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《中国地质大学(北京)》 2015年
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晚白垩世松辽盆地古气候演化

高远  
【摘要】:当前人为排放过多二氧化碳引起全球气候变暖,可能迫使地球重返地质历史中曾出现的温室气候。晚白垩世是典型的温室气候时期,研究这一时期古气候可以为预测未来气候变化提供科学依据。海相沉积记录揭示了晚白垩世气候变化的趋势和多次气候变化事件,但同时期陆相沉积记录匮乏。松辽盆地“松科1井”大陆科学钻探获取了晚白垩世连续完整的陆相沉积岩心,为研究晚白垩世陆地气候变化提供了宝贵资料。本文对松科1井岩心开展沉积学、粘土矿物学和稳定同位素地球化学研究,重建松辽盆地晚白垩世古气候古环境变化。松科1井指标表明,古湖平面变化受构造和气候的共同控制,而古土壤发育程度主要受气候变化的影响;粘土矿物具有不同成因,其中风化粘土矿物及其矿物学指标主要受气候、物源等因素控制;古土壤碳酸钙碳氧同位素和暗色泥岩正构烷烃单体氢同位素主要受温度和降水等气候因素的影响。综合分析松科1井指标与松辽盆地之前古气候记录及全球古气候记录表明,晚白垩世松辽盆地气候演化与全球气候变化具有相关性。Turonian晚期至Santonian早期(约93-84Ma)全球处于高温室气体浓度的热温室气候状态,松辽盆地泉头组、青山口组和姚家组湖平面变化和古土壤发育指示了较为温暖湿润的气候。Santonian晚期至Campanian早期(约84-76Ma)随大气二氧化碳浓度下降全球降温,松辽盆地嫩江组一、二段暗色泥岩正构烷烃单体氢同位素记录到大气降水氢同位素偏负和气候偏凉,尤其是嫩江组一段中上部约120%。显著的氢同位素负偏事件对应全球气候变冷,可能是高纬度地区大气降水或冰雪融水经河流运输注入松辽盆地所致。Campanian中期至Maastrichtian期末(约76Ma-66Ma)由于温室气体含量变化全球气候显著波动,松辽盆地四方台组、明水组多种指标均显示快速气候变化。约70Ma全球变冷时期,松科1井古土壤碳酸钙氧同位素产生约3‰显著负偏,可能是松辽盆地降温和北半球西风带南移共同作用的结果,同时伊利石含量增加、石英/粘土比值升高而伊利石化学指数下降指示了物理风化作用加强;约69Ma和66Ma全球变暖时期,松科1井古土壤碳酸钙碳同位素负偏表明土壤呼吸作用强度升高且降水量增加,蒙脱石含量升高、石英/粘土比值下降而伊利石化学指数升高指示了化学风化作用加强。综合以上研究本文认为,晚白垩世高大气二氧化碳浓度的温室气候时期,松辽盆地气候偏温暖和湿润,因此暗示了随着未来大气二氧化碳浓度不断上升,我国东北地区将可能温度升高且降水增加。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P532

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