【摘要】：大別山地區(qū)處于中國南北地理及氣候的分界線,屬于對區(qū)域和全球氣候響應的敏感地區(qū),為了探討大別山區(qū)域第四紀沉積物的古環(huán)境演變史,選取大別山北麓羅山剖面第四紀沉積物黃土古土壤作為研究對象,羅山剖面是該區(qū)域到目前為止發(fā)現(xiàn)的保存最完好的剖面,其完整的地層記錄為研究的可信度提供了良好的保證,通過從羅山黃土古土壤提取古環(huán)境信息,進而對黃土古土壤的成因環(huán)境和古環(huán)境變化規(guī)律及物質來源等進行詳細的研究,為中國中東部地區(qū)對全球變化的響應與反饋機制提供重要基礎。論文首先通過古地磁、光釋光測年結果對大別山北麓羅山黃土古土壤進行了定年,然后通過對樣品的粒度、磁組構、磁化率等指標進行研究分析,初步探討了羅山黃土古土壤的成因方式、沉積環(huán)境、物源方向等古環(huán)境信息,根據(jù)地球化學元素指標進一步探討了羅山第四紀風塵堆積物的物質來源和沉積環(huán)境的變化規(guī)律。 經(jīng)磁性地層研究結果表明,羅山黃土古土壤剖面B/M界限出現(xiàn)在剖面1440cm處,且在B/M界限至剖面底部未出現(xiàn)松山負向期的賈拉米洛正向極性亞帶事件,初步推測剖面底部所處的地質時代約為早更新世晚期或中更新世早期；分別以光釋光測年結果及B/M界線年齡作為時間控制點,推測大別山北麓羅山剖面黃土古土壤開始堆積的起始年齡為870kaB.P左右。 單一磁組構參數(shù)及其組合參數(shù)結果表明,研究剖面從成因上分為兩階段,其中第一階段(1480～1600cm)樣品的磁組構參數(shù)P、F、L平均值均高于第二階段的相應值,但q平均值較第二階段(0～1480cmm)大,上述標志特征揭示剖面第一階段(0～1480cm)屬于水成搬運沉積,而第二階段屬于典型風成沉積；磁組構參數(shù)組合關系圖F-L、P-q、P-F顯示,第一階段水成的樣品的數(shù)據(jù)點集中分布于遠離坐標原點的區(qū)域,指示沉積動力較強,而第二階段的風成樣品的數(shù)據(jù)點集中分布于坐標原點附近的區(qū)域內(nèi),指示沉積動力弱而穩(wěn)定；磁化率各向異性主軸Kl和K3方向的等面積赤平投影圖顯示第一階段樣品的橢球體軸向分布聚集,長軸的傾角一般小于10°,短軸的傾角大于80°,而第一階段的分布分散,長軸的傾角大于60°,短軸的傾角小于150。磁化率最大主軸偏角指示第一階段風成沉積的主導風向為NW-SE方向,第二階段水成沉積的古流向為SW-NE方向。綜合來看,磁組構特征指示了第一階段為水成搬運沉積而第二階段為風成沉積,整個剖面自老至新磁組構特征的變化暗示了研究區(qū)成因類型的遞變,并記錄了沉積環(huán)境由溫濕向干冷逐漸轉變的氣候環(huán)境。 利用粒度組成、粒度參數(shù)及粒度曲線和石英顆粒表面結構特征對羅山黃土古土壤進行古環(huán)境分析,結果表明,第一階段(1480～1600cm)無明顯富集風成的基本粒組即10～501μm,且標準偏差較大,分選相對較差,頻率曲線表現(xiàn)為雙峰至多峰正偏態(tài)為主,其環(huán)境判別參數(shù)(Y0,平均值為1.13)顯示其為水成搬運沉積；此階段石英顆粒粒徑較大,200μm粒級含量多見,形狀以棱角狀、次棱角狀為主,粗顆粒含量較高,說明沉積物可能是受較強動力水流搬運近源物質堆積而致,與沖積扇相中的泥石流相的沉積特征十分相似；剖面第二階段(0～1480cm)粒度參數(shù)和粒度曲線特征顯示,沉積物粒度以風成的基本粒組即10～50μm粒級為眾數(shù)粒組,粘粒含量次之為次眾粒組,屬粘土質粉砂類型,且粒度組成非常均一,標準差較小、分選較好,在累積曲線上表現(xiàn)為雙峰負偏態(tài)且細尾較重,因此屬于風成成因,與北方黃土呈明顯的延續(xù)關系,符合我國黃土從西北向東南粒度逐漸變細的基本特征；由環(huán)境判別函數(shù)Y0(平均值為-9.85)再次印證為風成堆積物的特性；磨片顯示石英粒徑較小,形狀以棱角狀、次棱角狀為主,沉積物鏡下顯示顏色較紅,顯示了風成沉積的特征且經(jīng)受了較強的風化作用,與沉積物所具有較小的Kd值而反映的羅山沉積物受到較強的風化作用一致,側面說明了大別山北麓自870kaB.P.以來整體較溫濕的氣候特征。 黃土古土壤磁化率研究結果表明,研究區(qū)自870kaB.P.以來磁化率值總體水平較高,說明整體氣候背景較溫濕；磁化率曲線顯示磁化率的峰值和谷值分別對應古土壤與黃土,由質量磁化率經(jīng)四次回歸方程計算出研究區(qū)年平均溫度為0.91～13.88℃、年平均降水量126.46～789.14mm的特征。 對地球化學元素特征研究表明,大別山北麓羅山黃土古土壤表現(xiàn)出明顯地富硅鋁鐵的現(xiàn)象,表明了大別山北麓自約870kaB.P.以來,氣候以濕熱為主且由濕熱向干冷發(fā)展的氣候特點。化學風化指數(shù)(CIA)值及特征元素比值等的變化等特征顯示羅山經(jīng)受了中等強度的化學風化程度；采用常量元素的富集因子法、特征元素比值法及穩(wěn)定的微量元素法進行物源判別,元素富集因子值及其分布模式、特征元素比值的分布模式和穩(wěn)定微量元素的物源判別指數(shù)和圖解方法分析表明,大別山北麓羅山剖面自870kaB.P.以來,羅山整個剖面的黃土古土壤物源均來自西北的風塵堆積,也進一步確定研究剖面第一階段(1480～1600cm)的沉積物為原始的風塵堆積而后又經(jīng)過水流的次生改造而成,也進而得出大別山北麓羅山風塵堆積的底界年齡約為870kaB.P,此年齡與地理位置相近的長江中下游皖南地區(qū)的風塵堆積時間一致,說明羅山第四紀沉積物黃土古土壤的堆積是在全球大環(huán)境下實現(xiàn)的是對全球氣候變化的響應。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：S151;P53

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 史正濤,張世強,周尚哲,李吉均;祁連山第四紀冰磧物的ESR測年研究[J];冰川凍土;2000年04期

2 周尚哲,李吉均,張世強,趙井東;祁連山擺浪河谷地的冰川地貌與冰期[J];冰川凍土;2001年02期

3 趙井東,周尚哲,崔建新,焦克勤,業(yè)渝光,許劉兵;烏魯木齊河源冰磧物的ESR測年研究[J];冰川凍土;2002年06期

4 吳中海,趙希濤,江萬,吳珍漢,朱大崗;念青唐古拉山東南麓更新世冰川沉積物年齡測定[J];冰川凍土;2003年03期

5 施雅風;第四紀中期青藏高原冰凍圈的演化及其與全球變化的聯(lián)系[J];冰川凍土;1998年03期

6 姜月華,殷鴻福,王潤華,康曉鈞;湖州市土壤磁化率與重金屬元素分布規(guī)律及其相關性研究[J];吉林大學學報(地球科學版);2005年05期

7 吳海斌,陳發(fā)虎,王建民;黃土高原第四紀粉塵沉積速率的時空變化及其意義[J];沉積學報;1998年01期

8 孫東懷,鹿化煜,David Rea,孫有斌,吳勝光;中國黃土粒度的雙峰分布及其古氣候意義[J];沉積學報;2000年03期

9 蔣富清,李安春;沖繩海槽南部表層沉積物地球化學特征及其物源和環(huán)境指示意義[J];沉積學報;2002年04期

10 肖尚斌,李安春,蔣富清,尤征,陳莉;近2ka閩浙沿岸泥質沉積物物源分析[J];沉積學報;2005年02期

，

本文編號：2624410