泥河湾黑土沟剖面磁组构特征及古湖水文环境变化
发布时间：2021-08-15 08:08
古人类栖息地古气候-水文环境变化与古人类的生存活动密切相关.泥河湾盆地保存着大量早更新世以来的古人类遗址,完整地记录了我国北方古人类的活动历史.但迄今对其水文环境变化历史以及与古人类生存活动联系的研究仍显不足.本研究对位于盆地东部的黑土沟遗址剖面进行了系统的磁化率地层学和磁组构研究.通过与邻近大长梁和小长梁剖面的精细磁化率地层对比,发现黑土沟剖面堆积约始于1.9 Ma,可能记录了我国北方中高纬地区最早的古人类活动.详细的磁组构研究结果显示,磁化率各向异性能够有效地揭示泥河湾盆地1.9 Ma以来的古水文变化,黑土沟剖面的磁组构变化显示泥河湾古湖水文环境发生了多次阶段性变化. 1.9 Ma前后,壶流河的出现,抑或研究区发生构造沉降,使得研究区堆积厚层砂砾石,较强的水动力和水位升高使得古人类向高处迁移; 1.9～1.8 Ma期间,古湖扩张,湖面上升,水动力减弱,可能指示了东亚夏季风的增强. 1.8～1.5 Ma,古湖水动力显著增强,而后持续减弱. 1.5～1.3 Ma,水动力显著降低,可能与东亚季风降水增加,气候逐渐变得暖湿,湖水显著加深,而使得河流输入影响减弱有关. 1.3～0.9 Ma,...
【文章来源】：科学通报. 2020,65(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：19 页
【部分图文】：
泥河湾盆地及黑土沟剖面地理位置图.(a)泥河湾盆地地形图,蓝色箭头指示河流的流向;(b)黑土沟剖面临近区域的数字高程影像;(c)黑土沟剖面照片
在剔除所有F12<4且E12>20°的样品后,黑土沟剖面磁化率椭球主轴(K1和K3)方向的下半球极射赤平投影等势线图如图4(h～n)所示.从图中可以看出,绝大多数样品的最大轴(K1)倾角小于10°,在赤平投影等势线图上呈环带状分布于大圆弧边上,基本平行层面;最小轴(K3)磁化率椭球体的最小轴(K3)倾角绝大多数大于75°(图4(g)),近乎垂直层面分布,表明沉积物受后期扰动甚微,为正常的重力沉积磁组构.图4(b～f)为黑土沟剖面岩性及相应的磁组构参数随深度变化特征.从图中看出,磁组构参数尤其是磁面理F、磁化率各向异性度P和形状因子T对沉积环境的变化反应极为敏感,根据上述参数随深度的变化及岩性变化特征,由顶至底我们将剖面分为7段.计算了各段磁组构参数的平均值、众数及其标准差(表1),用来讨论其沉积组构变化特征.
整体来看,在顶部的典型第四纪黄土中(第ⅰ段),Km值较高,平均值为6.78×10-4SI,而T、F和Pj值较低(平均为0.215、1.005和1.008),指示着较弱的搬运和沉积动力,为典型风成沉积的磁组构特征[53].下部的第ⅱ～ⅵ段中,磁化率相对较低,形状因子T以大于0为主,说明磁化率椭球体的形状主要为扁平状,磁面理F和各向异性度Pj值相对较大,其变化范围分别为1～1.085和1.002～1.111,平均值分别为1.03和1.038.磁线理L亦较为发育,变化范围为1～1.005,平均值为1.004,均高于上层的黄土层,表明具有较强的沉积动力.这些均为水成沉积的磁组构特征[53],与前人研究的结果基本一致[54,55].具体来看,第ⅱ段对应黑土沟沉积物中上部的湖相沉积.该段主要由粉砂、黏土质粉砂组成,沉积物粒度组成变化明显,沉积环境变化较为剧烈.相应的各个磁组构参数均呈现出明显的大幅波动,对应于地层中粉砂层和黏土质粉砂层的交替,磁面理较发育(平均1.028),各向异性度相对较高(平均1.039),且呈现出显著周期性的大幅波动,表明该段沉积时水动力条件变化较大,较不稳定.
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国第四纪综合地层和时间框架[J]. 邓成龙,郝青振,郭正堂,朱日祥. 中国科学:地球科学. 2019(01)
[2]泥河湾盆地麻地沟遗址地层易溶盐沉积及其环境意义[J]. 李潇丽,贾真秀,裴树文,马东东. 海洋地质与第四纪地质. 2016(03)
[3]泥河湾盆地黑土沟遗址[J]. 卫奇,裴树文,贾真秀,迟振卿,王永. 人类学学报. 2016(01)
[4]阳原泥河湾盆地台儿沟东剖面沉积相磁化率各向异性研究[J]. 董进,迟振卿,王永,闵隆瑞,陈兴强,姚杜琳. 地质论评. 2015(03)
[5]柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征[J]. 毛玲玲,伊海生,季长军,夏国清. 地质科技情报. 2014(01)
[6]泥河湾陆相沉积物光释光年代学研究及其对古湖泊演化的指示意义[J]. 年小美,周力平,袁宝印. 第四纪研究. 2013(03)
[7]泥河湾盆地后沟旧石器遗址的磁性地层学定年[J]. 左天文,成洪江,刘平,谢飞,邓成龙. 中国科学:地球科学. 2012(01)
[8]泥河湾古湖的形成机制及其与早期古人类生存环境的关系[J]. 袁宝印,同号文,温锐林,王燕华. 地质力学学报. 2009(01)
[9]长江中游水成沉积与风成沉积磁组构特征[J]. 张玉芬,李长安,陈亮,康春国,严玲琴,胡思辉,霍炬. 地质学报. 2008(06)
[10]泥河湾盆地马圈沟遗址化石哺乳动物及年代讨论[J]. 蔡保全,李强,郑绍华. 人类学学报. 2008(02)
本文编号：3344160
【文章来源】：科学通报. 2020,65(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：19 页
【部分图文】：
泥河湾盆地及黑土沟剖面地理位置图.(a)泥河湾盆地地形图,蓝色箭头指示河流的流向;(b)黑土沟剖面临近区域的数字高程影像;(c)黑土沟剖面照片
在剔除所有F12<4且E12>20°的样品后,黑土沟剖面磁化率椭球主轴(K1和K3)方向的下半球极射赤平投影等势线图如图4(h～n)所示.从图中可以看出,绝大多数样品的最大轴(K1)倾角小于10°,在赤平投影等势线图上呈环带状分布于大圆弧边上,基本平行层面;最小轴(K3)磁化率椭球体的最小轴(K3)倾角绝大多数大于75°(图4(g)),近乎垂直层面分布,表明沉积物受后期扰动甚微,为正常的重力沉积磁组构.图4(b～f)为黑土沟剖面岩性及相应的磁组构参数随深度变化特征.从图中看出,磁组构参数尤其是磁面理F、磁化率各向异性度P和形状因子T对沉积环境的变化反应极为敏感,根据上述参数随深度的变化及岩性变化特征,由顶至底我们将剖面分为7段.计算了各段磁组构参数的平均值、众数及其标准差(表1),用来讨论其沉积组构变化特征.
整体来看,在顶部的典型第四纪黄土中(第ⅰ段),Km值较高,平均值为6.78×10-4SI,而T、F和Pj值较低(平均为0.215、1.005和1.008),指示着较弱的搬运和沉积动力,为典型风成沉积的磁组构特征[53].下部的第ⅱ～ⅵ段中,磁化率相对较低,形状因子T以大于0为主,说明磁化率椭球体的形状主要为扁平状,磁面理F和各向异性度Pj值相对较大,其变化范围分别为1～1.085和1.002～1.111,平均值分别为1.03和1.038.磁线理L亦较为发育,变化范围为1～1.005,平均值为1.004,均高于上层的黄土层,表明具有较强的沉积动力.这些均为水成沉积的磁组构特征[53],与前人研究的结果基本一致[54,55].具体来看,第ⅱ段对应黑土沟沉积物中上部的湖相沉积.该段主要由粉砂、黏土质粉砂组成,沉积物粒度组成变化明显,沉积环境变化较为剧烈.相应的各个磁组构参数均呈现出明显的大幅波动,对应于地层中粉砂层和黏土质粉砂层的交替,磁面理较发育(平均1.028),各向异性度相对较高(平均1.039),且呈现出显著周期性的大幅波动,表明该段沉积时水动力条件变化较大,较不稳定.
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国第四纪综合地层和时间框架[J]. 邓成龙,郝青振,郭正堂,朱日祥. 中国科学:地球科学. 2019(01)
[2]泥河湾盆地麻地沟遗址地层易溶盐沉积及其环境意义[J]. 李潇丽,贾真秀,裴树文,马东东. 海洋地质与第四纪地质. 2016(03)
[3]泥河湾盆地黑土沟遗址[J]. 卫奇,裴树文,贾真秀,迟振卿,王永. 人类学学报. 2016(01)
[4]阳原泥河湾盆地台儿沟东剖面沉积相磁化率各向异性研究[J]. 董进,迟振卿,王永,闵隆瑞,陈兴强,姚杜琳. 地质论评. 2015(03)
[5]柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征[J]. 毛玲玲,伊海生,季长军,夏国清. 地质科技情报. 2014(01)
[6]泥河湾陆相沉积物光释光年代学研究及其对古湖泊演化的指示意义[J]. 年小美,周力平,袁宝印. 第四纪研究. 2013(03)
[7]泥河湾盆地后沟旧石器遗址的磁性地层学定年[J]. 左天文,成洪江,刘平,谢飞,邓成龙. 中国科学:地球科学. 2012(01)
[8]泥河湾古湖的形成机制及其与早期古人类生存环境的关系[J]. 袁宝印,同号文,温锐林,王燕华. 地质力学学报. 2009(01)
[9]长江中游水成沉积与风成沉积磁组构特征[J]. 张玉芬,李长安,陈亮,康春国,严玲琴,胡思辉,霍炬. 地质学报. 2008(06)
[10]泥河湾盆地马圈沟遗址化石哺乳动物及年代讨论[J]. 蔡保全,李强,郑绍华. 人类学学报. 2008(02)
本文编号：3344160
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