勢，極少數(shù)為近橢球體。根據(jù)顆粒磨圓度標(biāo)準(zhǔn)[30]進行統(tǒng)計表明，南京周家山下蜀黃土石英顆粒以次棱角為主，占58%；尖棱角和次圓狀次之，分別占25%和17%；沒有出現(xiàn)圓狀顆粒。

在5～30 μm粒級中，石英顆粒形態(tài)主要以次棱角狀和次圓狀為主(圖7:1～8)，分別占64%和26%，尖棱角僅占10%，顆粒邊緣出現(xiàn)較多的凸邊，棱角不尖銳；在30～50 μm粒級中，石英顆粒形態(tài)主要以次棱角狀和棱角狀為主(圖7:9～16)，兩者所占比例相當(dāng)，分別為51%和41%，次圓狀僅占8%，顆粒棱角分明，多為直角或銳角棱角，出現(xiàn)凹邊和直邊。

3.2.2 石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征

石英顆粒表面微結(jié)構(gòu)特征主要分為機械結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)結(jié)構(gòu)特征。石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征的形成主要受后期搬運動力(風(fēng)、流水、冰川等)的影響，不同搬運動力作用在顆粒表面的機械結(jié)構(gòu)特征不同。以風(fēng)為搬運動力的石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征主要有蝶形坑、平行節(jié)理面、麻面結(jié)構(gòu)、曲脊等；以流水為搬運動力的石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征主要有V形坑、水下磨光面、貝殼狀斷口等；而大貝殼狀斷口、壓坑、平行擦痕等則是以冰川為主要搬運動力的石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征[31]。

表1 南京周家山下蜀黃土石英顆粒形態(tài)、表面機械結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計

圖7 石英表面微結(jié)構(gòu)及其對比編號說明：A為石英顆粒形態(tài)，Lc；B為蝶形坑，Sb；C為曲脊+蝶形坑，Lc；D為翻卷節(jié)理薄片，Sa；E為平行節(jié)理面，Sa；F為貝殼狀斷口，Sb；G為V形坑，Sb；H為水下磨光面，Sb。1、2、9、10為Sa ；3、4、11、12為Lb；5、6、13、14為Sb；7、8、15、16為Lc。1～8為5～30 μm顆粒；9～16為30～50 μm顆粒。Fig.7 Surface micro-structure of quartz grains and its comparison

Newsome[32]研究認為，特征出現(xiàn)頻率大于75%為大量出現(xiàn)，25%～75%的為正常出現(xiàn)，2%～25%的為少量出現(xiàn)，小于2%為極少量出現(xiàn)，甚至不出現(xiàn)。南京周家山下蜀黃土石英顆粒表面機械結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計結(jié)果如下：

從全粒級看，蝶形坑(圖7B)出現(xiàn)概率為87%，為大量出現(xiàn)。直彎撞擊溝槽、貝殼狀斷口(圖7F)、曲脊(圖7C)為正常出現(xiàn)，出現(xiàn)概率分別為42%、33%、25%。直彎撞擊溝槽以直形溝槽為主；貝殼狀斷口以小貝殼狀斷口(<20 μm)為主；曲脊與蝶形坑往往同時出現(xiàn)，特征明顯。其他機械特征出現(xiàn)頻率在2%～25%之間，為少量出現(xiàn)；但V形坑(圖7G)、平行節(jié)理面(圖7E)、麻面結(jié)構(gòu)、新月形坑的出現(xiàn)頻率相對較高，分別為22%、18%、16%和13%，其他特征出現(xiàn)頻率在10%以下。

從分粒級看，5～30 μm粒級段蝶形坑為大量出現(xiàn)；曲脊和直彎撞擊溝槽為正常出現(xiàn)；除不規(guī)則外形坑外其他機械特征均為少量出現(xiàn)，但貝殼狀斷口、平行節(jié)理面出現(xiàn)頻率在20%以上。30～50 μm粒級段蝶形坑同樣為大量出現(xiàn)，但出現(xiàn)頻率比5～30 μm粒級段低；直彎撞擊溝槽、貝殼狀斷口和V形坑為正常出現(xiàn)；除翻卷節(jié)理薄片(圖7D)外其他機械特征均為少量出現(xiàn)，曲脊和麻面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頻率在20%以上，水下磨光面出現(xiàn)頻率也達到11%。兩粒級段對比發(fā)現(xiàn)，V形坑、貝殼狀斷口出現(xiàn)頻率差別最大，相差在15%以上；且都是30～50 μm粒級段比5～30 μm粒級段出現(xiàn)頻率更高。

4 討論

4.1 南京周家山下蜀黃土的成因分析

風(fēng)塵堆積物的形成一般需要滿足三個條件：一是要有相對穩(wěn)定的地形作為沉積基底；二是要有適當(dāng)?shù)拇髿猸h(huán)流作為動力；三是要有充足的物質(zhì)來源[33]。南京周家山下蜀黃土地處寧鎮(zhèn)山脈西北方的崗地上，地勢相對較高，又有南部寧鎮(zhèn)山脈的阻擋，為其堆積提供了相對穩(wěn)定的地形。早更新世晚期(約0.85 Ma)，隨著亞洲內(nèi)陸干旱化程度加強，中國北部粉塵通量增大[34-35]，東亞季風(fēng)隨之加強[36]。沿黃土高原至南京地區(qū)方向上，石英平均粒徑變細的趨勢特征，反映了與冬季風(fēng)方向上粉塵的搬運距離變化相吻合，初步說明了低空冬季風(fēng)為下蜀黃土堆積物的搬運提供了主要動力[37]。此時，中國北方沙漠化程度加重，江淮平原細粒物質(zhì)大量出露地表[10]，中國東部大陸架出露[11]，則為長江中下游地區(qū)持續(xù)的粉塵堆積提供了充足的物質(zhì)來源。三個條件的滿足為南京周家山下蜀黃土風(fēng)塵堆積提供可能。

風(fēng)塵黃土沉積物的石英粒度一般呈主峰明顯、出現(xiàn)細尾的雙峰態(tài)，粉砂粒級組分占絕對優(yōu)勢[14,38]。南京周家山下蜀黃土石英粒度10～50 μm組分平均含量為65.4%，在各粒級中占絕對優(yōu)勢。該粗粉砂組分作為風(fēng)塵的“基本粒組”[12]，表明了下蜀黃土的風(fēng)力搬運特性。粒度頻率分布曲線的雙峰態(tài)、細尾和累積曲線呈現(xiàn)兩段式，以懸浮搬運為主的特征與第四紀(jì)典型黃土—古土壤非常相似[13]。剖面各樣品的粒度分布曲線形態(tài)非常吻合，如此均一的剖面變化暗示了其風(fēng)成成因特性。

據(jù)研究，中等風(fēng)暴條件下<20 μm的粉塵以在空氣中長期懸浮的形式被風(fēng)力搬運，是遠源風(fēng)塵物的主要組成部分[39]。劉東生等對源自1 500 km以外中國北部荒漠的現(xiàn)代大氣降塵的研究揭示，風(fēng)塵中以<30 μm的組分占優(yōu)勢[28]。孫有斌等對不同沉積物的全樣與石英樣粒度對比，發(fā)現(xiàn)大氣降塵全樣與提取的石英樣粒度組成差別最小[21]。而南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度<20 μm粒級組分平均含量為42.76%，<30 μm粒級組分平均含量為62.98%，也表明了其風(fēng)成沉積特性。

前人研究發(fā)現(xiàn)，棱角狀石英顆粒在沉積物中占主導(dǎo)地位，是風(fēng)成沉積的典型特征[40-41]；而蝶形坑大量出現(xiàn)則是風(fēng)作用于石英顆粒表面的主要結(jié)果[42]。南京周家山下蜀黃土石英顆粒形態(tài)主要以次棱角狀、棱角狀為主，次圓狀次之，與第四紀(jì)典型黃土和晚第三紀(jì)風(fēng)塵堆積中的石英顆粒形態(tài)相類似[43-44]。表面具有豐富的蝶形坑、部分表面具有曲脊、平行節(jié)理面和麻面結(jié)構(gòu)，是石英顆粒在風(fēng)力搬運過程中表面被撞擊、侵蝕的結(jié)果，也反映了其風(fēng)力搬運特性。同時發(fā)現(xiàn)，所研究的石英顆粒表面部分出現(xiàn)“V”形坑、水下磨光面和貝殼狀斷口等水流作用特征。伊繼雪、范慶斌等人通過對下蜀黃土和南方紅土的石英顆粒形態(tài)研究也發(fā)現(xiàn)類似特征[19,45]。而Nieetal.[46]研究發(fā)現(xiàn)黃土高原堆積物主要來自青藏高原東北部，是先經(jīng)黃河攜帶搬運至銀川—河套谷地堆積，后經(jīng)風(fēng)力搬運形成。Liuetal.[8]最近研究發(fā)現(xiàn)，泰山新村和幕府山剖面的下蜀黃土>40 μm顆粒的碎屑鋯石U-Pb年齡譜與黃土高原和北方沙漠存在差異，而與長江河漫灘沉積物比較吻合。這些證據(jù)表明了南京周家山下蜀黃土堆積物形成過程的復(fù)雜性，部分顆?？赡茉陲L(fēng)力搬運之前經(jīng)歷過河流的搬運作用。

綜上所述，南京周家山剖面下蜀黃土厚度達6 m，時間覆蓋約35萬年，其他任何沉積動力都難以形成如此均質(zhì)的、在石英粒度分布、顆粒表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)上與典型風(fēng)塵沉積非常相似的沉積序列。南京周家山下蜀黃土屬于典型的風(fēng)成成因堆積物。

4.2 南京周家山下蜀黃土的物源探討

中國風(fēng)塵黃土主要是受近地面東亞冬季風(fēng)作用搬運形成的[47]。冬季蒙古和西伯利亞高壓與太平洋赤道附近的熱帶低壓造成了巨大氣壓差，形成大致偏北的冬季風(fēng)。在特定風(fēng)向的作用下，風(fēng)塵沉積物的分選性好壞主要與其搬運距離、源區(qū)物質(zhì)種類和后期風(fēng)化成壤作用有關(guān)。一般來說，單一物源的風(fēng)塵堆積物隨搬運距離的增加，分選性變好。南京周家山下蜀黃土石英粒度基本剔除了后期成壤作用的影響，其分選系數(shù)平均為1.59，而北方黃土為1.23[18]。在冬季風(fēng)方向上，隨搬運距離的增加，分選性更差，這表明在搬運過程中可能存在其他物質(zhì)的匯入[24]。根據(jù)φ值標(biāo)準(zhǔn)綜合判別，南京周家山下蜀黃土剖面石英粒度總體具有顆粒偏細，呈正偏態(tài)，分選較差，峰形尖銳，雙峰曲線不對稱的特征，這種特征初步指示了該剖面下蜀黃土是多種物質(zhì)經(jīng)過高度分選與混合后形成的風(fēng)成沉積物[30]。

近年來，各國學(xué)者利用函數(shù)擬合法[48]、端元模型法[49-50]、粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差法[26,51]等方法探討了沉積物粒度不同來源的多組分分離方法，對追溯物源、探討季風(fēng)等方面取得不錯效果。我們采用粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差法對南京周家山下蜀黃土剖面的石英粒度進行分析發(fā)現(xiàn)，該曲線呈“雙峰”分布，表明其主要受兩個因素控制。這種結(jié)果的出現(xiàn)是不同物源或沉積動力過程共同作用的結(jié)果[26]。之前的分析已經(jīng)表明南京周家山下蜀黃土風(fēng)成成因特性，基本排除多種沉積動力過程的影響，則“雙峰”的出現(xiàn)很有可能指示了兩種或多種物源的存在。

通過對不同粒級段石英顆粒表面的觀測發(fā)現(xiàn)，南京周家山下蜀黃土剖面30～50 μm粒級中石英顆粒棱角分明，多為直角或銳角棱角，出現(xiàn)凹邊和直邊，這可能是近距離搬運，顆粒未受強烈摩擦和碰撞所致。5～30 μm粒級中石英顆粒磨圓度較好，出現(xiàn)較多的凸邊，棱角不尖銳，這可能由于受到遠距離搬運，摩擦碰撞導(dǎo)致。30～50 μm粒級段石英顆粒表面光潔，風(fēng)力作用留下痕跡相對較少，而V形坑、貝殼狀斷口等水流作用特征較為明顯；0～30 μm粒級段石英顆粒表面坑、洼廣布，風(fēng)力作用更加明顯，并沒有出現(xiàn)較多的水流作用特征。這些特征表明0～30 μm和30～50 μm的物質(zhì)來源是存在差異的。

同時，前人研究過程中也發(fā)現(xiàn)下蜀黃土物質(zhì)來源的復(fù)雜性。錢鵬等[52]通過研究上海地區(qū)沙塵暴天氣大氣顆粒物的地球化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)，沙塵暴樣品的物質(zhì)來源既有西北內(nèi)陸地區(qū)的貢獻，也有局部地源物質(zhì)的貢獻。曹希強等[53]通過研究東海島嶼浪崗山黃土剖面的粒度、磁化率和地球化學(xué)元素等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，該地島嶼黃土不僅有來自西北內(nèi)陸的遠源風(fēng)塵物質(zhì)，還有接受東海陸架的“近源”物質(zhì)。李徐生等[4]通過對鎮(zhèn)江下蜀黃土稀有元素的研究發(fā)現(xiàn)，下蜀黃土可能是一個廣泛而開放的空間范圍，在搬運過程中可能經(jīng)歷了高度混合。喬彥松[36]、郝青振等[10]通過對南方風(fēng)塵序列的磁性地層學(xué)和地化元素的研究認為南方風(fēng)塵堆積物物質(zhì)來源具有多樣性。結(jié)合上述的分析，我們認為南京周家山下蜀黃土應(yīng)該是多源物質(zhì)混合堆積的結(jié)果。

5 結(jié)論

本文對南京周家山下蜀黃土的石英粒度特征、表面微結(jié)構(gòu)特征進行了詳細的分析，并結(jié)合前人的研究結(jié)果進行對比?？梢缘贸鲆韵聨c認識：

(1) 石英粒度粉砂粒級(5～50 μm)占絕對優(yōu)勢；黏粒組分與粗粉砂組分變化趨勢相反；<20 μm組分平均含量為42.76%，<30 μm組分平均含量為62.98%；粒度分布曲線和累積曲線與第四紀(jì)典型黃土相類似，總體具有顆粒偏細，呈正偏態(tài)，分選較差，峰形尖銳，雙峰曲線不對稱的特征；粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線呈“雙峰”分布，2個明顯的標(biāo)準(zhǔn)偏差峰值分別出現(xiàn)在7.962 143 μm和39.905 2 μm。

(2) 石英顆粒表面形態(tài)主要以次棱角狀為主，棱角狀和次圓狀次之；表面具有豐富的風(fēng)力作用留下的蝶形坑、曲脊、平行節(jié)理面和麻面結(jié)構(gòu)，部分表面出現(xiàn)流水作用留下的貝殼狀斷口、水下磨光面、V形坑等機械結(jié)構(gòu)；不同粒級段表面形態(tài)和機械結(jié)構(gòu)特征存在差異，30～50 μm粒級組分比5～30 μm粒級組分的流水作用特征明顯。

(3) 石英粒度特征和石英表面微結(jié)構(gòu)特征表明，南京周家山下蜀黃土屬典型風(fēng)成成因堆積物，是多源區(qū)物質(zhì)高度混合搬運堆積的結(jié)果。

致謝 感謝編輯部老師和審稿專家提出的寶貴意見；感謝呂紅華老師、錢鵬老師在論文修改過程中提出的真切意見；感謝同門師兄師姐、師妹在實驗過程中給予我的幫助。

References)

1 鄭祥民. 長江三角洲及海域風(fēng)塵沉積與環(huán)境[M]. 上海：華東師范大學(xué)出版社，1999：1-170. [Zheng Xiangmin. Aeolian Sediments and Environment in Yangtze River Delta and the Adjacent Coastal Ocean[M]. Shanghai: East China Normal University Press, 1999: 1-170.]

2 鄭樂平，胡雪峰，方小敏. 長江中下游地區(qū)下蜀黃土成因研究的回顧[J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報，2002，20(1)：54-57. [Zheng Leping, Hu Xuefeng, Fang Xiaomin. A review of the study on the origin of Xiashu Loess in the middle and lower reaches of Yangtze River[J]. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 2002, 20(1): 54-57.]

3 李徐生，楊達源，鹿化煜. 鎮(zhèn)江下蜀黃土粒度特征及其成因初探[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2001，21(1)：25-32. [Li Xusheng, Yang Dayuan, Lu Huayu. Grain-size features and genesis of the Xiashu Loess in Zhenjiang[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2001, 21(1): 25-32.]

4 李徐生，韓志勇，楊達源，等. 鎮(zhèn)江下蜀黃土的稀土元素地球化學(xué)特征研究[J]. 土壤學(xué)報，2006，43(1)：1-7. [Li Xusheng, Han Zhiyong, Yang dayuan, et al. REE geochemistry of Xiashu Loess in Zhenjiang, Jiangsu province[J]. Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(1): 1-7.]

5 邵家驥. 長江下游第四紀(jì)下蜀黃土的成因探討[J]. 中國區(qū)域地質(zhì)，1998(4)：312-319. [Shao Jiaji. The origin of the Xiashu Loess in the lower reaches of the Yangzi River[J]. Regional Geology of China, 1998(4): 312-319.]

6 雷祥義. 秦嶺黃土的粒度分析及其成因初步探討[J]. 地質(zhì)學(xué)報，1998，72(2)：178-188. [Lei Xiangyi. Grain-size analysis and genesis of Loess in the Qinling Mountains[J]. Acta Geologica Sinica, 1998, 72(2): 178-188.]

7 邵家驥，李長生，陳舒舒，等. 江蘇南部常熟虞山下蜀土成因探討[J]. 江蘇地質(zhì)，2007，31(4)：305-309. [Shao Jiaji, Li Changsheng, Chen Shushu, et al. Genetic discussions on Xiashu soil of Yushan in Changshu, south Jiangsu[J]. Jiangsu Geology, 2007, 31(4): 305-309.]

8 Liu Fei, Li Gaojun, Chen Jun. U-Pb ages of zircon grains reveal a proximal dust source of the Xiashu loess, Lower Yangtze River region, China[J]. Chinese Science Bulletin, 2014, 59(20): 2391-2395.

9 Hao Qingzhen, Guo Zhengtao, Qiao Yansong, et al. Geochemical evidence for the provenance of middle Pleistocene loess deposits in southern China[J]. Quaternary Science Reviews, 2010, 29(23/24): 3317-3326.

10 Qiao Yansong, Hao Qingzhen, Peng Shasha, et al. Geochemical characteristics of the eolian deposits in southern China, and their implications for provenance and weathering intensity[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2011, 308(3/4): 513-523.

11 趙松齡，于洪軍. 晚更新世末期黃、渤海陸架沙漠化環(huán)境的形成[J]. 第四紀(jì)研究，1996(1)：42-47. [Zhao Songling, Yu Hongjun. Shelf desertization environment in the Bohai and Yellow Seas during the Last Glacial Maximum[J]. Quaternary Sciences, 1996(1): 42-47.]

12 劉東生. 黃土與環(huán)境[M]. 北京：科學(xué)出版社，1985：1-497. [Liu Dongsheng. Loess and Environment[M]. Beijing: Science Press, 1985: 1-497.]

13 劉進峰，郭正堂，喬彥松，等. 秦安中新世黃土—古土壤序列石英顆粒形態(tài)特征、粒度分布及其對成因的指示意義[J]. 科學(xué)通報，2005，50(24): 2806-2809. [Liu Jinfeng, Guo Zhengtang, Qiao Yansong, et al. Eolian origin of the Miocene loess-soil sequence at Qin’an, China: Evidence of quartz morphology and quartz grain-size[J]. Chinese Science Bulletin, 2005, 50(24): 2806-2809.]

14 孫有斌，鹿化煜，安芷生. 黃土—古土壤中石英顆粒的粒度分布[J]. 科學(xué)通報，2000，45(19)：2094-2097. [Sun Youbin, Lu Huayu, An Zhisheng. Grain size distribution of quartz isolated from Chinese loess1 paleosol[J]. Chinese Science Bulletin, 2000, 45(19): 2094-2097.]

15 劉峰，王昊，秦藝帆，等. 南京周家山下蜀黃土色度特征及其意義[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2015，35(5)：143-151. [Liu Feng, Wang Hao, Qin Yifan, et al. Chroma characteristics of the Zhoujiashan Xiashu Loess profile in Nanjing and its significance[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2015, 35(5): 143-151.]

16 孫有斌. 黃土樣中石英單礦物的分離[J]. 巖礦測試，2001，20(1)：23-26. [Sun Youbin. Separation of quartz minerals from loess samples[J]. Rock and Mineral Analysis, 2001, 20(1): 23-26.]

17 Xiao Jule, Porter S C, An Zhisheng, et al. Grain size of quartz as an indicator of winter monsoon strength on the Loess Plateau of central China during the last 130,000 yr[J]. Quaternary Research, 1995, 43(1): 22-29.

18 胡兆國，馮金良，鞠建廷. 成都粘土中石英的粒度分布及其表面微結(jié)構(gòu)特征[J]. 山地學(xué)報，2010，28(4)：392-406. [Hu Zhaoguo, Feng Jinliang, Ju Jianting. Grain-size distribution and micro-structure of quartz in the Chengdu clay[J]. Journal of Mountain Science, 2010, 28(4): 392-406.]

19 范慶斌. 中國南方風(fēng)成沉積石英顆粒表面形態(tài)特征及環(huán)境意義[D]. 金華：浙江師范大學(xué)，2014. [Fan Qinbin. Surface features of quartz grains of Aeolian deposit in south China and its environmental significance[D]. Jinhua: Zhejiang Normal University, 2014.]

20 王永焱，林在貫. 中國黃土的結(jié)構(gòu)特征及物理力學(xué)性質(zhì)[M]. 北京：科學(xué)出版社，1990. [Wang Yongyan, Lin Zaigaun. The Structure Features and Physical and Mechanical Properties of Loess in China[M]. Beijing: Science Press, 1990.]

21 孫有斌，周杰，鹿化煜，等. 風(fēng)化成壤對原始粉塵粒度組成的改造證據(jù)[J]. 中國沙漠，2002，22(1)：16-20. [Sun Youbin, Zhou Jie, Lu Huayu, et al. Modification to the grain size distribution of original eolian dust by weathering and pedogenic processes[J]. Journal of Desert Research, 2002, 22(1): 16-20.]

22 安福元，馬海州，樊啟順，等. 粒度在沉積物物源判別中的運用[J]. 鹽湖研究，2012，20(1)：49-56. [An Fuyuan, Ma Haizhou, Fan Qishun, et al. The application of grain size analysis in sediments provenance discriminance[J]. Journal of Salt Lake Research, 2012, 20(1): 49-56.]

23 毛龍江，龐獎勵，劉曉燕. 南京下蜀黃土圖解法與矩值法粒度參數(shù)對比研究[J]. 陜西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，35(3)：95-99. [Mao Longjiang, Pang Jiangli, Liu Xiaoyan. Comparative study on grain-size parameters of Xiashu Loess derived from graphic and moment methods in Nanjing[J]. Journal of Shaanxi Normal University: Nature Science Edition, 2007, 35(3): 95-99.]

24 劉冬雁，李巍然，彭莎莎，等. 粒度分析在中國第四紀(jì)黃土古氣候研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，40(2)：79-84. [Liu Dongyan, Li Weiran, Peng Shasha, et al. Current application of grain size analysis in Chinese loess paleoclimatic study[J]. Periodical of Ocean University of China, 2010, 40(2): 79-84.]

25 向榮，楊作升，Satio Y，等. 濟州島西南泥質(zhì)區(qū)近2300a來環(huán)境敏感粒度組分記錄的東亞冬季風(fēng)變化[J]. 中國科學(xué)(D輯):地球科學(xué)，2006，36(7)：654-662. [Xiang Rong, Yang Zuosheng, Satio Y, et al. East Asia winter monsoon changes inferred from environmentally sensitive grain-size component records during the last 2300 years in mud area southwest off Cheju island, ECS[J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2006, 36(7): 654-662.]

26 孫有斌，高抒，李軍. 邊緣海陸源物質(zhì)中環(huán)境敏感粒度組分的初步分析[J]. 科學(xué)通報，2003，48(1)：83-86. [Sun Youbin, Gao Shu, Li Jun. Preliminary analysis of grain-size populations with environmentally sensitive terrigenous components in marginal sea setting[J]. Chinese Science Bulletin, 2003, 48(1): 83-86.]

27 陳橋，劉冬艷，陳穎軍，等. 粒級—標(biāo)準(zhǔn)偏差法和主成分因子分析法在粒度敏感因子提取中的對比[J]. 地球與環(huán)境，2013，41(3)：319-325. [Chen Qiao, Liu Dongyan, Chen Yingjun, et al. Comparative analysis of grade-standard deviation method and factors analysis method for environmental sensitive factor analysis[J]. Earth and Environment, 2013, 41(3): 319-325.]

28 Liu Q S. A satellite image study on the dust storm at Beijing on April 17-21, 1880[C]// Quatemary Environment of China. Beijing: China Ocean Press, 1982: 49-52.

29 李珍，張家武，馬海洲. 西寧黃土石英顆粒表面結(jié)構(gòu)與黃土物質(zhì)來源探討[J]. 沉積學(xué)報，1999，17(2)：221-225. [Li Zhen, Zhang Jiawu, Ma Haizhou. Discussion on the texture features of quartz grains and their origin in the Xining Loess[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1999, 17(2): 221-225.]

30 姜在興. 沉積學(xué)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2003. [Jiang Zaixing. Sedimentology[M]. Petroleum Industry Press, 2003.]

31 黃汲清. 中國石英砂表面結(jié)構(gòu)特征圖譜[M]. 北京：海洋出版社，1984. [Huang Jiqing. Map of Quartz Sand Surface Structural Characteristics in China[M]. Beijing: Ocean Press, 1985.]

32 Newsome D, Ladd P. The use of quartz grain microtextures in the study of the origin of sand terrains in Western Australia[J]. Catena, 1999, 35(1): 1-17.

33 徐樹建. 晚第四紀(jì)我國風(fēng)塵堆積的區(qū)域?qū)Ρ妊芯縖M]. 濟南：山東人民出版社，2012：1-248. [Xu Shujian. The Research of Dust Accumulation in China and its Regional Contrast During Late Quaternary[M]. Ji’nan: People's Publishing House in Shandong, 2012: 1-248.]

34 Liu Xiuming, Liu T, Xu Tongchun, et al. The Chinese loess in Xifeng, I. The primary study on magnetostratigraphy of a loess profile in Xifeng area, Gansu province[J]. Geophysical Journal, 1988, 92(2): 345-348.

35 Heller F, Liu T S. Magnetostratigraphical dating of loess deposits in China[J]. Nature, 1982, 300(5891): 431-433.

36 喬彥松，郭正堂，郝青振，等. 皖南風(fēng)塵堆積—土壤序列的磁性地層學(xué)列的磁性地層學(xué)研究及其古環(huán)境意義[J]. 科學(xué)通報，2003，48(13)：1465-1469. [Qiao Yansong, Guo Zhengtang, Hao Qingzhen, et al. Loess-soil sequences in Southern Anhui Province: magnetostratigraphy and paleoclimatic significance[J]. Chinese Science Bulletin, 2003, 48(13): 1465-1469.]

37 孫東懷，鹿化煜，Rea D，等. 中國黃土粒度的雙峰分布及其古氣候意義[J]. 沉積學(xué)報，2000，18(3)：327-335. [Sun Donghuai, Lu Huayu, Rea D, et al. Bimode grain-size distribution of Chinese Loess and its paleoclimate implication[J]. Acta Sedimentologic Sinica, 2000, 18(3): 327-335.]

38 Sun Youbin, Lu Hauyu, An Zhisheng. Grain size of loess, palaeosol and Red Clay deposits on the Chinese Loess Plateau: significance for understanding pedogenic alteration and palaeomonsoon evolution[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2006, 241(1): 129-138.]

39 Pye K. Aeolian Dust and Dust Deposits[M]. London: Academic Press, 1987: 1-165.

40 Whalley W B, Marshall J R, Smith B J. Origin of desert loess from some experimental observations[J]. Nature, 1982, 300(5891): 433-435.

41 Pye K, Sperling C H B. Experimental investigation of silt formation by static breakage processes: the effect of temperature, moisture and salt on quartz dune sand and granitic regolith[J]. Sedimentology, 1983, 30(1): 49-62.

42 王永焱，滕志宏，岳樂平. 黃土中石英顆粒表面結(jié)構(gòu)與中國黃土的成因[J]. 地理學(xué)報，1982(1)：35-40. [Wang Yongyan, Teng Zhihong, Yue Leping. Surface texture of quartz grains under the scaning electron microscope and the genesis of loess in China[J]. Acta Geographica Sinica, 1982(1): 35-40.]

43 盧演儔，文啟忠，黃伯鈞，等. 中國黃土物質(zhì)來源的初步探討——石英粉砂顆粒表面結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡研究[J]. 地球化學(xué)，1976(1)：47-53. [Lu Yanchou, Wen Qizhong, Huang Bojun, et al. A prelimilary discussion on the source of loessic materials in China——a study of the surface textures of silt quartz grains by transmission electron microscope[J]. Geochemica, 1976(1): 47-53.]

44 Guo Z T, Peng S Z, Hao Q Z, et al. Origin of the Miocene-Pliocene red-earth formation at Xifeng in Northern China and implications for paleoenvironments[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2001, 170(1/2): 11-26.]

45 伊繼雪. 第四紀(jì)加積型紅土與下蜀黃土理化特征對比及環(huán)境意義[D]. 金華：浙江師范大學(xué)，2010. [Yi Jixue. Comparative study on Quaternary Red Earth and Xiashu Loess in physical and chemical characteristics and its environmental significance[D]. Jinhua: Zhejiang Normal University, 2010.]

46 Nie J, Stevens T, Rittner M, et al. Loess plateau storage of northeastern Tibetan plateau-derived yellow river sediment[J]. Nature Communications, 2015, 6: 8511.

47 孫繼敏. 中國黃土的物質(zhì)來源及其粉塵的產(chǎn)生機制與搬運過程[J]. 第四紀(jì)研究，2004，24(2)：175-183. [Sun Jimin. Provenance, forming mechanism and transport of Loess in China[J]. Quaternary Science, 2004, 24(2): 175-183.]

48 Prins M A, Postma G, Weltje G J. Controls on terrigenous sediment supply to the Arabian Sea during the late Quaternary: the Makran continental slope[J]. Marine Geology, 2000, 169(3/4): 351-371.

49 Ding Z L, Yu Z W, Yang S L, et al. Coeval changes in grain size and sedimentation rate of eolian loess, the Chinese Loess Plateau[J]. Geophysical Research Letters, 2001, 28(10): 2097-2100.

50 Pichevin L, Cremer M, Griaudeau J, et al. A 190 Ky record of lithogenic grain-size on the Namibian slope: forging a tight link between past wind-strength and coastal upwelling dynamics[J]. Marine Geology, 2005, 218(1/2/3/4): 81-96.

51 薛積彬，鐘巍. 干旱區(qū)湖泊沉積物粒度組分記錄的區(qū)域沙塵活動歷史：以新疆巴里坤湖為例[J]. 沉積學(xué)報，2008，26(4)：647-654，669. [Xue Jibin, Zhong Wei. Variations in dust event reflected by grain-size component of lacustrine records in droughty area: A case study on Barkol Lake, Xinjiang, China[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2008, 26(4): 647-654, 669.]

52 錢鵬，鄭祥民，周立旻. 沙塵暴期間上海市大氣顆粒物元素地球化學(xué)特征及其物源示蹤意義[J]. 環(huán)境科學(xué)，2013，34(5)：2010-2017. [Qian Peng, Zheng Xiangmin, Zhou Limin. Geochemical characteristics and sources of atmospheric particulates in Shanghai during dust storm event[J]. Environmental Science, 2013, 34(5): 2010-2017.]

53 曹希強，鄭祥民，馬燕，等. 東海浪崗山列島風(fēng)塵沉積的新證據(jù)[J]. 地理與地理信息科學(xué)，2006，22(2)：78-82. [Cao Xiqiang, Zheng Xiangmin, Ma Yan, et al. New evidences of aeolian deposits at Langgangshan islands in East China Sea[J]. Geography and Geo-Information Science, 2006, 22(2): 78-82.]

Characteristics of Quartz Grains of the Xiashu Loess in Zhoujiashan Nanjing and Its Provenance Significance

XU HongYang ZHENG XiangMin ZHOU LiMin REN ShaoFang WANG XiaoYu XUAN XiaoNa

(Key Laboratory of Geo-information Science of Ministry of Education, East China Normal University, Shanghai 200241, China)

The genesis and source of the Xiashu Loess has always been a hotspot of academic research. We have analyzed the grain size of quartz and it’s surface microstructive of the Xiashu Loess in Zhoujiashan Nanjing. The results show that silt fraction of quartz grains(5～50 μm) accounts for absolute advantage. The content of the corase silt fraction of quartz grains(10～50 μm) occupies 65.4%. The content of <30 μm component occupies 62.98%, while the content of <20 μm component occupies 42.76%. There is an opposite changes of the content in section between clay fraction and coarse silt fraction. The Xiashu Loess in Zhoujiashan Nanjing is similar to typical Northern Loess in China with the particle size distribution and cumulative curves. Overall, it presents the characteristics of very fine skewness, poorly sorting, leptokurtic and asymmetrical bi-modal curve in quartz grain size parameters. Grade-standard deviation curves present the distribution of “twin peak”. Two obvious peaks in standard deviation is nearly 7.962 1 μm and 39.905 2 μm. The scope of the grain size fraction, corresponding to the two peaks, present to 0.399 1～15.886 6 μm and 15.886 6～112.468 3 μm, respectively. The surface shapes of quartz grains are mainly sub-angular. Surface mechanical structures not only have the characteristics of eolian features such as rich dish-shaped pits, curve ridge, parallel joint surface, textured structure and so on, but also slightly show the underwater environment characteristic as conchoidal breakage fractures, underwater ground surface and V-shaped pits. Meanwhile, it is different to the surface microstructive between 5～30 μm component and 30～50 μm component. Finally, our analysis has found that the Xiashu Loess in Zhoujiashan Nanjing belongs to the typical eolian-formation debris. It is probably a high degree of mixture with multiple sources. Our study has an important theoretical significance to understand the area dust transport mechanism.

quartz grain size; surface microstructive; provenance; Xiashu Loess; Zhoujianshan

1000-0550(2016)06-1176-11

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.015

2016-02-25； 收修改稿日期： 2016-04-20

國家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金(J1310028)；國家自然科學(xué)基金項目(41371032)[Foundation: National Fund for Talent Training in Basic Science, No.J1310028; China Natural Science Foundation, No.41371032]

徐洪陽 男 1992年出生 碩士研究生 第四紀(jì)環(huán)境演變 E-mail: 15921933257@163.com

鄭祥民 男 教授 E-mail: xmzheng@re.ecnu.edu.cn

P578.4+94 P512.2

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