山东庙岛群岛黄土光释光年代及物源探讨

发布时间：2019-01-05 11:23

【摘要】：中国黄土-古土壤序列是全球气候和环境变化的重要信息载体，可以与第四纪时期冰期-间冰期旋回相关联。山东地区风尘沉积位于中国黄土分布带的东部边缘，是东亚风尘沉积系统研究中不可或缺的一部分。而庙岛群岛位于渤海与黄海的交界地带，其上形成的黄土不仅具有风成黄土的典型特征，而且由于其地理位置与海洋有着密切的联系，其物质来源可能还具有西北黄土所不具有的特征。然而与黄土高原黄土等地黄土深入的研究不同，山东庙岛群岛地区黄土缺乏系统的年龄框架，阻碍了对山东地区风尘堆积物沉积演化的理解，严重限制了庙岛群岛地区黄土的古气候环境信息的获取。在粒度、地球化学组成方面的研究较为零散，影响了庙岛群岛地区黄土具体物质来源的分析。我们在庙岛群岛诸岛屿进行了广泛的野外考察研究，运用沉积学、地球化学以及光释光年代学等基础方法，建立了山东庙岛群岛北隍城岛、砣矶岛、南长山岛黄土的光释光年代序列，并结合黄土样品的粒度、地球化学特征探讨庙岛群岛黄土的物质来源，该研究为庙岛群岛地区风成沉积物的研究提供了年代支持。本文的研究结果表明：（1）我们从庙岛群岛3个剖面以及山东其他7个典型黄土剖面共采集39个黄土-古土壤光释光年代样品，其中光释光测量仪器为Ris TL/OSL-DA-20，测量方法采用单片再生剂量法（SAR）。通过对比山东地区不同地点的光释光年代结果，以期建立山东地区第四纪风尘堆积物的一个系统的年代序列。测年结果表明，在北隍城岛BHC剖面深度100cm、270cm、420cm及620cm处4个光释光样品样品的等效剂量分别为49.8±5.8Gy、50.9±3.4Gy、106.4±3.7Gy、80.2±3.8Gy，年代测量结果分别为11.8±1.4ka、12.1±0.8ka、24.6±0.9ka、19.4±0.9ka。在砣矶岛TJ剖面深度100cm和660cm处2个光释光样品样品的等效剂量分别为102.62±1.59Gy、299.05±9.75Gy，年代测量结果分别为20.73±0.32ka、64.01±2.09ka。在南长山岛仙境源XJY剖面深度80cm、250cm和390cm处3个光释光样品样品的等效剂量分别为66.2±4.1Gy、92.2±4.4Gy、211.8±10.8Gy，，年代测量结果分别为14.4±1.0ka、21.4±1.1ka、51.8±2.6ka。结合前人的研究结果表明：①山东地区最老的风尘沉积物早于10万年。但大多数黄土主要为10万年以来的沉积。庙岛群岛黄土主要从末次冰期以来开始沉积，而鲁中山前地区的黄土样品最老沉积年龄远远大于山东庙岛群岛地区黄土沉积物的沉积年龄，表明100ka以前鲁中山前区就有了更为活跃的物源及其更为有效的沉积。②全新世黄土绝大多数被侵蚀，只有少数地点有所保留。③各剖面的沉积速率变化表明山东庙岛群岛地区黄土的物质来源与黄土高原黄土不同，而且整个山东地区风尘堆积物的物质来源也互相有所差别。同时较高的沉积速率表明山东庙岛群岛地区黄土主要来自于近源物质，只有较细颗粒可以被西风带搬运，这也是末次冰期陆架沙漠化的一个指示。（2）我们对庙岛群岛黄土的粒度参数、频率分布曲线和概率累计曲线、结构参数、判别式分析、UCC标准化的常量元素特征、CIA vs. Na/K散点图、A-CN-K三角图、微量元素特征及其稀土元素的配分模式参数等进行了分析，并将其与中国其他地区典型黄土进行对比研究。粒度参数、频率分布曲线和概率累计曲线、结构参数和判别式分析都指示了庙岛群岛黄土的风成沉积机制。将北隍城岛山后村剖面（BHC）、砣矶岛后口剖面（TJ）、南长山岛仙境源剖面（XJY）与蓬莱沿岸林格庄剖面（PL）粒度参数特征中的粘粒、粉砂、砂粒的基本成分及中值粒径以及敏感粒度参数的进一步分析发现，庙岛地区的黄土相对于黄土高原黄土粒度更粗，这种明显较粗的粒级特点决定了庙岛群岛黄土必须来自于庙岛群岛周围的海洋地区。同时，北隍城岛剖面→砣矶岛剖面→仙境源剖面→蓬莱剖面各剖面黄土的粉砂含量、砂粒含量及中值粒径及其环境敏感因子呈现规律性变化，表明庙岛群岛地区黄土的物质来源可能主要存在于末次冰期时庙岛群岛NNE方向上的广大陆架出露地区的裸露地层及其上海洋遗留的松散沉积物。地球化学元素特征表明庙岛群岛地区黄土和西峰黄土在常量、微量及其稀土元素含量组成上十分相似，证明了都指示了庙岛黄土典型的风成沉积机制。UCC→伊犁盆地黄土→北隍城岛黄土→仙境源黄土→西峰黄土→砣矶岛黄土→洛川黄土→辽南周家沟黄土→洛川古土壤→陆源页岩→镇江下蜀黄土→九江风成红土→宣城风成红土，呈现CIA值逐渐升高、Na/K逐渐降低的变化规律，化学风化强度逐渐增强。庙岛群岛黄土的物质来源与黄土高原黄土、伊犁盆地黄土、洛川黄土、辽南周家沟黄土、洛川古土壤、陆源页岩、镇江下蜀黄土、九江风成红土、宣城风成红土明显不同，证明了庙岛群岛黄土物质来源的独特性。同时，庙岛群岛黄土与辽南周家沟黄土极为相似地理位置、区域环境及其化学风化特征表明，与辽南黄土相似，庙岛群岛黄土同样来源于近源物质。
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【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P597.3

【参考文献】