罗布泊盐湖沉积物磁性特征及其古环境记录研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李文 |
| 答辩日期 | 2019-06-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 穆桂金 |
| 关键词 | 盐湖沉积 罗布泊 磁性特征 早期成岩作用 古气候变化 Saline lake sediments Lop Nur Magnetic properties Early diagenesis paleo-environmental change |
| 学位专业 | 理学博士 |
| 其他题名 | Magnetic properties of sediments of saline lake Lop Nur and its implications for paleo-environmental change |
| 英文摘要 | 盐湖沉积物是干旱-半干旱地区过去不同时间尺度气候和环境变化的重要信息记录载体。 罗布泊是世界知名的盐湖沉积区域，位于塔里木盆地东端，亚欧大陆腹地干旱核心区，是青藏高原北侧最大沉降盆地的沉积-汇水中心，记录了区域数百万年以来的气候环境历史。历史上孕育了以小河文化和楼兰文化为代表的灿烂古文明，也是古丝绸之路的交通枢纽。 提取可靠的环境记录指标，重建罗布泊地区的高分辨率环境记录对于理解全球气候环境变化和人地关系至关重要。沉积物磁学性质被广泛应用于湖泊沉积研究，常用反映沉积环境和古气候变化，但在盐湖环境中，沉积物磁性特征及其成因机制尚未清晰解译。 本文对采集自罗布泊盐湖的 LB（深度 378 cm） 和 LOP1（深度 163 cm） 两个剖面，以及罗布泊盐湖表层沉积物， 罗布泊西岸地区的雅丹、风成砂和红柳沙包沉积物进行了系统的环境磁学研究，结合年代学测试、粒度、有机质、碳酸盐、色度、 X 射线衍射 (XRD)、扫描电镜和能谱分析(SEM/EDS)等手段，系统分析了罗布泊盐湖沉积物的磁性特征及其影响因素，阐明了磁性特征的沉积学和古环境意义，利用磁性特征重建了罗布泊地区全新世以来的气候环境变迁历史，并探讨了罗布泊地区全新世气候环境变迁与全球变化之间的关系。获得以下主要结论和新认识：根据磁性特征可将罗布泊盐湖沉积物分为三类， 磁学特征分别为多畴(MD)颗粒磁铁矿主导， 单畴(SD)颗粒胶黄铁矿主导和多畴(MD)颗粒黄铁矿主导。 其中由磁铁矿主导磁性特征的沉积层位，磁性矿物主要来源于陆源碎屑输入。磁性特征（包括磁性矿物类型组合，晶粒和矿物含量） 与罗布泊西岸地区以及物源区塔里木盆地的沉积物一致，体现了沉积物物源的影响， 同时表明这些层位沉积物磁性特征未受到沉积后次生作用的改造， 可视为罗布泊盐湖沉积物磁性特征的背景水平。此外， 磁铁矿主导层沉积物中相对较低的 S-300mT和较高的 HIRM-300mT，显示不完整反铁磁性矿物（主要为赤铁矿）贡献较高。 该类型沉积物中，磁性参数的变化主要与粒度组成变化有关，分粒级提取样品的磁性测量结果以及磁性参数与粒度相关关系分析表明在该类型沉积物中， 粗粒级组分（粗粉砂和砂）沉积物磁性较强。这是因为罗布泊沉积物磁铁矿主要以多畴(MD)为主，较粗的 MD磁性颗粒主要赋存于沉积物粗颗粒组分中， 粗粒级组分沉积物含量越高，磁性矿物含量越高，反之亦然。早期成岩作用是罗布泊盐湖沉积物磁性特征发生变化的最重要因素。 LB 和LOP1 剖面都鉴定到了早期成岩作用成因的次生铁硫化物（胶黄铁矿、黄铁矿）的存在，并导致沉积物磁性特征产生了显著的变化。 单畴(SD)颗粒胶黄铁矿生成和保存导致沉积物具有明显较高的 χ， χARM， SIRM， HIRM-100mT， S-100mT， S-300mT，χARM/χ 以及 SIRM/χ， 而 MD 颗粒黄铁矿则导致了极低的 χ， χARM， SIRM，HIRM-100mT， S-100mT， S-300mT， χARM/χ， 这显示了盐湖环境中硫酸盐还原成岩作用对磁性特征的显著影响。通过多沉积记录指标综合分析和野外岩性观察，判定罗布泊盐湖早期成岩作用成因的次生铁硫化物生成于高湖面（相对湿润）阶段，此阶段流域内湿度较高，增加的有机质输入促使了硫酸盐成岩作用的发生。罗布泊湖盆内早期成岩成因胶黄铁矿及其相关磁学参数（如 SIRM/χ） 可以作为区域水文和气候历史变化的指标。 LB 剖面 8150-7000， 5300-4900, 3600-3100， 2750-2550 和 1820-1680 Cal. yrBP 期间生成和保存了大量 SD 胶黄铁矿颗粒，显示这些沉积阶段罗布泊和塔里木河流域水量较丰，罗布泊处于高湖面阶段。对比前人研究成果，发现这五个胶黄铁矿生成阶段在时间序列上对应或略晚于全新世北大西洋冷事件(5~1)。冷事件期间强度增加并且南移的西风急流为塔里木盆地带来更多降水， 流域湿度和有机质增加， 导致了胶黄铁矿的生成保存。这显示罗布泊地区全新世以来的气候环境变化与高纬度地区的气候突变事件具有关联性。此外， 罗布泊沉积物磁学和沉积学研究表明该地区由早中全新世向中晚全新世的气候过渡呈现突变特点，而非渐变，转折时间约为 4000 cal. yr BP 左右。总体上 4000 cal. yr BP 之前， 区域气候干燥而相对稳定； 4000 cal. yr BP 之后， 湿度增加而波动剧烈，这一气候模式得到大量前人研究结果的支持。 该区域全新世气候变化可能同时受到厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和北大西洋涛动(NAO)的共同影响，后者又影响了西风急流的位置和强度，也对该区域的气候变化产生影响。此外地域性因素（主要是指山地冰川） 的影响也需要考虑，尤其在全新世早期。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15337]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李文. 罗布泊盐湖沉积物磁性特征及其古环境记录研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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