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狼山东南麓台地湖相堆积地层的发现及对中-晚更新世吉兰泰盆地环境格局的指示

张凡  
【摘要】:吉兰泰盆地位于现代亚洲夏季风西部边缘带、黄河河套段“几”字形大拐弯的左肩段,对亚洲夏季风演化和黄河演化比较敏感。前人在吉兰泰盆地内及河套盆地发现有多级古湖岸阶地和湖岸堤,高湖岸的光释光年代学研究指示至少在早于距今60~50 ka之前的某个时段曾经存在一个几乎覆盖整个吉兰泰盆地、河套盆地的―吉兰泰-河套‖古大湖。而位于盆地内部的钻孔地层的测年结果(钾长石)暗示在研究区曾经存在60 ka的古湖,但是在盆地边缘尚缺乏60 ka的完整的湖泊堆积记录。本文拟在位于吉兰泰盆地磴口次级隆起区边缘的狼山东南麓开展工作,试图寻找古湖曾经发育的地质证据并对其进行石英OSL测年,结合吉兰泰次级坳陷区的地质证据和测年结果理解吉兰泰盆地中-晚更新世的环境格局。本文的初步结论如下:(1)狼山东南麓台地(LS剖面,海拔1068 m)上保存着完整的湖泊堆积地层记录——厚度大于15 m以粉砂为主的灰绿色湖相地层,支持吉兰泰盆地磴口次级隆起区曾经长时间被湖水所占据的认识。介形虫壳体分析结果显示该剖面地层中保存有以意外湖花介(Limnocythere inopinata)为主的壳体,进一步证实该套地层是形成于长时间的稳定水体环境。在位于吉兰泰次级坳陷区(吉兰泰盐湖西岸)的S32剖面(海拔1068 m)出露厚度约5 m的灰绿色砂质粘土层,介形虫种属鉴定结果显示该剖面粘土层也保存有以意外湖花介(Limnocythere inopinata)为主的壳体,指示处于吉兰泰盆地内部的S32剖面地层也是在长时间的稳定水体环境下形成。海拔高程、地层结构、沉积学和生物学证据支持,位于磴口次级隆起区边缘的LS剖面和位于吉兰泰次级坳陷区的S32剖面是同时期形成于同一湖泊不同部位的沉积地层。(2)本研究采用石英矿物的单片再生法(SAR)测量了6个样品的OSL年代。尽管在其中3个样品中存在个别测片的OSL信号接近饱和的情况,但绝大多数测片的OSL信号仍然提供了有效的年龄信息。(3)石英的光释光测年结果显示位于磴口次级隆起区边部的LS剖面的湖相地层发育时间为129 ka~75 ka;位于吉兰泰次级坳陷区的S32剖面的湖相层发育时间为105 ka~71 ka。这一测年结果支持LS剖面和S32剖面形成于同时期的认识。结合年代可靠性论证结果,本文认为至少在早于~129 ka之前的中更新世吉兰泰次级坳陷区和磴口次级隆起区就存在过稳定的深水湖泊,在~129 ka前后出现短时间的湖泊退缩及其后的波动式上升,高湖面湖泊状态一直延续至距今~71 ka前后。(4)由于采用SAR法测量比较耗时,因此本文在数据处理时尝试检验新近报道的快速测量方法在本研究区的适用性,即检验标准增长曲线(Standardized growth curve,简写为SGC)法及全球标准增长曲线(global standardised growth curve,简写为g SGC)法在该地区应用的潜力。两个剖面(LS和S32)的6个样品的研究结果显示,SGC法在该研究区适用性较差,而g SGC法在其中3个样品中得到了成功应用,可以获得250 Gy范围相同的剂量响应曲线。


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