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基于ICP-MS的昆明荷叶山柱状沉积物环境意义研究

王君  
【摘要】:本文以昆明荷叶山柱状沉积物为研究对象,通过对沉积物中常量元素、微量元素包括稀土元素在内的四十余种元素进行定量分析,结合沉积学、地球化学、14C建立的年代序列等来探讨昆明荷叶山柱状沉积物的环境意义,重建昆明北部地区末次冰盛期(始于1.8万年前)以来的气候环境演变过程。 本研究采用ICP-MS测定了荷叶山柱状沉积物中微量元素:Li、Rb、Cs、Be、Sr、Ba、Se、Ga、Th和U,重金属元素:Cr、Ni、Pb、Co以及稀土元素La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。用ICP-AES测定了常量元素:Al、Ti、Ca、Mg、Fe和Mn,用AAS测定了Na。研究表明: 常量元素中Na、Ti波动较剧烈。Na/Al, Mg/Al, Ca/Al的比率呈现出相似的变化趋势,在距今1万年前左右,这些元素的比率相比1万年前增大,而且1万年以后变化显著,这与末次冰消期(1.5万年前-1.1万年前)的结束全新世(白1.1万年前至今)的开始有关。 Mg/Ca比值指示了昆明北部气温的变化。该比值显示在17.8m~10.6m(20~11kaBP)之间,该段时期温度较低;在10.6m~2m(11~2kaBP)之间,Mg/Ca比值开始逐渐增大,在8kaBP时突然增大,表明昆明北部气温逐渐升高,但温度仍有波动。在2m-表层(2kaBP~至今)之间,Mg/Ca比值突然降低,表明温度降低。 微量元素中Rb/Sr比值的大小反映了环境的气候条件。结合14C定年结果和沉积学等,恢复了昆明北部末次冰盛期以来的气候环境变化过程17.8m~15.2m(20~17kaBP):Rb/Sr比值最低,属于末次冰盛期的干燥寒冷气候;15.2m~10.2m(17~11kaBP):Rb/Sr比值波动地逐渐增大,属于末次冰消期的寒冷干燥向温暖湿润过渡阶段;10.2m~4.6m(11~5kaBP):进入全新世大暖期;4.6m-表层(5kaBP~至今):Rb/Sr比值突然降低,为全新世干冷时期。 荷叶山柱状沉积物中稀土元素的球粒陨石标准化曲线趋势基本一致,δEu的平均值为0.72,表现出弱的Eu负异常,δCe的平均值为7.12。∑LREE/∑HREE比值大于1,说明荷叶山沉积物稀土元素分馏较明显。La/Yb、La/Sm和Gd/Yb均大于1,说明荷叶山沉积物中轻稀土元素富集。 ΣREE含量的变化与气候环境温暖湿润、寒冷干旱等相对应。ΣREE含量的变化与末次冰盛期以来的几次气候变化相对应。18~17 kaBP:末次冰盛期的干燥寒冷阶段,与玉木冰期Ⅱ对应;15~12 kaBP:温度波动地上升,与晚更新世玉木冰期的晚冰期和新仙女木时期相对应。


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