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《陕西师范大学》 2007年
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洛阳盆地全新世特大洪水平流沉积物理化特性研究

葛本伟  
【摘要】: 全新世时期是人类文明快速发展的时期。先人利用全新世中环境较适宜时期发展了灿烂的老官台文化、仰韶文化、龙山文化及之后的夏商周文明。新石器文化的兴起与衰退无不受到全新世环境好转与恶化的影响,周人部落的不断迁移就是先人对这种环境变化的响应。洛阳盆地自公元前770年周平王迁都于此并建立洛邑就开始了作为封建王朝政治、经济、文化中心的地位。直到宋代之前一直是我国古代文明的中心。因此,深入研究洛阳盆地全新世特大洪水的产生环境背景及洪水平流沉积物的理化性质有重要的意义。 本文基于野外考察,分别在嵩山山前的丘陵台地、洛阳盆地选取了GDZ剖面、HWC剖面、LHT剖面、YWC剖面、YYC剖面。其中GDZ剖面为典型的全新世黄土一古土壤剖面,对其进行理化分析可以揭示出全新世以来洛阳盆地的环境变化过程及全新世古洪水产生的环境背景:HWC、LHT、YWC、YYC剖面是洛河沿岸洪水平流沉积剖面。对其进行磁化率、地球化学元素、烧失量和CaCO_3等环境代用指标的室内实验分析和测定。揭示了洛阳盆地全新世以来古洪水平流沉积层与黄土层、古土壤层的理化性质差异。获得的主要认识有: 1、洛阳盆地全新世以来的环境变化过程及古洪水产生的环境背景。11,500aB.P.以前为末次冰期,气候寒冷干旱,成壤化作用弱,黄土堆积作用较强。14,700aB.P.~11,500aB.P.之间的晚冰期之时,气候多突变,似乎存在着中间时段的突然增温与结束之时的突然降温事件,可对应于西欧13,000aB.E的增温事件及11,000aB.P.的YD事件。全新世早期(11,500aB.P.~8,500aB.P.),虽然气温有所回升,但仍是比较寒冷干燥。全新世大暖期(8,500aB.P.~3,100aB.P.)气候普遍温暖湿润,黄泛区风沙活动减弱,风尘堆积相应较弱,风化成壤强烈。由于降水多,土壤淋溶作用和粘化作用都较强,土壤有向下风化成壤过程。3,100aB.P.是洛阳盆地全新世大暖期结束之后的气候恶化期。在此之后,气候突然转向为冷干,风化成壤减弱,黄土的堆积作用明显加强。由于在晚冰期、末次冰期之时,气候寒冷干旱,黄河流域降水量小,各支流的来水量也小,所以黄河泛滥的频率也相对较小,黄泛平原能提供的粉沙物质也比较少,实际的黄土堆积速率小于晚全新世之后的黄土堆积。在GDZ剖面的元素分析中发现,新黄土(L_0)中的元素含量要低于末次冰期黄土(L_1~last)和晚冰期黄土(L_1-late),这也证明了正是晚冰期之时黄土的快速堆积才使其化学元素含量相对降低。 各种实验分析都同时反映出了3100aB.P.之后黄泛区的风动力明显加强。在东北风的吹扬下,较粗的粉沙可以沉积在豫西、豫中黄土区。与之相邻的洛阳盆地也存在同样增强的风动力系统。沿洛河河谷的东北风动力加强,在洪水间歇期将河漫滩上的细沙吹移至缓坡上,覆盖了前期的洪水平流沉积层。形成了洪水平流沉积序列中的风吹沙夹层。3100aB.P.以来的环境变化、人类活动是洛阳盆地晚新世以来古洪水形成的环境背景。全新世晚期虽然气候较为冷干,但气候波动变化较大,人类活动影响日益增强,并且处于气候转型期,洪水较多,因而在洛河一级阶地上沉积了多层的平流沉积物。这与3100aB.P.之后黄泛平原上黄河泛滥加剧是相对应的。 2、洛河沿岸的洪水平流沉积层理化性质特征。对于常量元素来说,SiO_2、Na_2O在大部分洪水平流沉积层中的含量要小于其在黄土层、古土壤层中的含量,只有个别层次例外:而Al_2O_3、Fe_2O、CaO、MgO、K_2O、Ti等元素在大部分洪水平流沉积层中的含量高于其在黄土层、古土壤层中的含量。除了Ca、Mg以外,在古土壤层中迁移的常量元素在平流沉积层中含量较小,而在古土壤中相对富集的元素在平流沉积层含量较大。对于微量元素而言,Ba、Mn、P、Sr等微量元素在平流沉积层中的平均值要远大于黄土、古土壤层的Ba、Mn、P、Sr含量。Cu、Ni、Rb、Zn、Rb等微量元素的平均含量变化就比较复杂,它们在较粗沉积层中的含量介于在黄土、古土壤层中的含量之间,而它们在较细沉积层中的含量高于它们在古土壤层中的含量。 3、对于磁化率、烧失量与CaCO_3来说,洪水平流沉积层、风吹沙层、中粗沙层与黄土层、古土壤层相比,磁化率在平流沉积层、风吹沙层、中粗沙层中的平均值要高于在黄土层、古土壤层中的磁化率值,并且在剖面沉积层之间,磁化率值在粗质的沙层中较高,而在较细的粘土质平流沉积层中较低。CaCO_3,与之相反,在平流沉积层中的含量要高于豫中黄土层、古土壤层中的CaCO_3含量,但与黄土高原区一些剖面中的黄土层相比,含量仍然较小。烧失量在平流沉积层中高值偏向于质地较细的平流沉积层,即在细质平流沉积层中平均值较大,在粗质的沉积层中平均值较小。烧失量值较大时可以相比于古土壤层中烧失量值,而烧失量值较小时一般小于黄土层中的烧失量值。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P539.6

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