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天山北麓典型黄土磁学与地球化学特征研究

刘现彬  
【摘要】:黄土沉积物作为重要的古气候信息记录载体,在重建古气候古环境演变过程中发挥了巨本的作用。地处内陆非季风区干旱带的天山,是新疆地区风成黄土的重要分布区之一。研究新疆天山黄土不仅对于认识当地的地理环境特征而且对于探讨干旱区古气候变化、研究现代尘暴灾害及全球黄土的总特点都有重要意义。本研究选择受西风环流控制的中东部天山北麓地区的典型黄土钟梁剖面作为研究对象,结合前人的工作基础,对样品进行系统的沉积学、环境磁学、地学化学研究,并辅助粒度指标和X射线衍射图谱进行研究。通过对各项指标分析主要得出以下认识: (1)天山北麓黄土磁性特征主要由磁铁矿控制,同时含有磁赤铁矿、赤铁矿等其它磁性矿物;磁性矿物粒度以假单畴颗粒为主。与黄土高原地区黄土磁化率变化模式不同,天山北麓黄土层的磁化率高于古土壤层,磁化率受控于原生亚铁磁性矿物的含量,增强模式以阿拉斯加风速论模式为主,黄土高原超细颗粒成壤模式微弱。 (2)钟梁剖面中A1203含量与UCC较接近,CaO、MgO、TiO2、Fe2O3的含量相对UCC富集;SiO2、Na2O、K2O则相对UCC表现出较弱的亏损。化学蚀变指数CIA都分布在45-55之间,说明剖面黄土皆处于化学风化的初级阶段。Al-Ti-Zr三角图显示S0、L1和S1三个阶段沉积物Al-Ti-Zr比值都比较较集中且分布与上陆壳(UCC)和后太古时代澳洲页岩(PAAS)比较接近,沉积物经历了较长距离的搬运和较为充分的混合过程。 (3)样品的粒度分布以粉砂为主,粒度百分频率曲线具有典型双峰分布特征。对典型样品进行全岩X衍射分析,结果显示黄土沉积物主要由石英构成,同时含有长石、云母以及方解石等矿物。衍射图谱未见有意义的磁铁矿、磁赤铁矿等磁性矿物的特征谱,说明它们在样品中的含量并不显著。 (4)在黄土高原地区能够较好反映夏季风变化的代用指标Rb/Sr值和黄土风化强度的(CaO+Na2O+MgO)/TiO2值在天山北麓地区和地层的对应关系较差,Rb/Sr和(CaO+Na2O+MgO)/TiO2值的变化可能受到降水量和碳酸盐淋溶强度的影响。反映单畴磁性矿物含量的χARM/χlf值与地层具有很好的对应关系,可以作为一个较好的磁学代用指标反映天山北麓黄土的成壤强度。化学蚀变指数CIA可以不受沉积物物源差异,沉积环境差异的影响,与地层的对应关系较好,可以有效指示钟梁剖面不同地层沉积物的风化程度和成壤强度。


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