黄土高原北部“吴起古湖”沉积物的古地磁年代学与古环境记录

论文摘要

中国北方黄土高原地区堆积了晚新近纪以来厚达上百米的风成红粘土-黄土序列,是古环境、古气候信息的良好载体。随着古地磁年代学手段的应用以及多种气候指标的建立,对东亚地区新近纪以来气候变化过程的了解也随之深入。在黄土高原北部的吴起地区存在一套湖相沉积物,层位上介于新近纪红粘土与第四纪黄土之间,前人认为该地区在晚新近纪至第四纪期间存在着一个古湖泊（“吴起古湖”）,但该古湖存在的具体时限尚不清楚。因此,为“吴起古湖”提供年代学约束,不但可以为了解该地区的古环境、古气候变化提供新的资料,也能在与其他同时代的古湖进行对比时提供可靠的依据。本文利用岩石磁学和古地磁年代学方法并结合多种气候指标研究了吴起地区一套包括上覆黄土、湖相沉积物及下伏红粘土的土佛寺剖面,结果表明该剖面沉积物中特征剩磁的载体主要为磁铁矿和赤铁矿,在此基础上得到的磁极性序列能很好地与国际地磁极性年表对比,土佛寺剖面记录了11个磁极性带,包括6个正极性带和5个负极性带,剖面起始于4.28 Ma B.P.左右,其中湖相沉积层起始于3.0 Ma B.P.左右,由于湖相沉积物与上覆黄土之间存在不整合面,推测其结束年龄不会晚于1.2 Ma B.P.左右。岩性、磁化率、粒度和沉积速率变化均反映出这一时期该地区环境变化的总体趋势是由暖湿向冷干发展,期间“吴起古湖”的演化大致经历了三个阶段：第一湖相层时限为3.0～2.5 MaB.P.,这一时期吴起古湖水体相对较深,区域内虽然仍有相对较多的降水并能形成地表径流,但气候向半干旱-干旱转变的总体趋势导致水体随后逐步缩小；第二湖相层起止于2.50～2.05 Ma B.P.,这一阶段湖水明显变浅,沉积物甚至还可能暴露出过水面；第三湖相层起始于约2.05 Ma B.P.,这一阶段吴起古湖仍有一定量的水体存在,且水体较上-阶段略深,根据剖面平均沉积速率计算的该层顶部年龄约为1.2Ma B.P.左右,推测“吴起古湖”最终于1.2Ma B.P.左右消失,区域内1.2Ma B.P.时气候条件的恶化及构造活动引起的北洛河溯源侵蚀可能是其消失的重要原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 国内外研究现状及进展
• 1.2.1 古地磁年代学
• 1.2.2 粒度及磁化率
• 1.3 研究思路
• 1.3.1 野外观测与样品采集
• 1.3.2 分析测试方法
• 第二章 研究区地质概况、研究现状及剖面特征
• 2.1 自然地理概况
• 2.2 地质演化史
• 2.3 本区研究现状
• 2.4 剖面地层描述
• 第三章 "吴起古湖"沉积物的古地磁年代学及气候指标研究
• 3.1 古地磁年代学研究
• 3.1.1 古地磁年代学的原理
• 3.1.2 岩石磁学分析结果
• 3.1.3 退磁实验分析及古地磁结果
• 3.2 古生物化石的鉴定结果
• 3.3 粒度研究
• 3.3.1 粒度测试的原理与前处理步骤
• 3.3.2 粒度数据的表示
• 3.3.3 粒度数据的结果
• 第四章 "吴起古湖"的演化历史及其反映的古环境变化
• 4.1 "吴起古湖"的演化历史及古环境记录
• 4.2 "吴起古湖"消失的时代及地质背景
• 4.2.1 "吴起古湖"消失的时代
• 4.2.2 "吴起古湖"消失的构造和气候背景
• 4.2.2.1 "昆黄运动"及其对黄土高原的影响
• 4.2.2.2 "中更新世气候转型"事件
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢