汪玲玲 李鳳全 吳開欽 王天陽 葉瑋 朱麗東 蔣旭霞

摘 要 【目的】第四紀(jì)加積型網(wǎng)紋紅土發(fā)育具有獨(dú)特的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，在長江中下游地區(qū)分布較為廣泛，是對第四紀(jì)環(huán)境變化的記錄和響應(yīng)。以往對網(wǎng)紋理化性質(zhì)關(guān)注較多，但對網(wǎng)紋形態(tài)特征研究較少，結(jié)合理化性質(zhì)去全面分析網(wǎng)紋特征有利于更為深刻地認(rèn)識其環(huán)境意義?！痉椒ā扛鶕?jù)對江西九江網(wǎng)紋紅土剖面的網(wǎng)紋形態(tài)和理化性質(zhì)的分析，在理解理化性質(zhì)可能對形態(tài)的影響和網(wǎng)紋化機(jī)制的基礎(chǔ)上著重討論了網(wǎng)紋形態(tài)特征的環(huán)境意義。【結(jié)果與結(jié)論】（1）該剖面的網(wǎng)紋形態(tài)具有較為系統(tǒng)的變化特征，剖面上部的網(wǎng)紋相對較細(xì)小，而下部的網(wǎng)紋則相對較粗大；（2）從風(fēng)化指標(biāo)ba等和網(wǎng)紋形態(tài)指標(biāo)的對應(yīng)程度來看，總體上網(wǎng)紋形態(tài)與氣候由暖濕到冷干的變化趨勢具有一定對應(yīng)性，但網(wǎng)紋形態(tài)對氣候指示意義具有一定的局限性。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)紋紅土；白網(wǎng)紋；網(wǎng)紋形態(tài)

第一作者簡介 汪玲玲，女，1997年出生，碩士研究生，自然地理學(xué)，E-mail： wllzjnu@qq.com

通信作者 李鳳全，男，教授，E-mail： lygl45@zjnu.cn

中圖分類號 P534.63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

加積型網(wǎng)紋紅土在長江中下游地區(qū)分布較為廣泛，其形成、發(fā)育和分布與季風(fēng)的建立、發(fā)展等有關(guān)，是我國南方環(huán)境對全球性重大地質(zhì)—環(huán)境變化的響應(yīng)[1]，蘊(yùn)含了較為豐富的第四紀(jì)氣候與環(huán)境變化的信息[2?5]。網(wǎng)紋紅土剖面的頂部為棕黃色土層，上部為均質(zhì)紅土層，中—下部為網(wǎng)紋層，底部為砂礫石層，部分剖面缺失棕黃色土層或均質(zhì)紅土層。網(wǎng)紋層中的網(wǎng)紋猶如一枚硬幣，其一方面表現(xiàn)為理化性質(zhì)，另一方面表現(xiàn)為幾何形態(tài)，兩者從不同角度反映了網(wǎng)紋特征。以往研究多關(guān)注網(wǎng)紋紅土的理化性質(zhì)，如利用磁學(xué)方法揭示地層中磁性礦物的類型、磁學(xué)特征及氣候意義[2?8]；色度指標(biāo)的變化特征及環(huán)境意義[9?12]；采用地球化學(xué)手段闡明紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋的元素分異特征，以及網(wǎng)紋紅土的風(fēng)化特征[13?18]等。近年來，作為網(wǎng)紋紅土醒目標(biāo)志的網(wǎng)紋形態(tài)引起了較多關(guān)注[19?24]。有研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋發(fā)育的強(qiáng)弱與氣候變化可能存在對應(yīng)關(guān)系，與世界其他地區(qū)相比我國的網(wǎng)紋可能指示了極其溫暖潮濕的成土期[15]。然而，也有研究認(rèn)為網(wǎng)紋可能與淺層地下水位變動(dòng)有關(guān)[25]，而非指示古氣候的變化[12]?？偠灾壳皩W(wǎng)紋形態(tài)的定量化分析較為少見，且其環(huán)境意義還有待驗(yàn)證和進(jìn)一步探討。為此，本文以九江加積型網(wǎng)紋紅土的網(wǎng)紋作為研究對象，在對網(wǎng)紋形態(tài)進(jìn)行定量表征與分析的基礎(chǔ)上，將形態(tài)特征與磁學(xué)分析、地球化學(xué)及色度等指標(biāo)相結(jié)合，進(jìn)一步驗(yàn)證和探析網(wǎng)紋形態(tài)的環(huán)境意義。

1 樣品與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究剖面（29°42′12″ N，116°01′57″ E）位于江西省九江市濂溪區(qū)五里街道，地處九江東部地區(qū)。采樣剖面是廬山余脈的低矮丘陵，因鄉(xiāng)間公路開挖露出，海拔50 m，剖面厚約6.2 m（圖1）。其中，0～50 cm為現(xiàn)代土壤層，質(zhì)地松軟，植物根系發(fā)育，顏色偏暗棕色；50～150 cm為黃棕色土層，可見植物根系；150 cm開始出現(xiàn)鐵錳膠膜，其下網(wǎng)紋多密集細(xì)小，形態(tài)多呈蠕蟲狀、點(diǎn)狀，420～600 cm為棕紅色網(wǎng)紋紅土層，夾雜圓點(diǎn)狀網(wǎng)紋，600 cm以下為暗紅色網(wǎng)紋紅土層，網(wǎng)紋較稀疏，呈條帶狀，有植物根系和地下水滲出。

1.2 樣品采集與測試

根據(jù)研究目的和網(wǎng)紋分布特點(diǎn)，在該剖面選擇縱深3～6.2 m、橫長50 cm處布置采樣區(qū)，縱向上再以50 cm為間隔拉紅繩，共得7個(gè)樣方，在清理每個(gè)樣方表面的殘留土渣后，利用數(shù)碼相機(jī)按樣方進(jìn)行拍照，所得數(shù)碼照片用來對白網(wǎng)紋進(jìn)行數(shù)字化提取。此后，自下而上以10 cm為間隔進(jìn)行采樣，共采集32個(gè)樣品。將樣品置于40 ℃恒溫烘箱內(nèi)烘干后，按紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋對其進(jìn)行分離，共獲取紅基質(zhì)、白網(wǎng)紋樣品各32個(gè)。然后，將紅白分離后的樣品研磨均勻，分別稱取5 g，進(jìn)行磁學(xué)參數(shù)測量；并將上述各樣品研磨壓片，用PHLIPS公司生產(chǎn)的PW2 440型X射線熒光光譜儀測量主量元素，分析誤差小于2%，常用風(fēng)化指標(biāo)CIA和ba均按分子比計(jì)算，CIA=Al2O3（/ Al2O3+CaO+Na2O+K2O）×100，其中CaO 指硅酸鹽礦物中的摩爾含量，本文采用Mclennan的方法[26]矯正其含量；ba=（K2O+CaO+Na2O+MgO）/Al2O3；色度測試儀器為柯尼卡美能達(dá)CR-400色彩色差儀，選用 CIELAB 表色系統(tǒng)，測量指標(biāo)為a*（紅度）、b*（黃度），在測試前先將樣品用研磨缽研磨，并過200目篩，處理后樣品作為測試樣；粒度測試儀器為英國Malvern儀器有限公司生產(chǎn)的Mastersizer2000型激光粒度粒形儀，測量量程為0.02～2 000 μm，重復(fù)測量誤差小于2%。整個(gè)前處理和磁學(xué)、地球化學(xué)、色度及粒度實(shí)驗(yàn)均在浙江師范大學(xué)地理過程實(shí)驗(yàn)室完成。

將所拍攝7個(gè)樣方的數(shù)碼照片分別等分為5份，切割形成10 cm×50 cm大小，自上而下共得32張圖像。利用ENVI 5.3監(jiān)督分類功能對所獲得的數(shù)碼圖像進(jìn)行紅基質(zhì)與白網(wǎng)紋的分類（分類可行性分析均大于1.999），分別提取了32張白色網(wǎng)紋圖像。在此基礎(chǔ)上，利用Arcgis 10.2及Photoshop 2019分別計(jì)算了白網(wǎng)紋數(shù)量、白網(wǎng)紋大小（網(wǎng)紋面積密度及平均寬度）等有關(guān)的形態(tài)指標(biāo)。其中，白網(wǎng)紋的數(shù)量表示樣方內(nèi)白色網(wǎng)紋的總個(gè)數(shù)；網(wǎng)紋面積密度為單位樣方內(nèi)白網(wǎng)紋面積占總面積比；網(wǎng)紋寬度則表示為白色網(wǎng)紋發(fā)育寬度的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 剖面沉積特點(diǎn)

典型加積型紅土具有邊沉積邊風(fēng)化的特點(diǎn)，是反演南方地區(qū)第四紀(jì)環(huán)境演變的良好載體，其廣泛分布于長江以南28°～31° N區(qū)域[27-29]。

沉積物粒度特征可以反映物質(zhì)在沉積過程中搬運(yùn)動(dòng)力的大小和特點(diǎn)，可用于判別沉積環(huán)境[28]。如表1 的粒度測試結(jié)果所示，紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋黏粒（<5 μm）及粉砂（5～50 μm）為優(yōu)勢粒級；砂（>50 μm）含量占比最小。其中10～50 μm粒級組分常被認(rèn)為是“風(fēng)塵基本粒組”[30]，為占比最大的粒級，與北方午城黃土、古土壤具有很好的可比性。此外，紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋的粒度頻率曲線（圖2）表現(xiàn)為雙峰，第一眾數(shù)粒級在粉砂，第二眾數(shù)粒級分布在黏粒中，與前人研究結(jié)果相一致[28]，也反映網(wǎng)紋紅土粒度組成具有風(fēng)成特性。其他學(xué)者通過多種手段（粒度、地球化學(xué)、植物硅酸體、重礦物及鋯石等）在九江地區(qū)多個(gè)剖面測試結(jié)果均表明，該區(qū)域網(wǎng)紋紅土為典型的加積型紅土，主要為風(fēng)塵沉積，物質(zhì)來源具有多重性，遠(yuǎn)源組分可能來自北方黃土，近源則由長江、贛江、鄱陽湖區(qū)裸露的河湖沉積物提供[28，31?34]。

2.2 網(wǎng)紋形態(tài)特征

網(wǎng)紋數(shù)量主要是指網(wǎng)紋紅土樣方內(nèi)白網(wǎng)紋的總數(shù)目，本次研究剖面網(wǎng)紋數(shù)量的計(jì)算結(jié)果如圖3所示。可以看出，白網(wǎng)紋的數(shù)量總體上介于15～33，剖面上部（450 cm以上）的白網(wǎng)紋數(shù)量相對較多，而剖面下部（450 cm以下）的白網(wǎng)紋數(shù)量則相對較少，即自上而下大致呈現(xiàn)出由相對密集到較為稀疏的變化趨勢。白網(wǎng)紋寬度是對網(wǎng)紋發(fā)育大小的一個(gè)表征，其數(shù)值主要介于1.15～2.08 cm。如圖3所示，由剖面上部至下部，白網(wǎng)紋的寬度大體上呈波動(dòng)增大的趨勢，即本研究剖面上部（450 cm以上）的白色網(wǎng)紋相對細(xì)小，而剖面下部（450 cm以下）的白網(wǎng)紋相對寬大。本剖面白網(wǎng)紋的面積密度大體呈上大下小的波動(dòng)變化特征。根據(jù)上述網(wǎng)紋形態(tài)在該研究剖面上的分布特征，可將其分為上下兩段，其中上段網(wǎng)紋個(gè)數(shù)相對較多，但發(fā)育寬度較??；下段則與之不同，網(wǎng)紋數(shù)量相對較少，但發(fā)育寬度一般較大。

2.3 地球化學(xué)特征

紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋的元素地球化學(xué)分析結(jié)果如表2所示。根據(jù)網(wǎng)紋形態(tài)的分布情況，以450 cm為界將剖面分為上、下兩層，紅基質(zhì)上、下層難溶組分（SiO2、Al2O3、Fe2O3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和的平均值分別為82.83%、83.2%；易淋溶組分（K2O、CaO、Na2O、MgO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和的平均值分別為2.74%、2.56%。白網(wǎng)紋上下層的難溶組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和均值分別為88.49%、93.06%；易淋溶組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和均值分別為3.65%、4.22%。二者的易溶組分元素相對于UCC值均屬于流失型，極低的含量表明網(wǎng)紋紅土成土期的氣候較為濕熱。TiO2相對富集，紅基質(zhì)與白網(wǎng)紋相差不大。

不論上、下層，紅基質(zhì)Fe2O3的平均含量均顯著高于白網(wǎng)紋，二者存在顯著差異，進(jìn)一步證實(shí)白網(wǎng)紋的形成與鐵元素的遷移、重分布具有直接關(guān)系。此外，白網(wǎng)紋下層Fe2O3含量低于上層，與白網(wǎng)紋的上、下層不同的形態(tài)大小也具有一定的對應(yīng)性?；瘜W(xué)蝕變指數(shù)CIA可用于計(jì)算陸殼各類物質(zhì)的風(fēng)化程度，值越大指示風(fēng)化越強(qiáng)[35-36]。風(fēng)化淋溶指數(shù)ba反映沉積物中鹽基離子的淋失程度，值越小代表風(fēng)化越強(qiáng)[37]。白網(wǎng)紋CIA和ba均介于78～83和0.3～0.45，屬于中度化學(xué)風(fēng)化，且自剖面下部到上部有所減弱（圖3），說明該剖面經(jīng)歷了由暖濕逐漸向冷干的轉(zhuǎn)變，這與前人研究成果[34，38?41]較為一致。

2.4 網(wǎng)紋紅土磁學(xué)特征

由剖面的上部至下部，紅基質(zhì)的χ主要表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢，SIRM則總體上呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢；而白網(wǎng)紋的χ和SIRM均低于紅基質(zhì)，兩者自剖面上部向下總體上均表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢；紅基質(zhì)HIRM的變化趨勢和SIRM的特征基本相似，而白網(wǎng)紋的HIRM則自上而下逐漸降低。上述結(jié)果表明，紅基質(zhì)中的反鐵磁性礦物整體上隨著深度增加而增大，而白網(wǎng)紋的反鐵磁性礦物含量呈逐漸降低態(tài)勢。已有較多成果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋紅土中反鐵磁性礦物主要為赤鐵礦和針鐵礦[6，42?43]，結(jié)合上述研究可能說明本剖面白網(wǎng)紋赤鐵礦或針鐵礦的含量存在剖面上的分布差異。此外，剖面中紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋的S-ratio（S-300 mT）皆表現(xiàn)出與HIRM值相反的趨勢（圖4，5）。有學(xué)者指出，S-ratio值中間階段的波動(dòng)性可能是氣候冷暖旋回的結(jié)果，而自下而上整體呈現(xiàn)增加的趨勢則可能指示了區(qū)域早更新世晚期以來古氣候波動(dòng)性逐漸減弱，氣候趨于穩(wěn)定[42]。

等溫剩磁（IRM）和反方向磁場退磁在常溫下可以用于區(qū)分樣品中“軟”、“硬”磁組分[44?45]。選取深度為315 cm和565 cm的紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋，測得最大強(qiáng)度為1 T的連續(xù)可變強(qiáng)磁場下4個(gè)樣品的等溫剩磁獲得曲線。如圖6所示，紅基質(zhì)、白網(wǎng)紋SIRM獲得曲線在外場為0.3 T時(shí)均未達(dá)到90%以上飽和，說明赤鐵礦、針鐵礦等高矯頑力磁性礦物為網(wǎng)紋紅土的主要磁性礦物。該結(jié)論也得到了剩磁矯頑力數(shù)據(jù)的支持。

剩磁矯頑力（Bcr）是使獲得SIRM的樣品剩磁降低到0所需的反向磁場，可用于了解樣品“軟”、“硬”剩磁組分含量信息[5]。如圖6所示，白網(wǎng)紋的剩磁矯頑力相對較低（100～200 mT），紅基質(zhì)的剩磁矯頑力大于白網(wǎng)紋，超過300 mT。但二者矯頑力還是明顯高于典型低矯頑力黃土樣品[46]，說明網(wǎng)紋紅土含有赤鐵礦、針鐵礦等高矯頑力的硬磁性礦物。綜上，網(wǎng)紋層的紅基質(zhì)、白網(wǎng)紋以反鐵磁性礦物為主，前者含量隨著深度下降而增加，后者隨深度下降而減少。

2.5 網(wǎng)紋紅土色度特征

顏色是土壤重要的且容易量測的指標(biāo)，可用來反映礦物組成情況。紅度（a*）值介于-60（綠）至+60（紅），1.7%的赤鐵礦即可使土壤呈紅色，故常被用作赤鐵礦含量的粗略代用指標(biāo)；黃度（b*）值介于-60（藍(lán)）至+60（黃），棕黃色針鐵礦含量對黃度值具有較大影響，b*隨前者含量的增多而增大[47]。紅基質(zhì)和白網(wǎng)紋的紅度（a*）具有較大的差異，紅基質(zhì)的a*介于23.56～26.73，平均值為25.13，而白網(wǎng)紋的a* 介于3.81～10.8，平均值為7.28（圖7）。由此可見前者的紅度明顯高于后者的紅度，這與二者醒目的顏色差異較為吻合。網(wǎng)紋紅土的紅度與赤鐵礦含量具有較好的線性相關(guān)關(guān)系[12]，結(jié)合本剖面白網(wǎng)紋的a*、HIRM、SIRM等的變化趨勢，可能進(jìn)一步說明白網(wǎng)紋中赤鐵礦含量由上到下呈明顯減少的趨勢，而紅基質(zhì)中的赤鐵礦含量則略有增加。紅基質(zhì)b* 介于29.52～36.82，平均值為34.46，白網(wǎng)紋介于21.3～31.72，平均值為26.5。白網(wǎng)紋b*與Fe2O3 也存在較強(qiáng)的相關(guān)性（R2=0.743），可能說明白網(wǎng)紋中鐵經(jīng)水解作用發(fā)生沉淀而轉(zhuǎn)變?yōu)獒樿F礦等晶態(tài)鐵氧化物[41]。白網(wǎng)紋黃度自下而上呈遞增趨勢反映了區(qū)域氣候可能逐漸趨于冷干，而其中的波動(dòng)則可能是沉積完成后經(jīng)成土作用的結(jié)果[12]。

3 討論

網(wǎng)紋的幾何形態(tài)和理化性質(zhì)都是風(fēng)化成土作用結(jié)果的表征。根據(jù)圖3不難發(fā)現(xiàn)，本剖面白網(wǎng)紋的CIA、ba等風(fēng)化指標(biāo)均反映了成土區(qū)氣候逐漸由暖濕向冷干轉(zhuǎn)變的趨勢。本剖面的網(wǎng)紋面積密度、網(wǎng)紋數(shù)量和網(wǎng)紋寬度等形態(tài)指標(biāo)與CIA、ba等的變化曲線在趨勢上具有較好的對應(yīng)性。為進(jìn)一步驗(yàn)證上述關(guān)系，對該剖面的網(wǎng)紋形態(tài)指標(biāo)（如面積密度、數(shù)量、寬度）與CIA、ba等氣候代用指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。在相關(guān)性分析中（表3），皮爾遜相關(guān)系數(shù)絕對值為0.5～0.7，且P值均小于0.05，均通過假設(shè)檢驗(yàn)，這說明風(fēng)化指標(biāo)和網(wǎng)紋形態(tài)之間存在顯著的相關(guān)關(guān)系。

從南方網(wǎng)紋紅土的剖面地層序列來看，網(wǎng)紋層上部往往堆積均質(zhì)紅土層或棕黃色土層，而從網(wǎng)紋層向上至均質(zhì)紅土層和棕黃色土層記錄了氣候由暖濕逐漸向冷干演變的過程[9，41，48?50]，其中網(wǎng)紋層則指示了中更新世氣候的整體濕熱期[51?52]，甚至被認(rèn)為是夏季風(fēng)異常強(qiáng)盛期的產(chǎn)物[51]。從網(wǎng)紋層內(nèi)部來看，野外考察發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋層上部的網(wǎng)紋發(fā)育程度一般較下部弱，網(wǎng)紋發(fā)育由強(qiáng)到弱對應(yīng)著氣候由暖濕到冷干的轉(zhuǎn)變過程[15]。網(wǎng)紋的發(fā)育受氣候的干濕、冷暖控制，濕熱促進(jìn)網(wǎng)紋發(fā)育，反之則不利于網(wǎng)紋發(fā)育[53]。遺憾的是，上述觀點(diǎn)多未將量化的網(wǎng)紋形態(tài)信息與理化性質(zhì)結(jié)合進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，帶有一定的推測性質(zhì)。本研究中網(wǎng)紋形態(tài)與氣候代用指標(biāo)的相關(guān)性則進(jìn)一步證實(shí)了上述觀點(diǎn)，這至少表明網(wǎng)紋是一定氣候條件下的產(chǎn)物。

那么網(wǎng)紋形態(tài)特征能否作為測量上較為方便的氣候代用指標(biāo)呢？結(jié)合圖3和圖8可以看出，網(wǎng)紋形態(tài)的波動(dòng)特征與氣候代用指標(biāo)的波動(dòng)特征并非一致，且相關(guān)系數(shù)的R2均介于0.33～0.50，說明氣候因素的解釋程度并不強(qiáng)，還存在其他影響網(wǎng)紋發(fā)育的因素，這與網(wǎng)紋化現(xiàn)象是一定氣候背景下物理過程、化學(xué)過程等綜合作用的產(chǎn)物[54]的結(jié)論較為一致。研究認(rèn)為網(wǎng)紋紅土的紅度波動(dòng)是地下水作用的結(jié)果而非指示古氣候的變化[12]，網(wǎng)紋形態(tài)的波動(dòng)也很難指示氣候波動(dòng)。

網(wǎng)紋層中的紅基質(zhì)顏色一般偏紅，另外在白網(wǎng)紋中也常見顏色有別于周圍淺色的，猶如“血管”的紅色管道，這些特征一般被看作是典型的氧化還原過程所導(dǎo)致的鐵聚集特征[55]。而作為網(wǎng)紋紅土中最醒目的白色斑塊或條紋（圖9a），其紅度較低（a*均值7.28），明顯區(qū)別于紅基質(zhì)的紅度（a*均值25.13），且其Fe2O3 （2.7%）和MnO（0.02%）含量遠(yuǎn)低于紅基質(zhì)Fe2O3（11.9%）、MnO（0.04%）含量，通常認(rèn)為這是鐵錳氧化物遷出所致，呈現(xiàn)出較為明顯的鐵錳氧化物經(jīng)還原后淋失特征[13，56?59]。白網(wǎng)紋的a*和Fe2O3具有較好的正相關(guān)性，R2=0.698，進(jìn)一步證實(shí)鐵遷移對白網(wǎng)紋的影響較為顯著。南方網(wǎng)紋紅土中發(fā)育的裂隙或孔隙為元素和水分等的運(yùn)移提供了通道[60]，其因雨期滯水而形成的局部還原環(huán)境則導(dǎo)致了鐵還原并隨水流失[15，19，21，54]，致使土體顏色較淺并形成了白網(wǎng)紋。該機(jī)制在一定程度上可以較為合理地解釋加積型紅土網(wǎng)紋發(fā)育的原因，然而網(wǎng)紋形態(tài)指標(biāo)計(jì)算的結(jié)果表明網(wǎng)紋形態(tài)在剖面上具一定的系統(tǒng)特征，僅用鐵氧化還原機(jī)制似乎難以對此進(jìn)行較好的說明，還需要對該機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)充。

首先，網(wǎng)紋層上部、下部的鐵還原持續(xù)時(shí)間存在差異。在網(wǎng)紋紅土層下部的白色網(wǎng)紋發(fā)育區(qū)，其風(fēng)化成土期降水較多[61]，孔隙的飽水時(shí)間因而可能相對較長，導(dǎo)致鐵還原作用的持續(xù)時(shí)間也會(huì)相對較久；而越接近剖面的上部的白色網(wǎng)紋發(fā)育區(qū)，隨著氣候的演化趨勢逐漸由暖濕轉(zhuǎn)向冷干[15]，降水的相對減少導(dǎo)致網(wǎng)紋層上部的飽水時(shí)間相對縮短，從而可能造成鐵還原持續(xù)的時(shí)間也相對減少。而且相較于網(wǎng)紋層的下部，網(wǎng)紋層的上部相對靠近于地表，氧氣消耗后更易較快得到補(bǔ)給，也會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)紋層上部的鐵還原持續(xù)時(shí)間可能相對縮短。與此類似的是，網(wǎng)紋層的上部因接近于地表造成土壤水分蒸發(fā)速度相對高于網(wǎng)紋層的下部，導(dǎo)致網(wǎng)紋層上部的水滯留時(shí)間相對減短，而下部則與之相反。綜上可以推測網(wǎng)紋紅土剖面的下部較上部更易在局部形成持續(xù)時(shí)間相對較長的還原環(huán)境，而剖面上部的氧化還原環(huán)境交替相對頻繁。其次，風(fēng)化成土后物質(zhì)的氧化還原難易程度的影響。有研究指出鐵還原速率與鐵氧化物的結(jié)晶度有關(guān)，結(jié)晶度越低的氧化物越有利于還原[57]，赤鐵礦、針鐵礦等礦物在一定程度上會(huì)降低鐵的還原速率。較低的有機(jī)質(zhì)利于鐵礦物形成高結(jié)晶的赤鐵礦或針鐵礦[57]，相較紅基質(zhì)，白網(wǎng)紋中常發(fā)現(xiàn)植物根系（圖9b），可能也會(huì)有助于白網(wǎng)紋鐵進(jìn)一步還原流失而使形態(tài)不斷發(fā)育。此外，本文白網(wǎng)紋的磁學(xué)、紅度等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨深度下降結(jié)晶度較高的反鐵磁性礦物含量呈降低趨勢（圖5，7），因此這也相對利于剖面下部的白色網(wǎng)紋進(jìn)一步發(fā)育。最后，網(wǎng)紋紅土的裂隙或孔隙為網(wǎng)紋發(fā)育提供了物理基礎(chǔ)[15，19，21，54，60]，孔隙及其發(fā)育程度與網(wǎng)紋化有較好的對應(yīng)關(guān)系，網(wǎng)紋層下部易形成“通道型”鐵質(zhì)淋溶—淀積模式，而剖面上部相對易形成鐵擴(kuò)散— 團(tuán)聚模式[54]。

4 結(jié)論

自下而上，加積型網(wǎng)紋紅土剖面白網(wǎng)紋的形態(tài)特征存在一定的差異，總體上與氣候由暖濕到冷干的變化趨勢具有一定的對應(yīng)性。網(wǎng)紋在網(wǎng)紋紅土剖面呈現(xiàn)的上下部網(wǎng)紋形態(tài)特征的差異，可能反映了在一定氣候條件下，鐵氧化還原持續(xù)的時(shí)間、風(fēng)化成土產(chǎn)物的氧化還原相對難易程度，以及鐵遷移模式的差異等復(fù)雜的成土因素影響。雖然網(wǎng)紋形態(tài)對氣候指示可能具有一定的局限性，但可作為在理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，豐富我們對網(wǎng)紋化機(jī)制、紅土形成環(huán)境認(rèn)識的一個(gè)形態(tài)學(xué)指標(biāo)。

致謝 衷心感謝評審專家給予的修改建議，以及編輯部各位老師們貼心、負(fù)責(zé)與細(xì)致入微的幫助，使本文得以完善！

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