吕梁山西麓柳林地区晚中新世-上新世磁性地层学研究

论文摘要

黄土高原地区保存着连续完整的新近纪风成红粘土沉积序列,其蕴含着丰富的古气候与古环境信息,是了解亚洲内陆干旱化形成与发展和东亚季风发展演化的重要载体。吕梁山位于黄土高原东侧,其西麓红粘土堆积序列中底部普遍存在砂砾石层和化石层等水成物质。这些物质可以很好地指示出中新世-上新世内吕梁山隆升以及山前盆地演化阶段,红粘土上部未受到外部因素干扰的沉积序列则记录了黄土高原东部地区粉尘堆积变化、生态环境特征以及气候变化事件。本文通过对吕梁山西麓地区柳林县复兴村红粘土剖面开展岩石磁学和古地磁学研究,获得了复兴剖面新的磁性地层学结果。在此基础上整合之前学者的研究资料,对于中新世-上新世内吕梁山构造变化、柳林地区古环境演变有了新的认识,并对黄土高原六盘山东西部地区红粘土堆积起始时间差异原因进行探讨。初步结果如下:1.系统岩石磁学结果表明,复兴红粘土剖面的磁性矿物主要为准单畴（PSD）磁铁矿和磁赤铁矿,且含有一定的赤铁矿;2.通过磁性地层学研究,确定了柳林复兴红粘土剖面记录了晚中新世和上新世C2An.2n-C3Bn的极性带序列,年代跨度约为7.2-3.1 Ma。剖面涵盖了保德组（约7.2-5.33 Ma）和静乐组（5.33-3.1 Ma）两个地层单元。通过磁性地层年代控制点,得出底部两层化石层年龄分别为6.4-6.3Ma和5.8-5.7Ma,这与周边地区红粘土剖面中哺乳动物化石层的年代较为吻合,同样也确保了本文古地磁年代的准确性;3.复兴剖面红粘土沉积序列中存在三层砾石层,分别为前人研究过的复兴剖面约37 m处较厚的砾石层,51.6 m处较厚的砾石层,以及17.6 m处存在间断的砾石层。其年代分别约为6.25-6.2 Ma、5.75-5.5 Ma和3.9 Ma。三层砾石层主要由灰岩和砂岩组成磨圆度较好。通过研究分析我们认为底部6.25-6.2 Ma和5.75-5.5 Ma两层砾石层指示了在该时期吕梁山发生了两次快速隆升事件。最上部3.9 Ma砾石层更多代表了吕梁山在此期间受到强烈风化剥蚀作用,当然也不排除构造因素的影响;4.通过对黄土高原地区地质资料整理,在黄土高原六盘山以东地区红粘土剖面底界年龄普遍集中在8.1 Ma左右,而黄土高原六盘山以西地区红粘土底界年龄为25-22Ma。而在更西部的亚洲内陆,例如阿尔金地区、准噶尔盆地和蒙古国西南部等地区,则保存有始新世和渐新世的风尘红粘土沉积。通过整理前人研究结果以及文章的研究结果,本文认为造成黄土高原东西沉积起始差异的原因主要有:1)在渐新世-早中新世青藏高原隆升使中国西部出现大范围干旱化区,这为西部风成红粘土堆积提供了物源;2)青藏高原使西风带产生狭管效应致使粉尘穿过青藏高原地区峡谷进入宽阔区域后动能减弱迅速沉积;3)青藏高原北部隆升（15-5 Ma）加强了西伯利亚高压使其不断壮大最终穿过西风以及地形阻隔在黄土高原东部沉积;4)西北地区干旱化更加剧烈造成干旱化面积扩大,六盘山隆升、鄂尔多斯夷平面消失,东部沉降为粉尘堆积提供了良好的沉积环境。

论文目录

摘要

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第1章前言

1.1 选题的背景及意义

1.2 红粘土沉积序列研究现状

1.3 论文主要研究内容与拟解决的问题

第2章研究区地质背景与研究进展

2.1 研究区概况

2.1.1 研究区域自然地理概况

2.1.2 研究区域地质背景

2.2 黄土高原东部地层学与古气候学研究进展

2.2.1 生物地层学

2.2.2 磁性地层学

第3章剖面特征与样品采集及分析方法

3.1 研究剖面特征

3.2 样品采集

3.3 样品实验分析方法

3.3.1 古地磁实验

3.3.2 岩石磁学实验

第4章岩石磁学结果

4.1 岩石磁学基本理论

4.1.1 磁性矿物

4.1.2 磁化率

4.1.3 其他磁学指标介绍

4.2 柳林剖面岩石磁学结果

4.2.1 磁化率随温度变化曲线结果

4.2.2 等温剩磁获得曲线结果

4.2.3 磁滞特征

4.2.4 总结

第5章磁性地层学及其构造和环境意义

5.1 磁性地层学研究的基本原理介绍

5.2 特征剩磁获取与极性柱建立

5.2.1 特征剩磁获取

5.2.2 磁性地层序列建立

5.3 磁性地层结果及讨论

5.3.1 复兴剖面年代框架建立

5.3.2 复兴剖面砾石层构造和古气候意义

5.3.3 复兴剖面红粘土高沉积速率探讨

5.3.4 黄土高原东西部沉积起始差异探讨

第6章结论与展望

6.1 结论

6.2 存在的问题及展望

参考文献

致谢

作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘实航

导师: 敖红

关键词: 磁性地层,岩石磁学,红粘土,吕梁山,山体隆升

来源: 中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)

分类号: P534.6;P539.3

总页数: 68

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