甘肃静宁蔡河红粘土Sr-Nd同位素意义研究

发布时间：2020-06-07 13:26

【摘要】：中国黄土高原风尘沉积序列包括第四纪黄土-古土壤沉积序列以及晚第三纪红粘土沉积序列,作为陆相沉积,是研究全球气候变化最佳的物证。随着现代科学技术的进步,对黄土-古土壤研究的日趋成熟,国内外学者逐渐将注意力转移到黄土-古土壤下部堆积的巨厚中生代以来新近沉积红粘土堆积,认为该层红粘土沉积原因与上覆黄土-古土壤一致,都为连续堆积,并且也完整记录了晚新生代以来亚洲内陆古气候环境、地质构造的变化,是研究东亚冬、夏季风形成时期及强弱变化、亚洲内陆干旱化进程及青藏高原构造隆升对亚洲内陆环境变化影响等问题的最好载体之一。本文以甘肃静宁蔡河红粘土为对象,依据蔡河红粘土磁化率特征,通过与庄浪钻孔对比建立年代框架,并结合Sr-Nd试验对蔡河红粘土物源地进行了追踪。具体研究内容及结论简介如下:(1)通过对陇东静宁县蔡河剖面红粘土进行磁化率试验,根据磁性地层学研究建立该沉积序列的年代框架,对比六盘山西侧秦安、庄浪等几个典型剖面磁化率变化曲线,探讨了磁化率变化特征及其原因。结果表明:蔡河剖面磁化率的变化特征为:上下部较高,中部较低,上部14m磁化率基本都在30×10~(-8)m~3/kg,波动幅度较大,中部基本都在20×10~(-8)m~3/kg左右,维持稳定,下部较中部略有升高,变化相对较大;蔡河剖面红粘土堆积时的年代约为9.7Ma~14.12Ma,总时间跨度为4.42Ma;蔡河红粘土的频率磁化率χ_(f d)结果与黄土高原其它红粘土的特征差异显著,主要表现为低频、高频磁化率值非常低;蔡河红粘土频率磁化率负值的出现从高频磁化率的角度目前还不能解释,要得出合理解释,可能还需要对蔡河红粘土的磁学性质进行系统研究。(2)通过对甘肃静宁蔡河红粘土剖面进行Sr-Nd同位素试验,研究了黄土高原中中新世以来红粘土风尘物源变化过程,为揭示亚洲内陆中中新世环境变化特征提供新的证据。结果表明:蔡河红粘土20个样品的Nd同位素ε_(Nd)值波动在-11.1到-8.7之间,平均值-9.8,~(87)Sr/~(86)Sr比值最高0.719458,最低0.710993,波动范围非常大,平均值0.717238,;黄土高原不同剖面的黄土Sr-Nd同位素与蔡河红粘土的~(87)Sr/~(86)Sr值及ε_(Nd)值基本一致,说明蔡河红粘土的物源特征与黄土高原黄土的物源特征一致;蔡河红粘土剖面Sr-Nd同位素自14.1Ma以来至9.7 Ma,ε_(Nd)值总体呈现波动下降的趋势,下降幅度达到了2.4个单位。而~(87)Sr/~(86)Sr值相应的从0.716539上升到0.719458;基于蔡河红粘土Sr-Nd同位素随年代的变化趋势,结合与前人所做的秦安-灵台综合剖面的Sr-Nd同位素变化,本文认为青藏高原的隆升是导致蔡河红粘土Sr-Nd同位素变化的根本原因,青藏高原在中新世的隆升,其北缘的祁连山脉在此阶段(至少在14-9.7Ma间)也逐渐隆升,山体的隆升为风成作用提供了物质来源,山体隆升被剥蚀的物质被搬运至阿拉善高原,为巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠提供了充足的风尘物质,进而沉积在黄土高原,形成了红粘土堆积。
【图文】：

卫星图

图 2-2 蔡河剖面位置卫星图粘土样品采集及特征究区海拔高度在 1400~2000m，地势西北方向高，东南方向低，相00-400m，在地形上属与低山与黄土梁、峁共存的地形。本区气候划半湿润半干旱气候，气候温和，光照充足，四季分明，，全年无霜期长年平均年日照时数 2239 小时。年平均气温 7.3℃，最热月份一般在平均气温约 19.8℃；最冷月份为 1 月，月平均气温-7.3℃。降水在均匀，夏季雨水充沛，主要降水集中在 7、8、9 三个月，占全年降8%，冬、春季节降水较少，年均降水量 450.7mm，最大值在 1964 年为 6在 1971 年为 228.3mm，年均蒸发量 1468mm。年积雪日数为 32.7 厚度 15.7cm，年平均最大风速 20.3m/s。研究区主要河流为葫芦河级支流，发源于六盘山腹地的宁夏西吉县月亮山南麓，年平均径流

剖面图,剖面,全剖,面深

图 2-3 蔡河剖面取样图表 2-1 蔡河红粘土取样记录表（下一页）平台取样深度(m) 全剖面深度(m) 取样编号样别备注第一级 0.2 0.2 Rch-1 小0.4 0.4 Rch-1 大0.7 0.7 Rch-2 小1 1 Rch-2 大相对靠下1.2 1.2 Rch-3 小1.4 1.4 Rch-4 小1.6 1.6 Rch-3 大1.8 1.8 Rch-5 小2.1 2.1 Rch-4 大2.4 2.4 Rch-6 小2.6 2.6 Rch-5 大2.8 2.8 Rch-7 小3 3 Rch-6 大3.2 3.2 Rch-8 小3.4 3.4 Rch-9 小3.5 3.5 Rch-7 大相对偏下3.6 3.6 Rch-10 小3.8 3.8 Rch-11 小4 4 Rch-8 大
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P597;S151

【参考文献】