柴达木盆地东北缘新生代古气候事件的沉积学研究

发布时间：2017-09-01 17:32

  本文关键词：柴达木盆地东北缘新生代古气候事件的沉积学研究

  更多相关文章： 新生代 柴达木盆地 青藏高原隆升 全球变冷 古气候环境

【摘要】：为了解柴达木盆地新生代的古气候演化过程,本文通过对柴达木盆地大红沟剖面新生代沉积物的沉积学研究,借助粒度分析和磁化率分析以及扫描电镜分析,综合石膏层剖面测量数据以及孢粉数据,对比同时期其它剖面的沉积记录以及全球氧同位素变化趋势,初步得到以下认识：(1)柴达木盆地大红沟剖面新生代出露的地层自下而上依次为路乐河组、下干柴沟组、上干柴沟组、下油砂山组、上油砂山组以及狮子沟组,总厚约5271m,粒度整体表现为现为粗—细—粗的大旋回,经历了湖泊三角洲相—湖泊相—三角洲相—辫状河相的沉积环境演化,反映了湖盆从形成初期的山麓洪积扇前缘三角洲堆积到湖盆快速积水扩大形成大面积湖泊沉积,再到湖泊逐步缩小干涸后的河流沉积的过程。详细记录了柴达木盆地北缘早始新世以来完整的湖泛和湖退的过程,反映了盆地沉积古地理演化历史。(2)基于从粒度中提取出的环境敏感组分含量变化、磁化率变化趋势、石膏岩盐含量变化、孢粉数据以及与全球氧同位素曲线及周边盆地沉积记录的对比,我们将柴达木盆地大红沟剖面43-2.5Ma的古气候环境变化分为6个阶段：阶段1(4948-5271m,37-43Ma),此阶段表现为寒冷干旱的气候环境；阶段2(4022～4747m,27-37Ma),表现为寒冷湿润的气候环境；阶段3(2436～4021m,16-27Ma),表现为温暖湿润的气候环境；阶段4(2041m-2435,13.5-16Ma),表现为温暖湿润的气候环境,较上一阶段更为暖湿；阶段5(564-2040m,5.4-13.5Ma),表现为寒冷干旱的气候环境；阶段6(0-563m,2.5-5.4Ma),表现为寒冷干旱的气候环境,较上一阶段干冷程度更高。(3)27-16Ma石膏+盐岩突然消失,粒度呈现减小的趋势,磁化率则表现为增大的趋势,且二者变化平稳,这都反映出此阶段柴达木盆地处于温暖湿润的气候环境。我们注意到27Ma正好对应了晚渐新世暖期,在进入晚渐新世暖期以后,虽然经历了早中新世冰期短暂的降温事件,但在16-27Ma整个阶段在全球氧同位素曲线上表现的是一段相对平稳的温度较高的时期,27Ma柴达木盆地大红沟剖面粒度和磁化率,石膏+盐岩所表现出的变化早于25Ma左右的青藏高原隆升事件,因此,我们认为16-27Ma温暖湿润的气候环境是受到全球增温的影响。(4)14Ma粒度达到最小值,13.5Ma磁化率达到最大值,14-13.5Ma粒度呈现增大的变化趋势。我们认为13.5Ma发生了一期季风增强事件,使得风力将流域外的物质带入盆地,风成砂成壤过程中所形成的小颗粒磁铁矿是大红沟剖面质量磁化率出现一个峰值原因。基于此推测,我们研究大红沟剖面沉积物粒度频率分布曲线时发现,大红沟剖面存在类似风成砂和粉尘的沉积物,粒度频率曲线与腾格里沙漠风尘和风成砂的粒度频率分布曲线相似。风成组分集中爆发在2000～2500米处,即13.5Ma左右。扫描电镜结果显示颗粒呈现浑圆状或近圆状,表面有碟形撞击坑。风成沉积物粗颗粒含量较高,其众数值分布在100-200gm之间,一般以细砂为主,含少量的粉砂或中砂,风成砂在13.5Ma左右集中爆发,使得这一阶段的粒度升高,实验结果支持之前的推测。(5)经历新生代气候转型期之后,柴达木盆地真正意义上的干旱时间开始于13.5Ma。我们通过将大红沟剖面的粒度和磁化率数据与全球范围其他区域的数据的对比,结果支持全球变冷驱动模型,认为全球变冷(极地冰盖扩大)增强低纬度和高纬度的温度与气压梯度,抑制了携带水汽的湿润季风气流向北推进。极地冰盖和海冰的发育使冬季风变得更为强劲,降低大气中水蒸气的含量,减弱大气环流强度,减少降水,导致东亚夏季季风强度降低,干旱度增强。(6)5.4Ma处质量磁化率曲线突然出现一个峰值,而相应的粒度曲线、全球氧同位素曲线、石膏+盐岩曲线却没有发生突变,我们考虑全球变冷对此次磁化率突增并没有特别直接的关系,推测这可能代表了一次季风增强事件。我们选取了5.4 Ma的典型样品进行扫描电镜实验,发现代表性样品呈次圆状,颗粒之间由于不断撞击在颗粒表面分布有较多的撞击坑,具有风成砂的特征。实验结果支持我们的推断,岩石磁学性质改变可能与流域外风成物质的加入有关。
【关键词】：新生代 柴达木盆地 青藏高原隆升 全球变冷 古气候环境
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P532
【目录】：

• 致谢3-4
• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-22
• 第一节 青藏高原东北缘新生代气候环境演变进展研究11-14
• 第二节 东亚季风/干旱化驱动机制研究回顾14-18
• 1.2.1 青藏高原隆升对东亚季风及青藏高原东北缘干旱化形成的影响14-15
• 1.2.2 晚新生代全球气候变冷对东亚季风及青藏高原东北缘干旱化形成的影响15-17
• 1.2.3 特提斯海退缩对东亚季风及青藏高原东北缘干旱化形成的影响17-18
• 第三节 研究区研究进展18-19
• 第四节 研究的意义和目的19-21
• 第五节 存在的问题和拟解决的问题21-22
• 第二章 区域地质背景及剖面简介22-26
• 第一节 柴达木盆地自然地理概况22-23
• 第二节 柴达木盆地地质概况23-26
• 2.1 大地构造位置23-24
• 2.2 盆地主要地层划分24-26
• 第三章 剖面沉积学研究26-35
• 第一节 实测剖面描述26-27
• 第二节 实测剖面沉积相与沉积演化27-35
• 第四章 大红沟剖面的古环境记录35-57
• 第一节 粒度分析35-52
• 4.1.1 粒度测试36-37
• 4.1.2 测试结果与分析37-52
• 第二节 磁化率分析52-57
• 4.2.1 磁化率测试53
• 4.2.2 测试结果与分析53-57
• 第五章 讨论57-69
• 5.1 柴达木盆地43Ma以来的古气候环境演化57-60
• 5.2 新生代柴达木盆地重大气候事件的开始时间和机制探讨60-69
• 第六章 结论69-72
• 参考文献72-85

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