如题所述
1.古土壤
古土壤是过去气候与地貌环境相对稳定条件下形成的土壤，有时也称为土壤化石，其发育或由于形成土壤的气候或地形环境的变化而中断，或在后来的地质过程中被其他沉积物掩埋。古土壤主要是第四纪时期形成的，偶尔也见于古近纪—新近纪地层中，年代更久远的古土壤也有发现。
古土壤的涵义与类型存在多种界定。当前古土壤分类一般基于现代土壤的系统分类体系，即采用诊断层和诊断特征，辅之以古土壤总体的化学性质等指标划分古土壤类型。依据形成年代与保存环境可以将古土壤简明地划分为埋藏型（buried）、埋藏裸露型（exhumed）和残余型（relict）古土壤（Nettleton et al.，2000）。残余型古土壤（relict paleosoil）是形成于过去环境与景观下，未被年轻的沉积物埋藏的土壤，自初始形成阶段直至现代均受地表环境影响。埋藏型古土壤（buried paleosoil）也是形成于古环境条件，但随后被沉积物长期掩埋；埋藏裸露型古土壤是形成于古环境条件后被埋藏，但因上部覆盖物被侵蚀而再暴露地表的土壤。残余型和埋藏裸露型古土壤（exhumed paleosoil）因暴露地表，接受后期成土作用的影响，为不同成土环境叠加作用的结果，用于恢复古环境的难度较大。埋藏型古土壤相对受后期成土作用的影响小，记录的古环境信息相对单一，且保存较好，故对其研究较多。
2.古土壤的识别
因为沉积层序内的古土壤外表很像沉积物或沉积岩，许多古土壤曾被人们当做灰色、红色或绿色的泥岩而未被识别出。怎样让一个普通的地质人员，不用经过土壤学的训练，就能在野外识别出古土壤呢?R et allack（1997）和R et allack et al.（1998）提出了三种主要的古土壤诊断特征将它们与沉积岩区分：即生命遗迹、土壤层和土壤构造。
根迹是保存在古土壤中最主要的生命遗迹（trace of life）。根迹提供了岩石曾经暴露在大气中并被植物“占领”产生土壤的诊断性依据。根迹散布在土壤层的上部。根迹大多数向下变细并分杈（图1-3），以此可以把它们和潜穴区分。另一方面，有些根迹横斜分布在土壤黏土层之上，有一些类型的向上分杈并长出土壤。当原始的有机物质被保留下来时，植物根迹最容易辨认，这种情况主要发生在古土壤形成于洪涝、缺氧的低地环境条件下。在红色氧化的古土壤中根迹主要具有管状特征并包含与周围古土壤不同的物质。
图1-3 古土壤中植物的根迹，原始的有机物质已经部分被铁氧化物取代
土壤层（soil horizon）的存在是识别古土壤的第二个特征。古土壤最上部水平层的顶部通常被侵蚀表面强烈切割，但是土壤层会显示出结构、颜色或矿物组成等在向下进入母岩过程中的梯度变化。
生物扰动（bioturbation）作用（破坏作用）、潮湿和干燥以及其他土壤形成过程会破坏母岩原始构造而在古土壤中形成典型的土壤构造（soil structure）。土壤构造是指土壤颗粒（包括团聚体）的排列与组合形式。在野外鉴别时，通常指不同形态和大小，且能彼此分开的结构体。土壤构造按形状可分为块状、片状和柱状三种类型；按其大小、发育程度和稳定性等，再分为团粒、团块、块状、棱块状、棱柱状、柱状和片状等结构。图1-4 展示的是中新世古土壤。虽然这些土壤是红色的，但是古土壤可以有很多不同的颜色和特性（R et allack，1997）。此外，微形态特征、氧化物特征及化学性质、矿物特征、颗粒组成、土壤有机质及元素地球化学指标等也有助于进一步识别和诊断古土壤。
图1-4 砂岩之下的红色古土壤
3.古土壤的研究意义
土壤形成受气候、生物、母质、地形和时间等五大成土因素控制。古土壤是过去环境条件下形成的产物，必然蕴含丰富古环境与古气候、古植被、古水文等信息，所以，研究古土壤类型与古土壤特征，再对比相同或相似现代土壤类型和土壤特征，依据这些现代土壤对应的成土环境，可以推导和重建古土壤形成时期的古环境。研究形成于新近纪以前的古土壤可以重建全球范围的古气候变化历史，同时揭示前寒武纪时期古大气O2分压以及寒武纪以后古大气CO2浓度水平的演化过程；古土壤具有空间和时间等多重信息，能反映流域或区域的古景观、古地貌和古水文特征。
随着层序地层学在石油勘探中的广泛应用，人们发现古土壤在确定层序界面和横向对比、寻找碳酸盐岩台地沉积间断面和微喀斯特地貌以及对确定三角洲古地形走势都有着不可替代的作用（林又玲，2001）。此外，古土壤在恢复古植被与古环境、古气候方面，在沉积盆地古地貌研究等方面也都有重要的意义（Kraus，1999）。近期更有学者在济阳坳陷古近系沙河街组的钙质古土壤中发现了高产油层（周自立等，2009），不仅为查明济阳坳陷在沙四段沉积末期存在沉积间断提供了重要依据，还拓展了胜利油区储层勘探的领域。
