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长江三角洲枫泾孔晚新生代磁性矿物的粒级分配及物源指示意义

周园军  
【摘要】:晚新生代以来,青藏高原的隆升、西太平洋边缘海的扩张等构造运动引起了我国地形、水系等的巨大变化。长江三角洲,联系着全球最高的高原和最大的边缘海盆,成为了当今大河与海洋相互作用最为敏感的地区,在新构造运动、古气候和海平面波动的综合作用下,其晚新生代地层和沉积环境变化相当复杂。随着古海拔高度的下降,流域盆地范围的扩大,本区物源的供给区也在扩大,所以研究河口三角洲的沉积地貌演变及物源变化,对于确定沉积物母岩性质、物源位置及搬运路径,甚至整个流域的沉积作用和构造演化等方面是十分必要的。 本研究的钻孔来自于长江三角洲南部平原,位于上海金山区枫泾镇,孔深335m,直达侏罗系基岩。本文首先通过年代地层、岩性、粒度特征,揭示沉积环境的演化过程;其次通过室温磁学测量,分析磁性特征及磁性矿物类型和晶畴大小。最后在此基础之上,进一步通过分粒级测试磁化率,深入挖掘沉积物各粒级组分对磁化率的贡献情况,以期得到在全球第四纪环境演变大背景下的长江三角洲的物源演化过程,进一步为地层对比及解决一些有争议的问题提供一种新的环境指标,并且可促进环境磁学在河湖环境和滨海地区的应用。 本文的主要研究结果、即晚新生代以来长江三角洲枫泾孔的沉积物特征和物源演变过程如下: 2.14-2.01MaB.P.之前,包括上新世和早更新世早期阶段,沉积物粗细混杂,磁化率偏低,而其它磁性参数较高,不完全反铁磁性矿物较多,亚铁磁性矿物较少,且磁性颗粒以SD为主,但磁性矿物在各粒级组分分配都很均匀。表明此时主要为水动力较强的山前盆地、低弯度曲流河的沉积环境,物质主要来自于邻近山地的贫磁性母岩。结合磁性矿物的特点,西部茅山、天目山的酸性-中酸性火成岩可能就是本期物质的主要供应地。 2.14-2.01MaB.P.至1.87-1.67MaB.P.,属于早更新世的早中期,沉积物中砾石大幅减少,磁化率依然较低,其余磁性参数进一步降低。SD亚铁磁性矿物含量明显减少,磁性矿物开始出现粒级分异,粗颗粒沉积物对磁化率贡献明显变小,表明沉积物搬运距离增加。此时主要为曲流河沉积环境向冲积平原转化的过程,流域范围进一步加大,但弱磁性的特征反映沉积物依然来自于贫磁性的母岩。 1.87-1.67MaB.p至大约0.97-0.9MaB.p.,属于早更新世中后期,粒度进一步变细,但磁化率达到了全孔最高。MD亚铁磁性矿物主要富集在细粒沉积物,粗粒沉积物的磁性矿物十分贫乏,意味着沉积物搬运距离进一步加大,并且有新的富MD磁性矿物的母岩加入,推测是长江中下游的古老变质岩到达这里,此时已经有中远源的物质进入。 大约0.97-0.9MaB.p.以来,包括早更新世末期、中更新世、晚更新世和全新世,沉积物颗粒最细,磁性参数再次回归低值,铁磁性矿物总体减少,并且由SD与MD颗粒交替主导。磁性矿物在极细砂中的富集大幅减少,而更多富集在粉砂组分中的现象表明了物质来源又一次发生了变化,SD较多出现可能是长江上游玄武岩加入的体现。总之,中更新世以来,在环境逐渐向滨、浅海演变的过程中,远源的长江上游物质已经在本区沉积。


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