四平杏山第四纪堆积物的特性及其对环境变化的响应

论文摘要

粒度特征研究,ESR年代测定,孢粉分析及磁化率研究显示:在中晚更新世,杏山第四纪堆积物经历了多次气候和环境的震荡循环。分析第四纪杏山堆积物的粒度特征,用图表描述其粒度分布,及转运和沉积的方式。杏山第四纪堆积物不整合地覆盖在由粉砂岩,泥岩和砂岩所组成的白垩纪岩石之上。平均粒径Φ值为8.068.55 （0.0026-0.0037mm）。堆积物主要由粉砂和黏土组成,其中粉砂63%,黏土37%。黏土的成分经风化搬运,经由东南的高山向西北杏山附近的平原水流搬运,但黏土成分反而具风成堆积特征。杏山堆积物在第四纪中晚更新世的冰河时期及间冰期逐渐堆积,年代为由（459.12±39.03） ka BP到（88.92±7.56） ka BP。标准差为（0.961.36）Φ,偏斜系数为（0.16-0.31）,平均值为0.218。对粒度分布和频率观察到的峰度值为（0.84-1.05）,适用于单峰双峰粒度分布。形成的堆积物为沙丘,来源和起源有一定距离。杏山第四纪堆积物的Y计算值在-19.8426和-24.4627之间;Y值表明堆积物最初起源是由于风蚀的作用。砾石并没有明显可见的条纹痕迹,这就意味着杏山第四纪堆积物的转运过程中并没有涉及到冰河作用。绝大多数的砾石表面纹理灰暗,并且有凹陷的小坑,这很可能因为在风力的作用下,其它颗粒无数次地对砾石表面进行冲击所形成的。研究区域的砾石大部分呈褐色,不规则地分散分布在所研究地区。砾石的直径从10mm到60mm之间不等,平均直径为45mm。第四纪杏山平均粒度参数显示:该地区堆积物粒度与采样深度不相关。尽管在第二部分,平均粒度在底部随深度增加而增加,然而在第一部分平均值在上部随深度却稍微递增。频率曲线显示粒度范围（0.750）um,两样本分别为（23）um和（67）um,即两者不对称。样本一主要成分为黏土,而样本二以粉砂堆积物为主。频率曲线显示粒度值的范围较小。孢粉,粒度参数,岩石等的研究数据表明,该区在冰河时期的环境中,黏土首先在（459.12±39.03） ka BP （271.81±23.11） ka BP时期形成。粉砂则在间冰期时期逐渐形成,年代约为（147.73±12.56） ka BP。从（459.12±39.03） ka BP到（88.92±7.56） ka BP这段时间,堆积物是在中晚更新世由黏土和粉砂共同组成的。杏山第四纪堆积物主要由风的作用形成。杏山堆积物含有不同的植物孢粉标记,包括针叶树,喜温阔叶树,草本植物,灌木。非乔木孢粉超过了乔木组孢粉。在乔木孢粉组,松属约占7.89%33.33%,桦属占8.33%28.57%。非乔木组主要由蒿属,禾本属,藜属及其它附属类。对孢粉的分析结果显示,该区在中晚更新世时曾历了十一次的气候环境变化。在植物孢粉标记中,蒿属比例以2.63%80%,居首位;在第四纪各层堆积物中,孢粉相对含量为17.5%。禾本属约占2.7040.74%,排在第二,相对孢粉含量为9.5%。中更新世时,该区以干冷气候为主,沉积物在风积-洪积作用下堆积形成。目前对杏山的研究显示:147.73±12.56 ka B.P.和188.89±16.06 ka. B.P.之间的冰期,与阿尔卑斯山的RISS冰河阶段及在欧洲北部的SAALAIN冰河时期O18/O16同位素第六阶段（OIS 6）形成鲜明对比。杏山很可能在147.73±12.56 ka B.P和188.89±16.06 ka. B.P时期时,比阿尔卑斯山和欧洲北部的环境温暖。243.42±20.69 ka and 271.81±23.11 ka B.P的冰河时期,与阿尔卑斯山MINDEL RISS间冰期和欧洲北部Holsteinian的间冰期（氧同位素阶段7 ）相冲突。对杏山的研究表明,11-2层沉积物在冰河时期（88.92±7.56） ka B.P形成,该时期与冰河时期的全球气候和环境记录不相符,例如该层与阿尔卑斯山的Wurmian,欧洲的Weischselian以及北美洲的Wisconsinian的对GISP2,Vostok和SPECMAP记录并不一致。该时期（88.92±7.56） ka BP与O18/O16同位素5a阶段并不相符。1-1层,在间冰期（459.12±39.03 ）ka. B.P逐渐堆积,这与阿尔卑斯山的间冰期的民德（MINDEL RISS）时期,以及欧洲北部的Holsteinian间冰期相联系。间冰期（459.12±39.03） ka B.P与O18/O16同位数的第11阶段（OIS 11）相一致。

论文目录

• 1.0 INTRODUCTION
• 1.1 Background to the research
• 1.2 Problem definition and recent research studies
• 1.3 The study area
• 1.4 Geology of the study area
• 1.5 Previous work in the study area
• 1.6 Research Objectives
• 1.7 Research Questions
• 1.8 Methodology
• 2.0 Experimental and Statistical methods
• 2.1 Sampling methods
• 2.2 Samples lithology
• 2.3 Sample division
• 2.4 Sample pre-processing procedure
• 2.5 Grain size measurement techniques
• 2.5.1 Laser particle-size analyzer
• 2.6 Sample dating method
• 2.7 Statistical method
• 2.7.1 Graphical method
• 2.7.2 Histogram
• 2.7.3 Cumulative frequencies
• 2.7.4 Grain size classification
• 2.8 Nature of pebbles
• 3.0 Results
• 3.1 Grain size analysis parameters
• 3.1.1 Mean grain size
• 3.1.2 Standard deviation/ Sorting
• 3.1.3 Skewness
• 3.1.4 Kurtosis
• 3.2 Characteristics of the frequency distributions
• 3.2.1 Characteristics of frequency curves
• 3.2.2 Characteristics of cumulative curves
• 3.2.3 Standard deviation and mean grain size
• 3.2.4 Skewness and standard deviation
• 3.2.5 Kurtosis and standard deviation
• 3.2.6 Grain-size parameters variations verse depth
• 3.3 ESR sample dating
• 4.0 Pollen analysis and Magnetic Susceptibility
• 4.1 Pollen analysis method
• 4.2 Pollen analysis results
• 4.3 Zoning of pollen diagrams
• 4.3.1 Zone A
• 4.3.2 Zone B
• 4.3.3 Zone C
• 4.3.4 Zone E
• 4.3.5 Zone F
• 4.3.6 Zone G
• 4.3.7 Zone H
• 4.3.8 Zone I
• 4.3.9 Zone J
• 4.4 Magnetic Susceptibility （MS）
• 5.0 Discussions
• 5.1 Introduction
• 5.2 Interpretation of deposited grain-size features
• 5.3 Empirical judgment equation
• 5.4 Accumulation process of Quaternary deposits at Xingshan
• 5.5 Quaternary deposits at Xingshan and its response to the past Global environmental change
• 6.0 Conclusion and Recommendation
• 6.1 Conclusion
• 6.2 Recommendation
• References
• Abstract
• 摘要