秦岭南侧风成黄土中重矿物和锆石的特征及意义

发布时间：2020-11-05 19:11

　　 秦岭南侧(汉江上游地区)属北亚热带与温带过渡区域,气候湿润,降水丰富,季风气候特征十分明显,是气候变化敏感地区。在区内的山间盆地,常常覆盖有黄土堆积物,这些厚层黄土对于研究区气候变化研究具有重要意义。近年来,诸多学者对秦岭南侧黄土的地层序列、理化性质、风化成壤等进行了一定的研究,取得许多科学成果,但对于该区域黄土堆积物的物源问题研究成果有限。重矿物具有较稳定强、耐磨蚀、易保存等特点,能保存源区物质特征,广泛应用于沉积物物源示踪研究中。锆石作为普遍存在的一种重矿物,性质稳定、封闭温度高、抗干扰能力强,可进行U-Pb-Th同位素体系定年,是沉积物物源示踪的理想矿物。开展秦岭南侧风成沉积物中重矿物和锆石特征的研究,填补了区域风成沉积物重矿物和锆石研究的空缺,为探讨秦岭南侧风成沉积物的来源提供了直接的证据,为我国风成黄土的研究提供了重要参考。本文以秦岭南侧风成黄土为研究对象,研究了该区风成沉积物中重矿物组成特征,并与黄土高原黄土重矿物组成进行对比,探讨了其对物源的指示意义。同时,用激光剥蚀电感耦合等离子质谱法对锆石U-Pb同位素年龄进行测定对秦岭南侧风成沉积物和水成沉积物(现代河漫滩、古洪水滞流沉积物、古砂层)中碎屑锆石的年龄(U-Pb年龄)特征进行了研究,并与风成沉积物锆石年龄与黄土高原进行对比,进而探讨秦岭南侧风成沉积物的物源。通过上述研究,本文得到了下列结论：(1)秦岭南侧的黄土中含重矿物20余种,主要是锆石、十字石、金红石、锐钛矿、阳起石、电气石、赤(褐)铁矿、白钛石、透闪石、榍石、石榴子石、黄铁矿、钛铁矿、辉石、磷灰石、磁铁矿、普通角闪石、绿帘石、蓝晶石、重晶石、夕线石等。其中磁铁矿、角闪石、钛铁矿等为优势矿物,占重矿物总量的60%以上；而磁铁矿、赤褐铁矿、钛铁矿、白钛石、锐钛矿和石榴子石等稳定性矿物约占重矿物总量的47.95%,是黄土最主要的矿物组合；(2)秦岭南侧黄土和古土壤中重矿物种类完全相同,含量接近,指示风成黄土和古土壤物源一致。而黄土L1中不稳定重矿物含量相对古土壤S0较高,稳定性矿物含量相对较低,R值相对偏低,说明古土壤层经历了较强的风化淋溶作用,指示了该时期气候较黄土L1时期暖湿；(3)秦岭南北两侧风成黄土中重矿物组成上有良好的可比性,优势矿物种类和稳定性矿物组合分布相似,表明秦岭南北两侧风成沉积物的物源一致。但秦岭南侧黄土较黄土高原黄土,存在稳定性矿物含量偏高,不稳定矿物含量偏低的特点,指示了秦岭南侧黄土较同时期黄土高原黄土发育的环境更为暖湿；(4)秦岭南侧的黄土和古土壤中碎屑锆石U-Pb年龄分布基本一致。均具有锆石年龄分布范围较广,分别为170Ma-2400Ma.170Ma-2500Ma；年龄组成相似,均在170-240Ma、320-450Ma、490-530Ma和560-820Ma呈现明显峰区；谐和曲线和不一致线交点年龄接近,上交点年龄均在2000Ma左右,下交点年龄分别为370Ma和394Ma。这同样表明秦岭南侧黄土和古土壤物源一致,风尘沉积物来源稳定；(5)秦岭南侧风成沉积物和水成沉积物碎屑锆石U-Pb年龄组成存在明显差异。其中,风成沉积物锆石U-Pb年龄分布范围较广、年龄较老、峰区较多,而水成沉积物锆石U-Pb年龄分布范围较小、年龄较轻、峰区较少。此外,两者在锆石年龄峰区分布上也存在一定的差别。指示两者物质来源存在差异,即风成沉积物来源更加复杂、广泛,是多个源区物质经历长距离搬运,并高度混合、分选而成的,同时秦岭南侧风成沉积物和水成沉积物中碎屑锆石在U-Pb年龄组成上存在一定共性,说明黄土沉积过程中可能会受到近源沉积物的影响。(6)汉江上游流域黄土和黄土高原地区黄土中碎屑锆石U-Pb年龄组成有着良好的可比性,其一,锆石年龄分布范围基本一致(均在2500Ma左右)；其二,秦岭南侧风成沉积物中出现的锆石年龄在黄土高原风成沉积物中呈现明显峰区,这说明两者的物源地应该相同。在锆石年龄组成上表现为黄土高原地区各峰值分布较广、数量较多,暗示了黄土高原地区离沉积物源区较近。
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S151.9
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 中国黄土物源的研究现状
        1.2.2 秦岭南侧风成黄土研究现状
        1.2.3 重矿物等研究进展
        1.2.4 锆石的研究进展
    1.3 研究内容与过程
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究过程
        1.3.3 工作量
第2章 研究区环境
    2.1 研究区概况
        2.1.1 自然地理概况
        2.1.2 气候
        2.1.3 地貌
        2.1.4 植被和土壤
        2.1.5 水文
    2.2 主要沉积物类型及分布
第3章 风成黄土中重矿物组成特征及意义
    3.1 研究样本的选取
    3.2 重矿物分析方法
        3.2.1 重矿物的分离
        3.2.2 重矿物的鉴定
    3.3 实验结果及分析
        3.3.1 黄土中重矿物的种类和含量
        3.3.2 黄土重矿物形态特征
        3.3.3 重矿物组合特征
    3.4 重矿物的意义
        3.4.1 黄土和古土壤重矿物的比较
        3.4.2 秦岭南北两侧黄土重矿物比较
第4章 秦岭南侧不同沉积物中锆石的特征
    4.1 研究材料的选取
    4.2 锆石分析方法
        4.2.1 锆石测试方法现状
        4.2.2 锆石测试
    4.3 实验数据分析
        4.3.1 不同沉积物中碎屑锆石年龄的分布特征
        4.3.2 不同沉积物中锆石谐和曲线
        4.3.3 不同沉积物中锆石Th/U比值分布
    4.4 风成沉积物中锆石U-Pb年龄与其它沉积物的对比
        4.4.1 秦岭南侧风成沉积物中锆石U-Pb年龄与其它沉积物的比较
        4.4.2 秦岭南北两侧风成沉积物锆石年龄的对比
第5章 结论和创新点
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果

【参考文献】

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本文编号：2872059