大同火山阶段性活动历史的古地磁年代学研究

摘要

大同火山群位于山（西）陕（西）地堑系最北端的大同盆地中。第四纪时期，大同火山群火山多次喷发，在盆地内堆积了大量的火山喷发物。自上世纪30年代开始，中外学者对大同火山展开了大量的科研工作，在大同火山的地质构造背景、火山活动类型、岩浆化学成分、火山深度动力学机制及活动年代等方面都取得了众多研究成果。然而，由于野外采样困难，火山活跃期次较多等因素的影响，使得目前的火山活动年代数据无法形成有效的比对，更不能反映大同火山活动的阶段性历史特征，因此人们对于大同火山的活动期次及年代问题一直争论不断。
　　野外调查发现:火山锥体坡麓附近和泥河湾古湖湖相沉积层与湖岸之上黄土—古土壤沉积层中夹有多层火山碎屑层。(1)在肖家窑火山坡麓位置存在有多套倾角不同的火山碎屑层。且位于底部的火山碎屑层倾角大于其上部碎屑层的倾角。(2)陈庄湖相沉积层和黑山黄土—古土壤沉积层中发现有多层疑似火山灰物质沉积的延续良好的薄层灰黑色特征沉积层。这些沉积现象表明:大同火山在地质历史时期存在多个活跃期。区域的湖相沉积和黄土—古土壤沉积都详细的记录了当时的火山活动信息。
　　为从沉积地层中获得更为详细的火山活动信息、建立沉积剖面的年代框架、判断沉积剖面中所夹火山物质沉积层位的沉积年代。本文对火山群周边受火山活动影响的湖相沉积层和黄土—古土壤沉积层进行了仔细的野外物理形态描述和高精度的采样。我们选取陈庄剖面作为湖相沉积的典型剖面、黑山剖面作为黄土沉积的典型剖面。野外考察中都发现这两剖面中存有明显的火山活动记录信息，实验室分析表明这两个剖面都有多个层位在沉积过程中受到了区域火山活动的影响。在湖相沉积剖面中出现四层磁化率、Ti元素含量、Fe元素含量和平均粒度组成同步异常变大的沉积层位;在黄土—古土壤沉积剖面中出现三层磁化率、Ti元素含量或Fe元素含量同步异常变大的沉积层位。这些异常变大的现象表明沉积时受到区域环境突变的影响。在大同盆地中则是受到火山活动导致的区域沉积环境突变。利用古地磁定年法和黄土古土壤定年法建立不同沉积剖面的年代框架，判断湖相沉积层中四个火山物质沉积层的沉积年代分别为:早于0.90MaB.P.、约0.51MaB.P.、约0.32MaB.P.和约0.09MaB.P.;黄土—古土壤沉积层中三个火山物质沉积层的沉积年代分别为约0.32MaB.P.、0.19MaB.P.和约0.09MaB.P.。通过沉积层沉积年代比对认为大同火山群共存在五个活跃期，分别为早于0.90MaB.P.、约0.51MaB.P.、约0.32MaB.P.、0.19MaB.P.和约0.09MaB.P.

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 选题依据和研究意义

1．2．1 选题依据

1．2．2 研究现状

1．2．3 研究意义

1．3 论文的研究思路、方法与研究框架

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究方法

1．3．3 研究框架

第二章 大同盆地区域概况

2．1 地理位置

2．2 区域地质地貌特征

2．3 火山分布概况及地貌特征

第三章 区域对大同火山活动的沉积记录

3．1 样品的采集与实验室处理

3．1．1 样品的磁化率预处理及分析

3．1．2 样品的粒度预处理及分析

3．1．3 样品的地球化学成分预处理及分析

3．2．1 陈庄剖面概况

3．2．2 陈庄剖厩分析

3．2．3 大同火山活动的湖相沉积记录分析

3．3 大同火山活动的黄土沉积记录

3．3．1 黑山剖面概况

3．3．2 黑山剖面分析

3．3．3 大同火山活动的黄土沉积记录

3．4 大同盆地中其他野外剖面物理形态描述

3．5 大同火山活动期次

第四章 大同火山活跃期年代学研究

4．1 古地磁学基本原理及应用

4．2 古地磁样品采集与测试

4．2．1 古地磁样品采集与预处理

4．2．1 古地磁样品的测试

4．3 热退磁结果与分析

4．4 大同盆地沉积剖面年代坐标框架建立

第五章 主要结论、创新与展望

5．1 主要结论

5．2 创新与展望

参考文献

攻读学位期间获得的研究成果

致谢

声明