苏北盆地兴化2孔中更新世以来元素指标的环境变化记录

摘要

苏北盆地地处我国东部典型季风区,重建该区域的古气候演变序列,对全面认识东亚季风形成变化过程具有重要意义。本文选取苏北盆地兴化2孔上部82.2m岩芯,主要采用元素地球化学方法分析元素地球化学特征及其在表生环境下地球化学行为,根据元素分析结果探讨其指示的气候环境变化意义,进而重建研究区中更新世以来古气候变化过程:
　　 (1)聚类结果表明根据元素变量之间相关性可以将元素分为四类即:第一类:Zr、Hf,属于化学性质相对惰性元素,不易发生淋溶、迁移等地球化学行为;第二类:Fe2O3、Al2O3、Cu、Zn、Ni、Ga、Pb、Ba、Rb、K2O、SiO2、Ti、V、Cr、Co、As、Y、Nb,这类元素常富集在细粒粘土沉积物中,一般代表相对暖湿环境;第三类:Na2O、MgO、CaO、P、Mn、Sr,活动性较强的元素,易受化学风化影响而发生淋溶、迁移、集聚;第四类:Br、S,Br主要以离子形式存在于海水中;S在相对暖湿环境下常被淋滤到河流内带入海洋或湖泊。
　　 (2)一般在暖湿气候环境下,一方面湖盆流域降水量多,元素受到淋滤被搬运至湖泊;另一方面风化作用增强,湖水呈弱酸性,元素活性增加,迁移能力增大,沉积区元素含量增多,干冷气候条件下反之;在同一气候环境下,活动性较强的元素在化学风化过程中易进入水溶液,以离子的形式迁移被带入湖泊,活动性弱的元素反之。
　　 (3)元素化学综合参数在苏北盆地气候环境变化指示意义:Rb/Sr的低值代表风化作用较强的暖湿气候时期,高值反之。Fe/Mg低值指示暖湿气候环境,高值指示相对干冷的气候时期。SiO2/Al2O3+Fe2O3高值代表氧化条件下较强的风化作用气候时期,低值相反。Sr/Ba比值增大指示的是高温气候时期。CaO/(MgO*Al2O3)在暖湿的气候环境条件下,比值增大,干冷条件下比值减小。Na/Ca高值代表的是干冷气候时期,低值相反。
　　 (4)兴化2孔元素指标所记录到的780Ka以来苏北地区气候变化经历了8个冷暖、干湿气候旋回,每个旋回包括1个暖段1个冷段,各个旋回均以暖开始以冷结束。
　　 兴化2孔元素指标曲线次级波动较1孔明显,因此在反映古气候变化信息方面更为详尽。经分析2孔元素指标曲线可以明显反映100Ka、40Ka的周期分量、岁差20Ka周期,这些结果说明苏北地区中更新世以来古气候变化与地球轨道要素的变化有关,这一点兴化1孔反映不是很明显。
　　 (5)苏北地区所揭示的中更新世以来的气候环境变化与黄土和深海氧同位素记录之间有着良好的吻合性,进一步将苏北地区中更新世以来气候变化过程划分为三个大的演化阶段即:中更新世早期、中更新世晚期、晚更新世,不同的阶段存在不同的气候变化特征。
　　 与深海氧同位素的比较,说明了陆地记录与海洋记录的对应性。苏北地区的气候环境变化具有全球气候变化的一致性;与黄土记录的比较,看出它们在变化上较深海氧同位素更为一致,进而说明我国气候环境的变化一定程度上响应于东亚季风气候的变化。
　　 (6)中更新世以来苏北地区的古气候变化与青藏高原的隆升的阶段性、高低纬度太阳辐射、西太平洋暖池的变化等有着密切关系,而且这些因素对其影响是综合的、复杂的、相互作用的,非单一的。兴化2孔沉积物环境记录中,表现较为明显的是100Ka和20Ka变化周期,两者的叠加反应研究区780Ka以来古气候变化受高低纬的双重驱动。

目录

文摘

英文文摘

第1章 前言

1.1 选题的依据和意义

1.1.1 国内外的相关研究

1.1.2 研究区苏北盆地的研究现状

1.1.3 元素指标的应用

1.2 研究内容、方法及技术路线

1.2.1 研究目标和内容

1.2.2 研究方法和手段

1.2.3 可行性分析

1.2.4 本题目的创新之处和可预期的创造性成果

第2章 研究区的自然概况及地质背景

2.1 苏北盆地的自然地理概况

2.1.1 区域地貌特征

2.1.2 自然地理概况

2.2 研究区构造背景与主要构造

2.2.1 苏北盆地及其邻区的的构造背景

2.2.2 苏北盆地的主要构造

2.2.3 钻孔的概况和沉积环境的分析

第3章 研究区年代序列的建立

3.1 调谐基础

3.2 年代控制点

3.3 调谐方法

第4章 研究区地球化学元素的研究方法与气候环境指示意义分析

4.1 元素指标的实验室分析

4.2 苏北盆地兴化2孔元素表生地球化学特征的初步分析

4.2.1 元素数据特征

4.2.2 元素聚类分析及各类元素地球化学行为分析

4.2.3 苏北盆地兴化2孔元素化学综合参数的选取及意义

第5章 苏北盆地中更新世以来古气候演化过程

5.1 中更新世以来苏北盆地演化序列的建立

5.1.1 气候环境演化过程

5.1.2 与兴化1孔已有成果的对比

5.2 苏北地区中更新世以来气候环境变化的影响机制探讨

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 特色与创新点

6.3 展望

参考文献

致谢