渭河盆地早更新世黄土—古土壤序列与河湖相沉积对比研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所) | 被引量 : 5次 | 上传用户:freeangel01
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渭河盆地堆积了风成黄土-古土壤和河湖相沉积序列,为研究第四纪季风与环境变化提供了丰富素材。早更新世渭河高阶地(T5)堆积了典型的午城黄土,在低阶地(T4)和盆地中心则发育了河湖相沉积,这种不同沉积序列揭示的气候与环境变化有何异同仍不清楚。本文以渭河盆地的阎峪黄土-古土壤序列和武家堡河湖相沉积为研究对象,利用磁性地层学、地层学对比和指标旋回特征建立年代标尺,通过磁化率和粒度探讨了该区同期异相沉积记录的环境指示意义,初步剖析了沉积相对季风-水文气候变化敏感性差异及可能原因。取得的主要认识如下:阎峪剖面厚154 m,其平均粒径和磁化率记录了从L33/S32到L1/S0共33个黄土-古土壤沉积旋回单元,两个指标呈负相关关系。武家堡剖面上部132米表现为26个黄土-古土壤旋回(L26/S25-L1/S0),下部40米出现了早更新世河湖相沉积,年龄2.6-1.95 Ma,包含6个明显的砂-粉砂-粉砂质粘土沉积旋回;河湖相沉积的平均粒径和磁化率变化存在明显的2个阶段:深湖-浅湖旋回阶段(2.6-2.17Ma)和浅湖-滨湖旋回阶段(2.17-1.95 Ma);磁化率在河湖相沉积阶段和平均粒径及粗粒组分大体上呈正相关、和细粒组分呈负相关关系。早更新世黄土-古土壤和河湖相沉积指标对比。磁化率比较发现:风尘沉积磁化率是成壤作用强度变化的体现;而河湖相沉积磁化率变化主要受湖水波动影响,气候相对干冷时,受外源碎屑输入影响强烈,磁化率敏感地记录了湖平面高度变化;气候温暖湿润降水充足时,磁化率不再单纯记录碎屑输入强度,或许还和温度影响的湖水还原作用有关。平均粒径、分布频率曲线和C-M图对比结果表明:黄土-古土壤沉积粒度波动相对稳定,呈单峰形态,主要记录风动力作用;河湖相沉积粒度波动剧烈,有单峰和双峰两种形态,除风动力外还存在水作用的悬浮和搬运动力;粒度端元拟合对比表明,黄土-古土壤的主要端元EM2(1020 um)记录了东亚冬季风主导近地面气流控制的近源粉尘,河湖相沉积粗颗粒组分端元EM2(2030 um)、EM3(50100 um)和EM4(300500 um)含量变化是湖水动力作用影响的结果。2.6-1.95 Ma阶段的黄土-古土壤和河湖相沉积序列,记录了不同的古环境演化信息。黄土-古土壤沉积中的磁化率和粒度是良好的夏、冬季风代用指标;河湖相沉积磁化率(尤其是干冷期时)和粒度记录了降水影响的湖平面高度变化,沉积经历了深湖-浅湖-滨湖的相态演变。两个沉积相粒度和磁化率的周期变化大体上类似,河湖相沉积磁化率似乎记录了微弱的41 ka地轴倾角周期和23 ka岁差周期,或在一定程度上反映了降水的高频信号。1.95 Ma以后湖相沉积消失,渭南地区均堆积风成黄土-古土壤。
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