天水盆地土壤沉积物记录的全新世气候变化规律

论文摘要

全新世是人类文明发展的重要时期,对该时期的气候演变研究已经成为古气候研究的重点。天水盆地地处青藏高原与黄土高原交接地,是古气候研究中具有独特地理位置的特色典型区域,同时天水盆地位于黄土高原西部,区内发育连续堆积的厚层风成黄土,是记录区域气候环境变化的理想研究材料。这些黄土剖面蕴含的丰富古气候信息还需要进一步挖掘,例如这些沉积物的地层序列和年代序列、理化性质和沉积学特征、风化成壤特征以及揭示的气候演变规律等。本文在野外详细考察的基础上,选择天水盆地师家崖（SJY）典型黄土-古土壤剖面为研究对象,并结合光释光测年（OSL）、地层沉积特征以及文化遗层的断代技术,对其地层序列、理化性质、元素组成、气候演变规律等进行了研究。主要获得了以下结论:（1）建立了黄土地层序列。SJY剖面黄土-古土壤的地层序列从上往下依次为:表土层（TS）→全新世黄土层（L0）→古土壤层上部（S0上）→弱土壤层（Lx）→古土壤层下部（S0下）→过渡黄土（Lt）→马兰黄土（L1）。（2）黄土的沉积学与物理性质特征:SJY剖面中各地层单元理化性质指标差异显著。SJY剖面低频、高频、以及频率磁化率变化趋势相似,在古土壤层呈现高值,在黄土层呈现低值。SJY剖面粒度组成以粗粉砂为主,其次为细粉砂和粘粒。粒度组成较均一,分选性较好,峰态呈中等,属正偏型。粘粒含量、细粉砂含量、粘粒/粗粉砂比值和磁化率在古土壤层上部（S0上）和古土壤层下部（S0下）出现高值,在全新世黄土（L0）、马兰黄土（L1）和过渡黄土（Lt）为低值;而粗粉砂在古土壤中含量较少,在黄土层中含量较多。剖面中吸湿水和烧失量含量变化与磁化率变化趋势基本一致,均在古土壤层上部（S0上）和古土壤层下部（S0下）中较高,全新世黄土（L0）、马兰黄土（L1）和过渡黄土（Lt）中较低,而碳酸钙变化呈相反趋势。（3）黄土的地球化学特征:剖面中常量元素Ca和Na均古土壤层上部（S0上）和古土壤层下部（S0下）中含量呈现高值,在全新世黄土（L0）、马兰黄土（L1）和过渡黄土（Lt）含量呈现低值;而元素Si、Fe、K和Al变化趋势与元素Ca和Na相反;对Ca/Mg、K/Na、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数（CIA）等化学参数进行统计分析,揭示了古土壤层上部（S0上）和古土壤层下部（S0下）层形成时期成壤改造作用强烈,全新世黄土（L0）、马兰黄土（L1）和过渡黄土（Lt）堆积时期成壤改造作用微弱的规律;以Ti为参比,表明Si、Fe、K和A1相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,剖面总体处于低等的化学风化阶段。（4）黄土风化成壤特征:天水盆地SJY剖面经历风化改造作用微弱,处于脱Ca、Na富Al和Fe低等风化阶段。古土壤形成期间,风化成壤较强烈,黄土形成期风化成壤作用较弱。（5）气候变化的阶段性:重建天水盆地全新世以来的古气候演化历程,共分为三个阶段:全新世早期（11500～8500 a B.P.）气候温凉;全新世中期（8500～3100 a B.P.）,气候总体上暖湿的,但并不是持续稳定的,其中在7000～6000 a B.P.出现气候波动,气候冷干;全新世晚期（3100 aB.P.以来）,气候又进入一个相对温凉少雨的时期。（6）全新世中期千年尺度的气候波动事件:在全新世中期,磁化率和粒级曲线表现出峰谷交错的情况,尤其是在110～80 cm处,粘粒含量曲线波动剧烈。Al、Fe等元素呈现低值,Ca和Na等在此阶段呈现高值,CIA、K/Na等在此阶段呈现低值,表明这一时间夏季风不稳定,冷热交替现象频繁,在7000～6000 a B.P.期间出现了气候波动事件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 研究进展与研究现状
•     1.2.1 第四纪气候变化研究现状
•     1.2.2 全新世气候变化研究现状
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线和研究工作量
•     1.4.1 技术路线
•     1.4.2 工作量
• 第2章 区域概况和研究地点
•   2.1 区域概况
•   2.2 研究材料
• 第3章 研究方法与地层年代分析
•   3.1 研究方法
•     3.1.1 物理性质参数测定
•     3.1.2 化学性质参数测定
•   3.2 地层年代分析
• 第4章 实验结果分析
•   4.1 SJY剖面磁化率特征
•   4.2 SJY剖面粒度特征
•     4.2.1 SJY剖面粒度组成特征
•     4.2.2 SJY剖面粒度参数特征
•   4.3 SJY剖面吸湿水、烧失量以及碳酸钙特征
•     4.3.1 SJY剖面吸湿水特征
•     4.3.2 SJY剖面烧失量特征
•     4.3.3 SJY剖面碳酸钙特征
•   4.4 SJY剖面地球化学元素特征
•     4.4.1 SJY剖面常量元素特征
•     4.4.2 SJY剖面微量元素特征
•     4.4.3 SJY剖面地球化学参数特征
•     4.4.4 SJY剖面元素迁移特征
• 第5章 天水盆地全新世气候演变的阶段性分析
•   5.1 全新世早期
•   5.2 全新世中期
•   5.3 全新世晚期
• 第6章 天水盆地全新世气候波动响应研究
•   6.1 全新世气候阶段响应研究
•   6.2 全新世中期气候响应研究
• 第7章 结论
•   7.1 主要结论
•   7.2 创新点
•   7.3 本文存在问题及后续研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘俊余

导师: 查小春

关键词: 全新世,黄土古土壤,气候波动,全球气候变化

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 陕西师范大学

分类号: P532;P534.63;P642.131

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.000523

总页数: 91

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