文档介绍：兰州大学
博士学位论文
额济纳盆地晚更新世以来湖相沉积记录与环境演变
姓名:雷国良
申请学位级别:博士
专业:自然地理学
指导教师:张虎才
20090501
捅要侵疃嘤跋煲蛩氐淖酆现档谋浠唤鍪芎此额济纳瓮地处于欧亚大陆中心,巴丹吉林沙漠西侧,气候干燥,生态脆弱,其环境变化直接受大气环流的影响,对气候干湿变化反应敏感。盆地内广泛分布的晚更新世以来的湖相沉积地层,揭示出当时湖泊发育,气候环境优于当代,前人的研究也表明晚更新世晚期詈Q跬凰氐谌锥西北地区湖泊普遍发育,环境湿润,这一结果也得到气候模拟的支持。但是由于此阶段气候的特殊性,其湖泊形成原因及机制目前尚未有突破性结论。本论文选取额济纳盆地小狐山剖面的湖相沉积物为研究对象,在年基础上建立年代模型,通过对沉积物粒度、碳酸盐含量、有机质含量、总氮、碳氧同位素以及沉积物矿物组成的测试与分析,重建了晚更新世中晚期以来额济纳古湖的演化过程和额济纳盆地此阶段气候环境变化的历史。本研究不仅为阶段“大湖期”的研究补充了详细可靠的古环境资料,有助于加深对全球晚更新世中晚期气候变化机制和过程的理解。小狐山湖相沉积物的粒度分析表明,沉积物粒度的变化对湖泊的演化反映敏感。在额济纳古湖发育期,沉积物颗粒较细,而在古湖退缩阶段,沉积物粒度较粗,以风成砂为主,表明沉积物粒径的大小主要受湖泊水动力的影响。通过计算标准偏差的方法,得到了环境指标的敏感组分,并恢复了额济纳古湖水位的变化历史。对沉积物有机碳和总氮含量进行分析发现两者呈同向变化趋势;疶戎总体波动较小,平均值为=徊降姆治霰砻鳎粱镏杏谢手饕J芎自身生产力控制,外源维管束植物也有一定的贡献。有机碳含量变化与粒度结果有较好的相关性,表明在水位较高时,湖泊生产力也较高。沉积物中碳酸盐含量相对较低,其变化较为复杂,主要反映了湖泊有效湿度的变化,其高频波动主要与短时问尺度气候事件有关。沉积物稳定同位素的分析结果显示,碳酸盐氤粱锏牧6取⑻妓嵫魏量和戎副昃哂幸欢ǖ南喙匦裕砻魈妓嵫标,因此推测碳酸盐谋浠χ饕J芎味瓤刂疲牒挠行6让芮相关。碳酸盐峁允荆浠挠跋欤受到湿度、温度、碳酸盐矿物分馏作用的影响,齇值指示的古环境信息较为复杂,其中碳酸盐诤喑粱镏衅玧下的特征指示出蒸发与降水比值总体上呈增加趋势,表明白晚更新世晚期以来额济纳盆地的大气湿度呈现出不断减小的趋势。对沉积物姆治龇⑾郑粱镏泻惺ⅰ⒎浇馐自剖氖⒊
石、云母和粘土矿物等多种矿物。对通过半定量的方法计算得到的主要矿物含量结果的分析表明,在古湖泊发育阶段,沉积物中的石英含量低,而长石等与风化作用有关的矿物明显增加,推测长石/石英主要反映了盆地内部的风化作用强度。沉积物中碳酸盐主要由方解石、文石与白云石组成,三种矿物总含量的变化与利用气体方法得到的碳酸盐含量变化相一致。在整个剖面上文石含量较低且波动相对较小,但是方解石与白云石波动较大,碳酸盐矿物组成上的变化可能指示了湖泊盐度和温度的变化。磁学分析表明,沉积物磁化率值总体较低,这与治结果所指示的磁性矿物含量相对较低相一致。通过椒ǘ源判钥笪锔患蟊土样品的研究表明,沉积物中的磁性矿物主要由磁铁矿和赤铁矿组成。沉积物样品的磁信号对环境响应较为复杂,受到湖泊氧化还原作用和磁性矿物来源等多因素的影响。通过对各代用指标的综合分析,可将额济纳古湖的演化过程划分为以下几个阶段:.,剖面点处为风成砂沉积,盆地内气候干燥,风沙盛行;,古湖泊开始扩张,湖泊水位达到剖面点处,并形成稳定的水下沉积环境,盆地内气候开始转湿;.,盆地内大面积湖泊形成,湖泊生产力较高,指示盆地内相对湿润,各代用指标的变化也均显示出此阶段是晚更新以来气候环境相对湿润、环境最为适宜的时期,但此阶段内的气候变化并不稳定,其间有魏赐怂醯墓蹋~.弥副晗允敬私锥魏逐渐退缩,湖泊生产力逐渐降低,气候开始转型,由湿润向干燥过渡;.,沉积物由湖相沉积转变为风成砂沉积,代用指标也指示了此阶段气候干燥,大面积湖泊消失,与区域内早期环境相类似;..,大面积湖泊形成,沉积环境较为稳定,指示了在末次冰盛期之后和全新世早期瓮地内气候相对湿润,其中代用指标显示在左右气候开始变干,湖泊水位开始波动下降,在左右湖泊快速退缩,退出剖面点位置。小狐山湖相沉积物记录与邻区腾格旱断头梁剖面和柴达木笳地贝壳堤剖面可以很好的对比,三个剖面的记录均表明在..左右研究区存在大面积的湖泊,与现在西北干旱区干旱的气候格局完全不同,表明此阶段湿润的气候特征并不是小范围局部区域现象。与石笋和冰芯记录的对比也表明,,额济纳盆地内湖泊退缩,气候变干,区域内的风化强度减弱,表明额济纳盆地湖泊的演化受全球气候变化,至少是北半球气候变化的影响,这也为探讨一西北干旱区湖泊形成的原因与气候变化机制提供