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苏北盆地兴化1孔元素反映的中更新世以来的环境变化

孟景闻  
【摘要】: 苏北盆地处于我国东部典型季风区,是连接陆地和海洋的关键性区域,重建该地区古气候演变历史,对认识东亚季风变迁的过程、规律具有非常重要的意义。本文通过湖泊沉积学、地球化学对方法对取自该地区兴化钻孔上部86.5 m~3 m的岩芯进行分析,得出以下结论: (1)聚类分析表明元素可分为四大类,元素的R型因子分析显示:Ti、Ga、Rb、Y、Zr、Nb、Hf、SiO_2、Al_2O_3、P、Mn、Zn、As、Br、Sr、MgO、CaO、Na_2O等元素及氧化物受物源的影响很大,直接体现了物源区化学风化作用的强度;Zr、Hf、V、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Fe_2O_3、Al_2O_3、K_2O等元素及氧化物与粘土的含量直接相关,可能与成岩过程中元素的再分配相关;Fe_2O_3、P、Mn,则可能与生源沉积有关,Fe_2O_3、MnO一般形成于浅水氧化环境。对样本的Q型因子分析,可以定性地区分出暖湿与干冷环境。 (2)苏北盆地CaO/(MgO~*Al_2O_3)的高值、Rb/Sr低值指示高温气候,风化作用较强的时期,低值相反。Sr/Ba高值指示盐度相对较大的时期,反映高温风化速率较强的时期,低值相反。SiO_2/Al_2O_3值指示风化成壤作用。Zr/Rb值低反映了样品中含有较多的粘土矿物,化学风化作用强。东部季风区的敞流性湖泊的地球化学指标的气候意义与黄土和干旱区湖泊有一定的差异。 (3)在苏北兴化1孔上部86.5 m的Rb/Sr、CaO/(MgO~*Al_2O_3)、Sr/Ba、SiO_2/Al_2O_3和Zr/Rb等地球化学指标的变化具有高度一致性,并与岩性、磁化率及孢粉等记录取得了很好的对比,这说明地球化学指标对气候变化的指示作用。经过分析显示,87m的深度范围内大致可划分为5个气候阶段,经历了暖湿冷干阶段—以暖湿为主的气候阶段—气候波动频繁阶段—暖湿冷干阶段—暖湿冷干阶段的变化过程。 (4) 780ka以来苏北盆地经历了8个气候冷暖变化旋回,与LR04深海氧同位素及西部黄土粒度组分比值记录有良好的对比。但是苏北盆地在MIS9~MIS11阶段的气候变化在持续时间长短及强度上与深海氧同位素和黄土存在差异,可能显示区域的特殊性。 (5)对元素指标780 ka以来的功率谱分析表明,20 ka的岁差周期相当显著,说明其积极响应于低纬驱动。


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