泥河湾与三门峡地区第四纪沉积物的古地磁结果及其环境意义

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1、中国地质科学院博士学位论文泥河湾与三门峡地区第四纪沉积物的古地磁结果及其环境意义姓名：王喜生申请学位级别：博士专业：构造地质学指导教师：杨振宇20050601摘要中国北方第四纪地层以泥河湾盆地河湖相沉积和黄土高原的风成堆积为典型代表。位于黄土高原东南缘的黄河三门峡地区，黄土一古土壤序列在厚度、完整性及磁化率所蕴涵的古气候信息等方面的独特性可能并不亚于黄土高原腹地;而在大同一阳原一蔚县一带广泛发育的被视为代表我国北方早更新世标准地层的泥河湾层以郝家台一带最为典型。本次工作分别选择以上两个地区的典型剖面开展古地磁工作。对黄河三门峡地区曹村黄土剖面的磁

2、极性地层学研究发现:1)布翔松山极性转换界线记录于S8的顶部，Jaramillo正极性亚时的顶、底界线分别位于S10和S12/L13，上述古地磁极性转换界线比黄土高原腹地略低;2)“上粉砂层”L9记录了一个被L9SS1分隔开来的长正极性段。综合L9的岩性、厚度和岩石磁学特征，可以认为这一巨厚的正极性带可能反映了完全由岩性所控制的重磁化特征，而非短期极性事件ICamikatsura或SantaRosa.L9的重磁化可能是在中、晚更新世气候较湿润的时期，由于雨水向下渗透所诱导的强磁性矿物随近代地磁场方向进行重新排列的结果，而非次生的化学剩磁或粘滞剩磁

3、重磁化。以古地磁极性界线作为可靠年龄控制点，对曹村黄土剖面1.1Ma以来的环境磁参数与近年来大洋钻探计划(ODP)获得的高分辨率氧同位素记录进行了详细对比。结合黄土高原东南缘L9SS1记录的磁化率峰值比黄土高原腹地高和深海氧同位素阶段(MIS)18内的次一级间冰亚期的氧同位素峰值在中高纬度大西洋钻孔中比传统海陆对比中所采用的位于赤道附近的太平洋钻孔ODP677更显著这两方面的事实，尝试性地提出，三门峡黄土的布容/松山极性转换界线记录在间冰期沉积的S8的顶部，可对应深海沉积的氧同位素阶段19,薄层的S7可对应MIS18内次一级的间冰阶段，而L9SS

4、1可对应MIS21。以上基于古地磁极性界线的海、陆古气候指标的对比并没有指示三门峡黄土的Upper/LowerJaramillo存在显著的Lock-in效应.本文认为，目前在黄土高原古地磁记录反映出的海陆气候的不一致和黄土高原上的局部气候差异是布容/松山极性转换界线在不同地区记录不一致的主要原因。三门峡黄土一古土壤序列1.1Ma以来的)(,ARM/x曲线与黄土高原内部典型剖面粒度指标的峰一谷变化特征和总体趋势具很好的相似性，表明XARM/x可以客观反映黄土一古土壤序列的磁粒径相对变化;S-rati。磁参数结果表明，尽管赤铁矿对黄土剩磁的相对贡献比

5、古土壤大，但其在黄土中的绝对含量仍小于古土壤。对泥河湾盆地台儿沟剖面河湖相沉积物的古地磁和岩石磁学研究表明，碎屑成因的磁铁矿和赤铁矿为特征剩磁(ChRM)的主要载体，而部分磁赤铁矿则可能代表了后生的化学成分;这套河湖相地层记录了布容正极性时、Jaramillo正极性亚时和松山反极性时，而且剖面底部可能己接近Olduvai的底界。综合岩石地层划分和由磁化率所反映的岩性变化特征，本文初步认为，出露于地表的台儿沟沉积物指示了泥河湾古湖至少经历了河流相一一卜滨浅湖相一-卜河流相-州卜滨浅湖相至湖泊消亡的演化过程。关键词:黄土一古土壤序列，极性事件，Loc

6、k-in，深海氧同位素，三门峡，M/B极性转换界线，上粉砂层，泥河湾盆地PaleomagneticResultsofQuaternarySedimentsfromNihewanandSanmenxiaandtheirImplicationsforPaleoenvironmentsABSTRACTBoththefluvio-lacustrinesedimentsintheNihewanBasinandwind-blowndepositsintheextensiveChineseLoessPlateau(CLP)aretypicalstratainn

7、orth-centralChinaduringtheQuaternary.Theloess-paleosolsuccessionintheSEmarginoftheCLPretainshigh-resolutionarchivesofsedimentaryandenvironmentalchange,anditsthicknessinSanmenxiaiscomparabletothatofthehinterlandoftheCLP.TheNihewanBasinalsoprovidesextensivesedimentaryexposures,

8、consistingofwell-developedlateCenozoiclacustrine-fluvialdepositsrich