美国Bryce峡谷Claron组粒度端元指示的风尘沉积及意义

摘要

美国犹他州西南部广泛出露的古新世—始新世Claron组是研究该时期气候环境变化的优质材料。已有研究认为Claron组为河湖相沉积地层,但是野外考察结果显示一些层位存在显著的风尘沉积特征,因此有必要对该地层的沉积环境进行重新探讨。以Bryce峡谷国家公园的Claron组为研究对象,野外沉积特征和石英颗粒表面结构特征均指示地层红色层以风尘沉积为主。采用非参数粒度端元分析模型对其进行粒度组分分解,得到6个具有不同沉积意义的端元,分别代表成土组分、积水洼地/临时性湖泊静水沉降组分、冲—洪积组分以及风尘沉积组分。其中端元3、4、6(第一众数粒径分别为5.33μm、11.93μm、42.34μm)均被识别为风尘沉积组分,在地层中的平均含量近50%,表明地层一半以上物质来自风尘沉积,且风尘沉积组分在各时期均占有较大比例,是该地层稳定的物质来源。各端元在地层中的比例变化表明地层由风尘沉积、冲—洪积和积水洼地/临时性湖泊交替沉积形成。在冲—洪积和积水洼地/临时性湖泊沉积为主的时期,气候环境湿润;而风尘沉积和成土占据主导的时期,气候相对干旱。