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《中国地质科学院》 2018年
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13万年以来浑善达克沙地南缘黄土—古土壤序列的环境磁学和地球化学研究

蒋凯  
【摘要】:浑善达克沙地地处我国北方季风边缘区,区域气候可能受到东亚季风和北半球西风环流的共同影响。作为我国北方典型的生态脆弱地带,对该地区典型地质记录开展高分辨率古气候研究对于揭示季风边缘区古气候特征和演化历史及其动力学机制等具有重要的科学意义。然而,浑善达克沙地内发育的风成砂-古土壤序列和湖泊沉积存在延续时间短、沉积连续性较差等特点在一定程度上限制了对区域内较长时间尺度上的古气候重建及轨道尺度上古环境演化历史的认识。近年来的野外地质调查时发现,在浑善达克沙地南缘的山间低洼地带保存了末次间冰期以来沉积连续的黄土-古土壤序列,这些远离黄土高原主体、同时作为目前我国报道的纬度最北的黄土沉积不仅可有效弥补风成砂和湖泊沉积古气候记录上的不足,同时为深入理解我国北方季风边缘区在冰期-间冰期时间尺度上的古季风演化过程及其动力学机制提供了良好素材。本文以浑善达克沙地南缘发育的北沟黄土-古土壤序列为研究对象,开展了光释光测年和精细的岩石磁学、环境磁学、地球化学和漫反射光谱分析,并主要得到以下几点认识:1)岩石地层、磁化率和光释光测年结果表明,该剖面记录了末次间冰期以来完整的风成堆积历史,并通过东亚夏季风指标(Rb/Sr及χARM/χ)与深海氧同位素曲线的对比建立了 13万年来该黄土-古土壤序列精细的年龄模式;2)在黄土高原上通常用来表征成壤强度和夏季风强度的磁参数并不完全适用于干旱-半干旱地区(400 mm等降水线附近)的风成黄土,特别是在末次冰期,部分磁参数(如饱和等温剩磁(SIRM)和饱和磁化强度(Ms)主要受控于由冬季风所携带的粗粒PSD-MD亚铁磁性颗粒的通量变化;3)北沟黄土的化学风化程度明显弱于黄土高原上的典型黄土,同时在黄土高原上被广为用来指示东亚夏季风(如Rb/Sr和Ba/Sr)和冬季风(如Zr/Rb)的地球化学指标在解释季风边缘区的古气候历史上与磁参数相比表现出一定的优越性和确定性,而该剖面复杂的磁信号可能是对季风边缘区较弱夏季风的阈值响应。4)在末次间冰期东亚夏季风可以延伸到内蒙古中东部,这与现今气象观测相一致;在末次间冰期-末次冰期过渡期,在冬季风阶段性增强的同时夏季风逐渐减弱,亦与目前冬季风与夏季风反相位变化的观点相一致;在末次冰期,北沟黄土虽然沉积分辨率较低,但仍表现出记录亚轨道尺度上夏季风快速变化和千年尺度干冷事件的潜力;
【学位授予单位】:中国地质科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S151.9

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