苏北盆地兴化2孔中更新世以来沉积物的环境磁学记录

摘要

苏北盆地位于我国东部典型季风区，是连接陆地和海洋的关键性区域，成为研究全球变化的理想场所之一。重建该地区古环境的演变过程，对认识东亚季风变迁历史和规律具有重要的意义。但由于本区演化因素复杂，在古环境演变尤其是更新世以来的古环境研究方面，与西部黄土高原等地区相比尚显不足。环境磁学作为20世纪70年代兴起的边缘学科，具有“便宜、简便、快捷、对样品无破坏、磁学记录稳定”等优点，在环境变化等领域正得到越来越广泛的应用。由于磁化率受到多种因素的影响，在不同环境下其对环境变化有不同的响应机制，没有统一的模式可循。在由河海湖交互作用形成的苏北盆地地区，磁化率如何响应于环境变化是值得探讨的。本文在对位于苏北盆地沉降中心的兴化2号钻孔上部82 m岩芯进行沉积相分析的基础上，高分辨率采样并测量沉积物的磁化率，对比分析不同深度不同沉积相磁化率与粒度的相关关系。结合岩性和粒度指标特征，选取能反映磁化率变化的代表性样品进行岩石磁学测量(包括高低温磁化率、等温剩磁获得曲线、退磁曲线、磁滞回线)，来讨论该区不同沉积相沉积物的磁性特征及其对沉积环境变化的响应。 (1)钻孔沉积物的磁化率与粒度在不同沉积相具有不同的相关关系。其中河流相和浅湖相沉积物的磁化率主要与大于50urn的粗颗粒含量有关，而漫滩或滨湖相沉积物的磁化率主要与小于15um的细颗粒含量有关。 (2)对代表性样品的岩石磁学测试表明，磁铁矿普遍存在于钻孔不同沉积相沉积物中。其中磁化率值较高的样品对应于砂、粉砂质粘土等粗颗粒物质及一些棕色粘土层，主要磁性载体为磁铁矿，部分样品含有磁赤铁矿和少量针铁矿、纤铁矿等，磁畴状态为多畴或假单畴；对于磁化率值较低的样品主要对应于深灰、灰黑、青灰色粘土层，沉积物主要成分为顺磁性物质，磁铁矿含量大大减少，磁性颗粒多为假单畴。磁化率的减小可能是磁铁矿在一定条件下溶解、还原以及被有机质等抗磁性物质稀释的结果。另有一些磁化率低的样品含有针铁矿和赤铁矿，对应岩性为灰黄色粘土并含较多铁锈斑和锰质条带，反映了氧化还原条件等次生作用对磁化率的影响。 (3)整体上粒度和质量磁化率呈明显的正相关，尤其是河流及浅湖相沉积。其中磁化率的几个主要峰值与深海氧同位素的MIS19、15、9、5、3有很好的对应，而谷值与MIS18、16、14、12、10、8对应，揭示了磁化率对全球冰量变化的响应。在整体正相关的背景下，一些粒度和磁化率相对较低的层段在更小尺度上呈反相关，主要为滨湖和河漫滩沼泽环境，磁学特征表明可能经历了后生改造作用，反映了磁化率对环境变化响应的复杂性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第一节选题依据和意义

1.1选题背景、依据及意义

1.2研究区苏北盆地研究历史、现状及存在的问题

1.3湖泊沉积物环境磁学研究进展

第二节研究内容、方法与技术路线

2.1研究内容与目标

2.2研究方法与技术路线

2.3可行性分析

2.4样品的采集与测试

第二章研究区及钻孔概况

第一节苏北盆地自然地理概况

1.1区域地质地貌概况

1.2现代自然地理概况

第二节钻孔概况及沉积环境分析

2.1钻孔剖面沉积物岩性描特征

2.2兴化钻孔沉积物粒度特征分析与环境特征

2.3沉积地层划分与沉积环境分析

第三章研究区年代序列的建立

第一节轨道调谐方法原理

第二节兴化钻孔时间序列的建立

2.1时间控制点的选取

2.2指标曲线及调谐结果

第四章环境磁学测量结果

第一节环境磁学基本原理

1.1环境物质的磁效应

1.2环境中磁性矿物的来源及其变化

1.3影响环境物质磁性的主要因素

1.4常见磁性矿物及主要实验方法

第二节磁化率变化特征

2.1磁化率测量

2.2磁化率测量结果

第三节磁化率与粒度的关系

第四节代表性样品的岩石磁学特征

4.1代表性样品的选取

4.2代表性样品的岩石磁学测试方法

4.3高低磁化率值样品的磁性特征

第五节不同沉积相的磁性特征

第六节磁化率的环境意义

第五章结论和展望

1.1结论

1.2存在问题与展望

参考文献

致谢