中更新世转型以来腾格里沙漠古环境变化研究

作     者：罗崇文 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李再军;王鑫

授予年度：2023年

学科分类：070905[理学-第四纪地质学] 070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

主      题：古气候变化 腾格里沙漠 东亚季风 中布容事件 古地磁 

摘      要：以沙漠为代表的干旱区古环境变化研究，是全球古气候变化研究的重要组成部分。中国沙漠不同沙区、不同时间尺度的干湿变化历史，除反映全球气候对干旱区的影响外，还能直接指示西风和东亚季风的变化历史及其交互过程。腾格里沙漠是中国沙漠的重要组成部分，与青藏高原东北部和黄土高原西北部接壤，位于东亚夏季风与西风的交互区，也是众多沙漠中开展形成与演化研究程度相对较高的沙漠。在沙漠内部，已有多个钻孔岩心记录揭示了沙漠构造尺度和40万年偏心率周期的干湿变化历史，但因自沙漠形成以来的沉积速率较低，难以记录更短时间尺度的轨道周期，限制了对干旱区的干湿变化驱动机制的深入认识。因此，在沙漠内部获取更高分辨率的沉积记录，成为沙漠古环境研究的关键。 本论文以腾格里沙漠腹地最大湖盆钻取的122.63m岩心（WEDP06钻孔）为研究对象，基于古地磁、光释光与26Al/10Be埋藏测年，确定钻孔年代框架;通过岩性特征观察、粒度、碳酸盐含量、总有机碳（TOC）含量等古环境代用指标，探讨腾格里沙漠的干湿变化历史。主要认识如下： （1）钻孔从底部到顶部分为三个主要的岩性段：122.63-98.95m以黄色中细砂、灰色细砂为主，夹多层碳酸盐层;98.95-45.47m以灰色中细砂与灰褐色、灰黄色粉质粘土层互层，地层旋回清晰;45.47-0m以黄色及灰色中细砂层为主，夹较薄的钙质粉砂层。 （2）钻孔的磁性地层结果表明，松山（Matuyama）/布容（Brunhes）界限位于87.5m处（781ka）。结合光释光和26Al/10Be埋藏测年的年代控制点，通过轨道调谐，确定底界年代为~940ka。 （3）钻孔中可识别出10个明显湿润岩性段，以灰色、灰白色湖相、沼泽相等静水沉积为主，表现为细粒径、高碳酸盐和有机碳含量;分别对应于深海氧同位素MIS1、MIS5、MIS7、MIS9、MIS11、MIS13-15、MIS17、MIS19、MIS21以及MIS23。明确指示了腾格里沙漠在间冰期受到东亚夏季风的影响，降水增多，湖泊扩张;而在冰期变的干旱寒冷，发育厚层风成砂。沙漠的干湿变化具有明显的100ka和41ka周期，500-940ka以41ka周期为主，0-500kaamp;nbsp;以100ka为主，主要受北半球冰量与地轴倾角影响。 （4）500ka之后的间冰期，沙漠变得更加干旱，表现为gt;125μm的组分占比增大、碳酸盐以及TOC含量降低。中布容事件后冰期-间冰期旋回幅度增大，以及间冰期温度升高共同导致了间冰期沙漠变干。500ka后，青藏高原东北部祁连山地区向沙漠提供了大量的碎屑物质，沙漠内部发育厚层的风成砂沉积，使地下水位降低;同时，间冰期温度升高，引起蒸散发增加，夏季风带来的降水快速蒸发。二者结合导致500ka之后的间冰期，植物可利用的有效水分减少，沙丘不能完全固定，表现为干旱加剧和生态环境的恶化。