發(fā)布時間：2018-01-19 05:05

  本文關鍵詞： 干旱化 巴丹吉林沙漠 青藏高原隆升 全球降溫　出處：《蘭州大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：亞洲內陸干旱化的歷史與新生代青藏高原隆升、全球降溫、特提斯海的消亡以及亞洲風塵沉積的演化歷史等科學問題密切相關,一直以來是古環(huán)境研究的熱點問題。作為干旱化的直接產物,亞洲內陸沙漠的形成和演化較之其它記錄,能夠更為直接、客觀地反映內陸干旱化的歷史和過程,因此是干旱化研究的重要載體。這其中黃土高原的近源沙漠作為是黃土沉積的重要源區(qū),對其形成演化歷史的認識更為重要。巴丹吉林沙漠是黃土高原最大的近源沙漠,同時也是亞洲內陸第二大流動沙漠,本研究通過對沙漠腹地的鉆探取芯首次揭示了沙漠腹地完整的地層序列。在巖性判識、掃描電鏡分析和粒度組分分離的基礎之上,分析了鉆孔的沉積相,并運用光釋光測年(OSL)、電子自旋共振測年(ESR)、區(qū)域地層對比和軌道調諧法綜合建立了鉆孔的年代標尺,確定了巴丹吉林盆地和沙漠的形成年代。在此基礎上,通過粒度、磁化率、色度、碳酸鹽以及地球化學環(huán)境代用指標的測量,重建了巴丹吉林沙漠腹地的古環(huán)境演化歷史。進一步地,結合區(qū)域的野外考察和已有的地質、地貌以及地層資料,重建了巴丹吉林沙漠所在的阿拉善高原的演化歷史。最后,通過對黃土高原近源沙漠時空演化過程的重建,探討了全球降溫和青藏高原隆升對于內陸干旱化的驅動作用并歸納了近源沙漠的發(fā)育模式。得出了以下結論：1.巴丹吉林沙漠腹地WEDP02鉆孔,孔深310m,沉積相可劃分為：0-8.6 m沙漠湖泊相沉積,湖泊中沉積物來源主要為風成砂；8.6-121.6 m為典型風成砂沉積,其中43-51 m為沙漠湖泊相沉積,風成砂是湖相物質的主要來源；121.6-156.1 m沙漠湖泊沉積,湖泊中沉積物主要是風成砂,在湖相沉積中夾有兩個風成砂層。156.1-231.36 m風成砂沉積；231.36-247.54 m戈壁相,風成砂與沖洪積沉積物混雜伴生； 247.54-310.55 m紅色沖洪積相沉積,其中含有少量的風成組分。2.鉆孔的ESR絕對測年表明鉆孔紅層與上部地層之間為不整合接觸。根據鉆孔OSL和ESR絕對年代,并結合鉆孔標志層(三個湖相層和不整合面)的區(qū)域地層對比,初步確定了四個標志層的絕對年代�；谝陨纤膫�年代控制點,對鉆孔風成砂含量曲線進行了軌道年齡調諧,最終建立了鉆孔的年代序列。結果表明,鉆孔風成砂大規(guī)模開始出現的時間為1100 ka,標志著巴丹吉林沙漠至少此時形成。鉆孔地層平均沉積速率0.2 m/ka,其中0-9 ka地層沉積速率為0.6 m/ka,9-20 ka之間最大為2.4 m/ka。按照鉆孔平均沉積速率推算鉆孔底部沉積間斷結束的年代約為1200 1ka。另外,三個湖相層年代分別為0-1.1 ka(MIS1),80-123 ka(MIS5)和LL-3湖相層為486-622 ka(MIS13-15)。3.區(qū)域地層對比表明WEDP02鉆孔底部紅層的年代為晚白堊世,其廣泛地展布于流動沙丘之下,形成了沙漠的基底。地貌和地層證據進一步表明,在巴丹吉林地區(qū)廣泛地發(fā)育保存了一級夷平面,該級夷平面切過鉆孔底部紅層以及周邊中生代的地層,自東南、南向西北、北方向緩慢傾斜,海拔介于900-1300 m。夷平面上第四紀沉積在巴丹吉林地區(qū)超覆發(fā)育,表明這一地區(qū)長期存在沉積間斷。WEDP02鉆孔年代學證實,沉積間斷終止于1200 ka,表明巴丹吉林盆地就此形成。4.古環(huán)境重建結果表明：1200 ka之前,即紅層形成之時,沉積環(huán)境溫暖濕潤(14-22-C)；1200-1100 ka,沉積環(huán)境較前變的冷干(10-C以下),氣候波動頻繁,地表風力加強,發(fā)育戈壁沉積；1100-620 ka,氣候干冷化進一步加劇,沙漠形成并不斷擴張；620-470 ka,沉積環(huán)境轉為暖濕,沙漠收縮并發(fā)育了中更新世以來最大的湖泊,但地表景觀依然以沙漠為主：470-120 ka,沙漠再次擴張,并在后期逐步收縮；120-78 ka,氣候轉為暖濕,沙漠腹地湖泊再次發(fā)育,78-9 ka,沙漠顯著擴張,并在約20 ka以來風成砂沉積加快,可能指示了沙漠中高大沙山的出現；9-0 ka,氣候轉為暖濕,沙漠腹地湖泊再次發(fā)育,現代自然地理景觀就此形成。5.黃土高原近源巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠以及毛鳥蘇沙地的形成演化歷史表明：在1200-800 ka三個沙漠同步形成或擴張,表明亞洲內陸顯著的干旱化。沙漠形成之后,其規(guī)模呈現波動變化,從500 ka開始,沙漠經歷了500-600 ka期間的收縮后重新激活擴張。到150 ka各沙漠范圍進一步擴大,與此同時黃土高原以及北太平粉塵沉積通量顯著增加。最后進入末次冰期以來各近源沙漠范圍再次擴大,馬蘭黃土開始在黃土高原普遍發(fā)育,巴丹吉林沙漠高大沙山也可能在末次冰盛期開始出現。6.巴丹吉林沙漠環(huán)境記錄表明：巴丹吉林沙漠腹地在MIS 13-15、MIS5和MIS1階段湖泊發(fā)育,氣候濕潤。其中在MIS13-15階段全球的氣候環(huán)境在南北半球呈現出相反的特征即：北半球氣候溫暖濕潤,北極冰蓋減��；而南半球冰蓋增加、海表溫度、鹽度顯著降低。南北半球這種相反的氣候格局,使得熱帶輻合帶(ITCZ)的北移,導致了北半球夏季風的增強。這種南北半球的氣候不對稱同樣也發(fā)生在MIS5和MIS1階段,這說明巴丹吉林沙漠地區(qū)的湖泊發(fā)育對南北半球氣候這種不對稱變化有著敏感的響應。7.青藏高原顯著隆升和全球降溫是導致黃土高原近源沙漠形成和擴張的主要因素,其中高原隆升起著更為重要的作用。高原的隆升增強了東亞冬季風、加劇了高原北部的干旱、增加了前麓盆地和周圍山體的高差、導致河流發(fā)育、產生了大量的碎屑物質,從而為沙漠形成提供了必要的物質、地形和動力條件。黃土高原近源沙漠的發(fā)育模式可以歸納為：高原隆升-河流發(fā)育、盆地形成-沙漠形成并擴張。
[Abstract]:The history of inland drought in Asia is closely related to the evolution history of the Cenozoic Qinghai - Tibet Plateau , the global cooling , the extinction of the Tethys sea and the evolution history of Asian dust deposition . The results show that the age of the red layer in the bottom of the borehole is 1100 ka . The average deposition rate of the drilling strata is 0.2m / ka . The average deposition rate of the drilling strata is 0.2m / ka . The sedimentary environment changes from 0 - 1.1 ka ( MIS1 ) , 80 - 123 ka ( MIS5 ) and LL - 3 . The formation and evolution history of the desert in the southern and northern hemisphere of the Loess Plateau has shown that the climate in the northern hemisphere is warm and humid , the Arctic ice cap decreases , and the climate in the southern hemisphere is increased . The development pattern of the near - source desert in the Loess Plateau can be summarized as follows : plateau uplift - river development , basin formation - desert formation and expansion .

【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P941.73

【參考文獻】

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本文編號：1442733