西宁盆地沉积物元素地球化学特征及古环境意义

论文摘要

西宁盆地位于青藏高原东北缘,处于我国东部湿润季风区、西北内陆干旱区和青藏高原高寒区三大自然地理区的交汇处,对全球气候和区域环境变化十分敏感。盆地内沉积了长序列的始新世到中新世连续的地层,为研究该时期盆地及高原周边的古环境和全球气候变化提供了良好的载体。西宁盆地谢家剖面属内陆洪积扇远端沉积与浅干盐湖交替沉积的沉积环境。本论文选取该剖面110-800米（49-17 Ma）为研究对象,进行地球化学样品采集和分析工作。通过对两套沉积物848块化学样品进行分析,得到盆地沉积物易溶盐和全岩元素含量变化的高分辨率序列,探讨沉积相控制下的易溶盐分布规律和沉积物元素地球化学特征,揭示盆地及高原周边地区49-17 Ma的古环境演变过程以及与全球变化之间的联系。首先、通过对泥岩／石膏沉积进行易溶盐分析研究,得出以下结论：1、石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO42-和Sr2+的高值和低值变化,即石膏层广泛分布的剖面下部中Ca2-、SO42-和sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低；而红色泥岩层为主的剖面上部Ca2+、SO42-和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl含量略有升高。2、通过沉积物中易溶盐含量变化的分异规律,反映溶解度控制的碳酸盐-硫酸盐-卤化物相继发生的沉淀序列,并清晰揭示出发生在约33 Ma左右巨大的干旱化事件。3、沉积相的分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端沉积和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层为主（或与红色泥岩层交替）到上部以红色泥岩为主的岩相变化控制了谢家剖面易溶盐含量的变化,反映了区域范围上的干旱化进程。其次、运用多元统计法对沉积物全岩元素含量分析,得到以下结论：1、通过对西宁盆地化学元素进行聚类分析,得到元素聚类分析谱系图,分为三组元素组合类型：第一组元素：Al、K、Fe、V、Ti、Ni是陆源碎屑沉积物的元素组合,代表了风化过程中不易迁出风化壳的稳定元素,主要以碎屑态进入湖盆；第二组以元素Ca、Sr为一组,两者的分布密切相关,它们代表了盐湖水体中化学沉积物质的组合类型；第三组以元素Ba、Mg、Mn、Na为西宁盆地上述两种组合之外的其他组合类型,可能主要受碳酸盐及铁锰氧化物控制。2、对所获数据作因子分析找出影响沉积物化学组分含量变化的主要因素。在累积方差贡献为81.62%的条件下,确定了影响沉积物化学组分含量变化的两个因子（F1和F2）。西宁盆地沉积物全岩元素所划分的各组分之间存在明显的正相关,说明这些元素共生关系较好,在成因上有一定的专属性,依次代表了西宁盆地谢家剖面陆源碎屑输入和石膏为主的湖泊自生化学沉积。综上,通过沉积物中易溶盐、全岩元素含量变化分析,探讨化学元素与沉积相之间的变化规律及化学元素作为气候代用指标的适用性,并结合孢粉和地层学、有机地化等资料揭示西宁盆地在33Ma经历了干旱化加强,这一干旱化过程是对新生代全球气候变冷及青藏高原隆升的积极响应。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究方法、研究内容与解决问题
• 1.3 论文工作情况及实验工作情况
• 第二章 西宁盆地及剖面概况
• 2.1 研究区地理地质概况
• 2.2 西宁盆地地层特征
• 2.3 谢家剖面概况
• 第三章 西宁盆地盐类沉积及沉积相变迁
• 3.1 盆地盐湖的形成演化
• 3.2 盆地内盐类沉积
• 3.3 西宁盆地沉积相变迁
• 第四章 沉积物易溶盐元素特征
• 4.1 易溶盐元素离子浓度的探讨
• 4.2 易溶盐离子含量及蒸发岩矿物的溶解控制
• 4.3 易溶盐元素环境意义的探讨及结论
• 第五章 沉积物全岩元素特征
• 5.1 沉积物元素含量的多元统计分析
• 5.2 谢家剖面沉积物化学元素含量变化
• 5.3 结论
• 第六章 古环境意义的探讨、结论及存在问题
• 6.1 西宁盆地古环境意义探讨
• 6.2 主要结论
• 6.3 存在问题和展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢