【摘要】：白堊紀(jì)-古近紀(jì)是深時(shí)時(shí)期溫室氣候的典型代表。湖南茶陵盆地是中國大陸此期典型的陸相紅盆,記錄了重要的古環(huán)境、古氣候信息。本文對(duì)茶陵盆地新田村剖面(PM01)和大坑-東沖村剖面(PM02)的戴家坪組和棗市組進(jìn)行了觀察研究,重點(diǎn)開展了沉積學(xué)和成壤碳酸鹽的穩(wěn)定同位素分析,通過巖相、碎屑組份氣候指數(shù)、碳-氧同位素指針分析對(duì)茶陵盆地晚白堊世-古新世古氣候和古降水氧同位素進(jìn)行了初步重建。巖相分析表明,茶陵盆地是一套以洪積、河流、沖積平原環(huán)境下紅色碎屑沉積為主的建造,發(fā)育各種碎屑巖,如(角)礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖、(粉砂質(zhì))泥巖。其中,戴家坪組由山麓洪積(旱地扇)相-礫漠、風(fēng)成砂丘相-河流相(主要為洪泛平原相)組成,棗市組主要為湖相沉積。特殊巖相指示干旱-半干旱氣候?yàn)橹�。通過碎屑組份(長石F、巖屑L、石英Q)顆粒數(shù)量統(tǒng)計(jì)獲得了氣候參數(shù)F/Q和構(gòu)造指數(shù)L/Q。結(jié)果顯示,沉積組份指數(shù)F/Q受氣候影響較大,總體顯示較為干旱的氣候條件,并反映研究區(qū)存在兩次降溫過程。土壤化是茶陵盆地的重要而特殊的地質(zhì)過程。對(duì)PM01和PM02兩條剖面的成壤碳酸鹽巖(鈣質(zhì)結(jié)核)碳氧同位素進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,至少存在一次炎熱事件和溫涼事件,主要表現(xiàn)為PM01剖面的δ180在100 m出現(xiàn)5‰的正偏移,δ13C記錄出現(xiàn)了 2‰負(fù)偏。利用成壤碳酸鹽估算出的晚白堊世-古新世大氣CO_2的濃度平均值為529 ppmv(1.92 PAL),在100 m識(shí)別出峰值867 ppmv(3.15 PAL),CO_2濃度峰值可與8180的正偏移相對(duì)應(yīng),可能為白堊世末期炎熱事件在茶陵地區(qū)的響應(yīng)。結(jié)合上述巖相、碎屑組份指數(shù)和大氣CO_2濃度變化,本文認(rèn)為,茶陵盆地晚白堊世-古新世總體上為較炎熱的干旱-半干旱氣候。特別地,本文對(duì)上白堊統(tǒng)戴家坪組中的大型成壤鈣質(zhì)結(jié)核(直徑大于8 cm)進(jìn)行了陰極發(fā)光和精細(xì)穩(wěn)定同位素研究。陰極發(fā)光分析結(jié)果顯示:鈣質(zhì)結(jié)核主要由棕紅色微晶方解石基質(zhì)和淺紅色方解石脈構(gòu)成,前者的陰極發(fā)光呈微弱橘紅色或不發(fā)光,后者發(fā)光呈明亮橘黃色;以此陰極發(fā)光特征為指導(dǎo),對(duì)基質(zhì)和方解石脈分別進(jìn)行了鉆粉取樣和碳氧同位素實(shí)驗(yàn)分析。基質(zhì)的δ180值介于-7.96‰和-11.35‰VPDB之間,脈體δ180值介于-9.16‰～-11.16%VPDB之間。綜合方解石構(gòu)成、陰極發(fā)光和氧同位素表明,鈣質(zhì)結(jié)核存在兩期方解石沉淀作用。依據(jù)氧同位素分布特征,在樣品CL-11C4和CL-11C2和的δ18O值中識(shí)別出3條大氣方解石線(MCLs),分別為-9.04‰±0.18‰、-9.15±0.14‰和-8.03‰±0.11‰VPDB。估算出茶陵地區(qū)晚白堊世晚期的大氣水δ18Ow值為-5.76 ‰-6.91 ‰VSMOW,與北美近似緯度地區(qū)同期的降水一致。大氣水δ18Ow值的估算結(jié)果為白堊紀(jì)水文循環(huán)模型及古大氣環(huán)流模擬提供了基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù),同時(shí)證明增強(qiáng)的大氣水循環(huán)可能是溫室氣候形成的一個(gè)重要因素。
【圖文】：

利用古土壤進(jìn)行古氣候、古環(huán)境重建已經(jīng)取得豐碩的成果。研究表明，僅能定性鑒別古氣候類型，還能提供定量地球化學(xué)指針，重建形成古土化強(qiáng)度、年降雨量、ｐＣ０２、成巖作用溫度、地層結(jié)構(gòu)、古緯度等（Ｓｈｅｌｄｏ００９；邋Ｔａｂｏｒ邋ｅｔ邋ａｌ＿，，２０１５；邋Ｖａｒｅｌａ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１７）。逡逑中國大陸廣泛分布中生代帶陸相盆地，往往也伴隨豐富的古土壤出現(xiàn)，古氣候研究提供了重要的物質(zhì)條件。例如，黃成敏（２０１０）通過研究東堊紀(jì)盆地的鈣質(zhì)古土壤，討論了其古環(huán)境特征；Ｌｉｅｔａｌ．邋（２０１３）調(diào)研了盆地、六盤山盆地、酒泉盆地及浙閩地Ｋ多個(gè)盆地下白堊統(tǒng)中發(fā)育的成，基于Ｓｌｘ0和Ｓ１３Ｃ組成探討了區(qū)域古氣候的變化規(guī)律。逡逑在干旱、半干旱地區(qū)，古土壤成壤過程中形成的成壤碳酸鹽是古土壤中壓計(jì)，目前國內(nèi)外業(yè)己有較為豐富的研宄成果。例如，Ｎｏｒｄｔｅｔａｌ．邋（２００北美西部晚白堊世古土壤中成壤碳酸鹽重建了大氣中的ｐＣ0２，識(shí)別ｓｔｒｉｃｈｔｉａｎ期中晚期各有一次全球變暖事件；Ｈｕａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（２０１２）以四川

１．４工作量統(tǒng)計(jì)逡逑作者先后２次赴湖南茶陵進(jìn)行野外地質(zhì)考察，累計(jì)工作間約為２０天。主要逡逑針對(duì)湖南茶陵盆地西翼，東翼進(jìn)行了實(shí)地考察采樣。設(shè)計(jì)了西翼新田村路線、東逡逑翼大坑－東沖村兩條路線。重點(diǎn)關(guān)注茶陵盆地中的紅層及其中的鈣質(zhì)古土壤。對(duì)逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P532

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653312