柴达木察尔汗贝壳堤剖面Rb/Sr、Sr同位素特征及其环境意义

摘要

青藏高原东北部的柴达木盆地，处于亚洲中部干旱区——世界上最大的非地带性温带干旱区的中心，是控制和影响我国气候系统的西风、东亚季风和西南季风的交汇处，是区域和全球气候变化响应的敏感地带。因此对柴达木盆地古环境、古气候变化的研究将有助于加深对亚洲中部干旱区对全球变化的响应和反馈的理解。深入的研究中国西部、特别是青藏高原东北缘干旱、干寒区的气候变化具有十分重要的理论价值。 柴达木盆地察尔汗湖贝壳堤是到目前为止在柴达木盆地发现的惟一大型贝壳堤，完整的地质记录为研究的可信度提供了良好的保证。通过对贝壳堤剖面酸不溶组分和酸溶组分的提取及其<'87>Sr/<'86>Sr的测定，结合沉积物中Rb/Sr的变化对化学风化的指示意义，依据<'14>C年代的精确测定，综合分析地球物理、地球化学指标，探讨了研究区晚更新世39.7 ka BP～17.5 ka BP <'14>C湖泊高湖面的演化历史。本论文的主要结论与认识如下： 1 综合分析指出：柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面酸不溶组分的<'87>Sr/<'86>Sr值要高于酸溶组分，Sr同位素的差异反映其物质来源与沉积环境的不同。贝壳堤剖面的Rb/Sr值很好的记录了流域内化学风化的历史。酸不溶组分<'87>Sr/<'86>Sr值与Rb/Sr值表现了较高的正相关性而与酸溶组分 Rb/Sr 值表现为负相关。酸不溶组分的<'87>Sr/<'86>Sr代表的沉积物硅酸盐组分从物源区经搬运区到最终沉积区经历的由于化学风化作用而残留在矿物中的<'87>Sr/<'86>Sr，异于源岩的Sr同位素值，且硅酸盐组分的<'87>Sr/<'86>Sr对降水量温度等环境指标敏感，酸溶组分的<'87>Sr/<'86>Sr代表了沉积物自生碳酸盐的<'87>Sr/<'86>Sr，其<'87>Sr/<'86>Sr即与自生碳酸盐的沉积量有关，也与碳酸盐中元素Sr的含量密切相关酸溶组分和酸不溶组分的<'87>Sr/<'86>Sr和Rb/Sr值作为湖泊沉积物古环境、古气候的替代指标，可有效指示古湖源区化学风化和沉积区古环境变化，与地球物理指标和其他地球化学指标对比分析有较好的相关性，综合分析Sr同位素和其他古环境代用指标可以更全面，更完整的重建湖相沉积物记录的古气候演变等信息。 2 贝壳堤剖面沉积物所揭示晚更新世39.7 ka BP～17.5 ka BP期间的古湖泊演化历史：39.7 ka BP～35.2 ka BP为较早时期形成的湖泊，有可能属于早期湖泊沉积的近源搬运沉积物或侵蚀残余，约39.2 ka BP左右湖水达到剖面处，此后为湖泊的发育时期；35.2-33.2 ka BP，湖泊水位维持稳定并稍有增长，区域降水和河流补给总量与蒸发总量平衡，属较适宜期；33.2-26.9 ka BP，湖泊水位虽有波动，但相对较高，此时间为区内水热配置最佳的时期，最高湖面也出现在此期；26.9-18.1ka BP，气候温暖，湖泊开始退缩，自18.1 ka。BP开始，湖泊快速的盐化，退出剖面点所在的位置，之后再也没有扩张至剖面所代表的范围。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1末次冰期间冰段气候变化研究意义

1.2中国西部末次冰期间冰段气候研究进展

1.3选题依据及研究内容

第2章研究区区域概况

2.1地质概况和自然地理背景

2.2察尔汗盐湖区晚更新世中晚期沉积与环境研究

第3章贝壳堤剖面年代学建立及粒度、总有机碳、碳酸钙指标

3.1贝壳堤剖面岩性描述及沉积特征

3.1.1贝壳堤剖面地理位置和野外背景

3.1.2贝壳堤岩性特征

3.2贝壳堤剖面的测年及年代序列的建立

3.3贝壳堤剖面粒度、总有机碳、碳酸盐指标分析

3.3.1贝壳堤剖面粒度沉积特征

3.3.2贝壳堤剖面总有机碳(TOC)

3.3.3贝壳堤剖面的碳酸盐含量

第4章Sr同位素、Rb/Sr基础理论及其环境指示意义

4.1Sr同位素、Rb、Sr元素基础理论

4.2 Rb/Sr及Sr同位素的古环境指示意义

4.2.1Sr在黄土中的环境指示意义及应用

4.2.2Sr在海洋学中的应用

4.2.3湖泊沉积物中Sr的地球化学指示意义

4.3化学风化与气候变化的成因联系

4.3.1化学风化与气候变化

4.3.2 Rb/Sr比值的变化与化学风化率

4.4Sr同位素及元素实验方法

4.4.1Sr同位素测定实验方法

4.4.2 Rb、Sr元素测定的实验方法

4.5实验结果与数据分析

4.5.1实验结果

4.5.2贝壳堤剖面87Sr/86Sr与元素Rb，Sr的综合分析

4.6贝壳堤剖面Rb/Sr，87Sr/86Sr的环境指示意义

第5章柴达木盆地察尔汗湖贝壳堤剖面元素地球化学

5.1贝壳堤剖面元素酸溶组分与酸不溶组分的相关性分析

5.1.1元素地球化学实验方法

5.1.2贝壳堤剖面元素酸溶组分与酸不溶组分的相关性分析

5.2酸溶组分元素含量与环境变化

第6章结论与展望

6.1结论

6.2存在的问题及今后工作展望

参考文献

致谢