沙漠边缘末次冰期旋回黄土记录的地球化学特征及其环境意义

【摘要】：末次冰期旋回是距离现代最近的一个古气候旋回,对此阶段古气候环境演化的研究,不仅可以了解过去气候变化过程,而且为我们预测和研究未来气候变化提供相似的参考类型,末次冰期旋回因其在气候演化史中的特殊性备受学者们关注。黄土沉积物作为重要的古气候信息记录载体,在古气候重建过程中发挥了巨大的作用,取得了丰硕的研究成果。但沙漠边缘区黄土磁化率的增强机制与黄土高原地区有所不同,不宜用于夏季风强度演化的重建。鉴于此,本文选取位于沙漠边缘的白崖和沙漠—黄土边界带的曹岘两个剖面,共采集1654个样品(其中白崖剖面厚约36.5m,以5cm间隔连续采样,共获得样品730个；曹岘剖面厚约46.2m,同样以5cm间隔连续采样,共获得样品924个),分别在兰州大学西部环境教育部重点实验室和中国科学院青海湖研究所进行磁化率、粒度、地球化学元素(常量元素)及光释光(OSL)的实验室分析。本文尝试将黄土高原地区典型剖面常用的地球化学、粒度和磁化率等指标用于白崖和曹岘剖面古气候重建,并验证气候代用指标在沙漠边缘及沙漠—黄土边界带的适用性,通过分析得出如下认识： (1).对白崖和曹岘剖面地球化学代用指标分析发现：化学蚀变指数(CIA)在两个剖面均可以比较明确地反映夏季风的变化,但Rb/Sr值的气候意义不够明确,白崖和曹岘Rb/Sr值相对于黄土高原主体更复杂,沉积前的风化信息可能叠加于物源之上,导致Rb/Sr值不能很好的指示古气候的变化。所以,白崖和曹岘剖面的Rb/Sr值不适合用于古气候演化过程的重建。反映冬季风变化的SiO2/TiO2值和Zr/Rb值对应地层能做出灵敏反应,可以作为指示冬季风变化的指标。 (2).白崖剖面磁化率指标在MIS3阶段不适用,不能很好的指示夏季风的变化,在MIS1和MIS5阶段对气候变化能做出灵敏的反应；曹岘剖面磁化率则表现出两端高中间低的情形。鉴于磁化率的形成机制比较复杂,所以选用磁化率指标时要慎重。 (3).离沙漠更近的白崖剖面细颗粒含量高于曹岘剖面,在间冰期阶段,白崖剖面的物源区较远,在冰期阶段,沙漠扩张对白崖剖面黄土沉积物贡献很大。曹岘剖面粒度各组分含量较白崖剖面小,说明离沙漠更远的曹岘剖面粒度记录的古气候信息可能经过搬运—混合过程而变得平稳。 (4).白崖和曹岘剖面都表现出SiO2、Al2O3含量与UCC较接近,CaO的含量相对UCC显著富集,MgO、TiO2、Fe2O3相对UCC富集；Na2O、K2O则相对UCC表现出较弱的亏损。两剖面的化学蚀变指数CIA都分布在50～60之间,说明两剖面皆处于化学风化的初级阶段,即脱Ca-Na阶段。Al-Ti-Zr三角图显示物源在不同时期存在一定的变化,在全新世和末次间冰期黄土物质混合较为均匀,表明风尘经历了较长距离的搬运和较为充分的混合过程；在冰期,部分时段物源可能较近,风尘物质混合不均匀。

【关键词】：沙漠边缘 黄土 地球化学 物质来源 末次冰期 末次间冰期
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P532
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