山东章丘黄土沉积中砾石层的砾组结构特征研究

发布时间：2020-06-19 16:53

【摘要】：黄土作为沙漠的衍生沉积物,同深海沉积物、极地冰芯并称为古气候研究的三大支柱,黄土沉积的连续性记录了环境变迁的过程。山东地区黄土位于中国黄土分布的东部边缘,我国现代季风区的中部和海陆交接过渡地带,是东亚风尘沉积系统的重要组成部分,根据其分布可分为渤海湾滨海与岛屿区、鲁中山前区两大区域,基本呈东西向带状分布。然而在这套风尘堆积中,自西部的章丘,到中部的淄川、青州,到东部沿海的蓬莱,一直延伸到庙岛群岛,均存在一期或多期明显的砾石层,该砾石层是山东地区风尘堆积区别于黄土高原典型黄土以及长江中下游下蜀黄土的一大突出特征。砾石层作为记录气候环境变迁的重要载体,国内外学者进行了大量的研究,然而关于山东风尘堆积中砾石层沉积特征、沉积年代及其环境意义的研究较少。鉴于山东地区风尘沉积在东亚风尘堆积系列研究中的重要地位,以及其夹杂砾石层具有独特性和稀缺性,我们在山东地区进行了广泛的野外考察研究,选择最具典型、保存完好、堆积较厚的章丘黑峪剖面(HY)为研究对象,对砾石层上下部黄土沉积进行了沉积学特征研究,对砾石层进行组构分析;结合光释光测年(OSL)数据,深化我国东部季风区气候环境的形成演化。本文的研究结果表明:(1)根据山东章丘黑峪剖面(HY)分层特点共采集6个光释光年代样品,光释光测量仪器为Ris?TL/OSL-DA-20,测量方法采用简单多片再生法(SMAR)。测年结果表明,在山东章丘HY剖面深度100 cm、250 cm、370 cm、470 cm、717cm、1260 cm处的年代分别为0.264±0.017 ka、15.7±0.7 ka、20.4±1.4 ka、23.6±1.4ka、32.0±2.0 ka、39.0±2.0 ka,因此可以判知该剖面为末次冰期以来的沉积物。G1砾石层上部和G2砾石层上部的测年结果分别为39.0±2.0 ka、32.0±2.0 ka,说明G1、G2砾石层形成于晚更新世。(2)HY剖面黄土样品粒度频率曲线主要呈双峰分布,主峰主要集中在20~60μm之间,次峰小于1μm,其粒度分布范围在0~125μm之间,总体呈正偏-似正态分布;HY剖面粉砂含量最高,变化范围为58.71%~81.95%,平均含量73.72%;其次是黏粒组分,黏粒含量变化区间为11.40%~30.90%,平均值为22.08%;砂粒含量最少,在0.72%~12.34%之间变化,平均含量4.19%;由C-M图可知该黄土剖面C介于100~200μm之间,M主要在10~60μm之间变化,在C-M图上投影比较集中;利用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,该剖面沉积物Y值变化范围为-10.68~-5.45,均小于-2.7411,结合沉积物粒度组成和粒度频率分布曲线特征说明该剖面为典型风成堆积物。(3)根据粒度中值粒径(Md)、环境敏感组分(3.98-25.11μm)、低频磁化率(χ_(lf))等气候代用指标指标,结合光释光年代(OSL)结果,与深海氧同位素对比,章丘HY剖面可分为现代耕作层(0~40 cm)、MIS1(40~200 cm)、MIS2(200~500 cm)、MIS3(500 cm~1450 cm)四期。剖面深度670~710 cm(G2砾石层)和1260~1310 cm(G1砾石层)处形成两期河流相砾石层。根据光释光年代结果,G1、G2砾石层的堆积年代约为38.7~40 ka和29~32 ka,表明该时期气候温暖湿润,降水较大,降水量远大于下渗量,形成地表径流。流水携带沿途碎屑物在河道堆积。通过对G1、G2砾石层进行砾组分析得到,G1、G2砾石层砾石砾径均以细砾和中砾为主,砾石层形成时期的水动力较弱。G1砾石层砾石砾径主要在16~20 mm之间,G2砾石层砾石砾径主要在11~15 mm之间,G1砾石层砾石砾径大于G2砾石层砾石砾径,表明G1砾石层形成时期的水动力大于G2砾石层形成时期的水动力。砾向在G1、G2砾石层形成时期表现为北东向(NE)和正东向(E),古流向变化不大,呈自东而西的基本流向。G1、G2砾石层砾石岩性成分均以石灰岩为主,其含量高达95%以上,砾石砾态均以次棱状和次圆状为主,总含量均达到70%以上,磨圆度较好,根据该区地层特征和古流向,G1、G2砾石层应为近源物质且物源区在形成时期并未发生明显的改变。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.131
【图文】：

黄土分布,砾石层

以往有关砾石层的研究，在研究区域上多集中在长江流域和黄河流域。长江流域以南京一带秦淮河、滁河两岸的“雨花台砾石层”[21-24]、汉江平原西缘宜昌东部的“宜昌砾石层”[25-26]和长江武汉段北岸阳逻镇的“阳逻砾石层”[27-28]为多。这些砾石层的研究对于长江形成、演化以及古环境变迁的研究具有重要的意义。黄河流域主要以晋陕峡谷[29-30]、古三门湖[31]等阶地砾石层研究为主，黄河阶地砾石层的研究对黄河河道的变迁具有重要指示意义。然而，针对山东风尘堆积中砾石层的研究较少。基于此，本文选择最具典型、保存完好、堆积较厚的章丘黑峪剖面（HY）为研究对象，通过光释光测年确定山东风尘沉积中砾石层的沉积年代，研究砾石层上下部黄土的沉积学特征，对其沉积环境进行判别，通过砾石层组构特征的测量与统计，分析其成因、物质来源及其环境意义，从而进一步探讨其对气候事件的指示意义。该研究不但有助于深刻理解山东风尘堆积的环境背景[32-36]，探讨东亚地区重大的气候事件，而且还可以为揭示改变地球营力和改造地表过程的地质过程提供重要的科学依据。

技术路线图,论文研究,技术路线

图 1-3 论文研究技术路线2 区域概况与样品采集2.1 区域自然地理状况章丘区地处泰沂山区北麓，与华北平原接壤，长城岭绵延于南，长白山矗立于东。地形自东南向西北倾斜，自南而北依次为山区、丘陵、平原、洼地；属暖温带季风区的大陆性气候，四季分明，雨热同季。春季干旱多风，夏季雨量集中，秋季温和凉爽，冬季雪少干冷。年均日照 2647.6 h，日照率 60%；年均气温 12.8 ℃，高温年 13.6 ℃，低温年 11.7 ℃；年平均降水量 600.8 mm，一般为 500~700 mm；境内大部地区属小清河水系，东南部少数山区属大汶河水系。主要河流有黄河、小清河、绣江河，东、西巴漏河，漯河、巨野河等。章丘区境内土壤可分为 4

【参考文献】