【摘要】：大別山地區(qū)處于中國(guó)南北地理及氣候的分界線,屬于對(duì)區(qū)域和全球氣候響應(yīng)的敏感地區(qū),為了探討大別山區(qū)域第四紀(jì)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(jì)沉積物黃土古土壤作為研究對(duì)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(guò)從羅山黃土古土壤提取古環(huán)境信息,進(jìn)而對(duì)黃土古土壤的成因環(huán)境和古環(huán)境變化規(guī)律及物質(zhì)來(lái)源等進(jìn)行詳細(xì)的研究,為中國(guó)中東部地區(qū)對(duì)全球變化的響應(yīng)與反饋機(jī)制提供重要基礎(chǔ)。論文首先通過(guò)古地磁、光釋光測(cè)年結(jié)果對(duì)大別山北麓羅山黃土古土壤進(jìn)行了定年,然后通過(guò)對(duì)樣品的粒度、磁組構(gòu)、磁化率等指標(biāo)進(jìn)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(xué)元素指標(biāo)進(jìn)一步探討了羅山第四紀(jì)風(fēng)塵堆積物的物質(zhì)來(lái)源和沉積環(huán)境的變化規(guī)律。 經(jīng)磁性地層研究結(jié)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(fù)向期的賈拉米洛正向極性亞帶事件,初步推測(cè)剖面底部所處的地質(zhì)時(shí)代約為早更新世晚期或中更新世早期；分別以光釋光測(cè)年結(jié)果及B/M界線年齡作為時(shí)間控制點(diǎn),推測(cè)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(gòu)參數(shù)及其組合參數(shù)結(jié)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(gòu)參數(shù)P、F、L平均值均高于第二階段的相應(yīng)值,但q平均值較第二階段(0～1480cmm)大,上述標(biāo)志特征揭示剖面第一階段(0～1480cm)屬于水成搬運(yùn)沉積,而第二階段屬于典型風(fēng)成沉積；磁組構(gòu)參數(shù)組合關(guān)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(diǎn)集中分布于遠(yuǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的區(qū)域,指示沉積動(dòng)力較強(qiáng),而第二階段的風(fēng)成樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)集中分布于坐標(biāo)原點(diǎn)附近的區(qū)域內(nèi),指示沉積動(dòng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(fēng)成沉積的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹W-SE方向,第二階段水成沉積的古流向?yàn)镾W-NE方向。綜合來(lái)看,磁組構(gòu)特征指示了第一階段為水成搬運(yùn)沉積而第二階段為風(fēng)成沉積,整個(gè)剖面自老至新磁組構(gòu)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)特征對(duì)羅山黃土古土壤進(jìn)行古環(huán)境分析,結(jié)果表明,第一階段(1480～1600cm)無(wú)明顯富集風(fēng)成的基本粒組即10～501μm,且標(biāo)準(zhǔn)偏差較大,分選相對(duì)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(yùn)沉積；此階段石英顆粒粒徑較大,200μm粒級(jí)含量多見(jiàn),形狀以棱角狀、次棱角狀為主,粗顆粒含量較高,說(shuō)明沉積物可能是受較強(qiáng)動(dòng)力水流搬運(yùn)近源物質(zhì)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(fēng)成的基本粒組即10～50μm粒級(jí)為眾數(shù)粒組,粘粒含量次之為次眾粒組,屬粘土質(zhì)粉砂類型,且粒度組成非常均一,標(biāo)準(zhǔn)差較小、分選較好,在累積曲線上表現(xiàn)為雙峰負(fù)偏態(tài)且細(xì)尾較重,因此屬于風(fēng)成成因,與北方黃土呈明顯的延續(xù)關(guān)系,符合我國(guó)黃土從西北向東南粒度逐漸變細(xì)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(fēng)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(fēng)成沉積的特征且經(jīng)受了較強(qiáng)的風(fēng)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(qiáng)的風(fēng)化作用一致,側(cè)面說(shuō)明了大別山北麓自870kaB.P.以來(lái)整體較溫濕的氣候特征。 黃土古土壤磁化率研究結(jié)果表明,研究區(qū)自870kaB.P.以來(lái)磁化率值總體水平較高,說(shuō)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(duì)應(yīng)古土壤與黃土,由質(zhì)量磁化率經(jīng)四次回歸方程計(jì)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(duì)地球化學(xué)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(lái),氣候以濕熱為主且由濕熱向干冷發(fā)展的氣候特點(diǎn)�；瘜W(xué)風(fēng)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(qiáng)度的化學(xué)風(fēng)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(jìn)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(lái),羅山整個(gè)剖面的黃土古土壤物源均來(lái)自西北的風(fēng)塵堆積,也進(jìn)一步確定研究剖面第一階段(1480～1600cm)的沉積物為原始的風(fēng)塵堆積而后又經(jīng)過(guò)水流的次生改造而成,也進(jìn)而得出大別山北麓羅山風(fēng)塵堆積的底界年齡約為870kaB.P,此年齡與地理位置相近的長(zhǎng)江中下游皖南地區(qū)的風(fēng)塵堆積時(shí)間一致,說(shuō)明羅山第四紀(jì)沉積物黃土古土壤的堆積是在全球大環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的是對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：S151;P53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624410