塔吉克盆地古近系地层的沉积学和古气候记录

摘要

新生代亚洲内陆干旱化历史及其与青藏高原隆升、副特提斯海退缩、新生代全球降温等重大地质-气候事件的具体联系一直是国内外古气候研究的重点。前期研究多集中于中国黄土高原和西北内陆大型沉积盆地，缺少我国境外干旱区的新生代地质-气候记录。塔吉克盆地位于中亚干旱区核心地带，盆地东北缘出露了较为完整的早新生界沉积序列，为研究中亚早新生代环境变化历史及其主控因素提供了绝佳的研究载体。本论文在工作组前期年代学和沉积学研究基础上，重点对塔吉克盆地东北缘代表性剖面 Peshtova（PE）剖面开展了较为系统的土壤微型态、粘土矿物和元素地球化学分析，以深入理解塔吉克盆地早新生代沉积环境演变框架和古气候变化历史。本论文得出如下主要结论和认识：　　1）土壤微形态分析结果表明，塔吉克盆地晚始新统地层灰绿色岩性段含大量微体古生物化石，为浅海相沉积，棕褐色-棕红色岩性段常见水平层理，为河流相沉积；渐新统地层主体无层理，常见虫孔、铁锰胶膜、粘粒胶膜等弱成壤作用痕迹，应为风成沉积；中新统地层常见水平层理和河流作用的沉积构造，为河流相沉积。　　2）塔吉克盆地早新生界地层的粘土矿物包括伊利石、绿泥石、蒙脱石、蛭石、高岭石、坡缕石等。扫描电镜（SEM）分析结果表明，晚始新统-渐新统地层的粘土矿物主要以碎屑成因为主、未见次生粘土矿物；中新统地层常见结晶程度较好的次生粘土矿物，进而反映了早中新世更为湿润的气候条件。　　3）根据细粒沉积岩的元素地球化学组成，获得了塔吉克盆地及其源区晚始新世-早中新世化学蚀变指数（CIA）的变化框架。结果表明，晚始新统地层的 CIA值介于62.5到67.1之间，平均值为64.9；渐新统地层的CIA值变化范围为53.3至61.6，平均值为 56.9；早中新统地层的 CIA值介于 54.8到 70.8，平均值为 61.6。CIA与其他化学风化指标具有大体一致的变化趋势，反映了塔吉克盆地及其源区化学风化强度在晚始新世高、渐新世低、自早中新世偏高的变化框架。　　4）结合沉积相和粘土矿物、元素地球化学指标，我们认为塔吉克盆地早新生代气候具有晚始新世偏湿、渐新世干旱、自中新世再次趋于湿润的变化趋势。

目录

声明

第一章 绪论

1.1新生代内陆干旱化研究进展

1.1.1中国主体黄土高原黄土研究

1.1.2西北内陆新生代沉积环境变化研究

1.1.3中亚内陆干旱化研究

1.2塔吉克盆地新生代气候变化研究进展

1.3土壤微形态沉积学和古气候环境意义

1.4 粘土矿物学及元素地球化学的古环境意义

1.4.1 粘土矿物研究进展及古环境意义

1.4.2元素地球化学各项指标及其古环境意义

1.5科学问题和研究思路

1.5.1科学问题

1.5.2研究思路

第二章 区域地质和地层

2.1 地理位置和自然地理特征

2.2 区域地质

2.3 剖面地层和年代框架

2.3.1剖面地层特征

2.3.2 地层年代划分

2.4 样品采集

第三章 土壤微形态记录及其沉积学意义

3.1研究方法

3.1.1岩石薄片的制作流程

3.1.2岩石薄片鉴定分析

3.2 研究结果

3.3本章讨论

3.4本章小结

第四章 粘土矿物和元素地球化学记录及其古气候意义

4.1 研究方法

4.1.1粘土矿物实验方法1）粘土样品前处理

4.1.2扫描电镜和XRD衍射结果分析方法和辨识依据1） SEM特征分析和粘土矿物成因判断

4.1.3 XRF分析实验

4.2 研究结果

4.2.1 PE剖面粘土矿物的SEM特征及相对含量等指标计算结果

4.2.2元素地球化学实验结果

4.3本章讨论

4.3.1粘土矿物成因、相对含量的变化及其古环境指示意义

4.3.2伊利石结晶度和化学指数记录

4.3.3元素地球化学实验结果分析

4.4本章小结

第五章 讨论和结论

5.1 塔吉克盆地新生代沉积环境变化框架

5.2 本研究对亚洲内陆干旱化研究的意义

5.3 主要结论

5.4 存在不足与展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢