陇中盆地北部中新世红粘土序列的磁性地层学研究

The spatial-temporal evolution history of East Asia monsoon system and the possible driving mechanisms of inland Asian aridity are focal topics in geoscience. Long aeolian deposits which can record the evolution history of the inland aridity and atmospheric circulation are important terrestrial archives for understanding these questions. The establishment of the chronostratigraphic framework for the aeolian deposits is the first and foremost work. The existing research has shown a lack of well constrained Miocene aeolian deposits in the northern part of Longzhong Basin. Aeolian deposits during the Miocene (especially the Mid-Miocene Climate Optimum) have great values on paleoclimate research. The discovery of Miocene aeolian red clay deposits in Huining which can be used to reconstruct the paleoclimate has make up the spatial and temporal limitation of the existing research. This project aims to establish a high-resolution chronology framework for the Miocene aeolian red clay deposits of Huining based on detailed magnetostratigraphic study combined with biostratigraphic results. This work will provide robust chronology data for the construction of high-resolution climate proxy sequence and deep understanding of the spatial pattern of the paleoclimatic and paleoenvironmental history on the western loess plateau during the Miocene.

亚洲内陆型干旱环境和季风系统的时空演化历史和驱动机制是地球科学领域研究的热点。理解这些问题的关键，在于寻找较长的能够反映内陆干旱化过程和大气环流演化历史的风尘堆积剖面。对其年代学框架的建立则是首当其冲的基础性工作。已有研究表明：空间上，陇中盆地北部缺乏有年代学约束的中新世风尘堆积剖面；时间上，中新世（特别是中中新世气候适宜期）的风成沉积记录，具有重要的古气候研究价值。陇中盆地北部会宁地区中新世风成红土序列的发现填补了已有研究在空间和时间上的局限，且具备开展古气候重建的潜力。因此本项目拟选取该区域代表性红粘土剖面，开展详细的岩石磁学和高精度的磁性地层学研究，结合生物年代学结果，建立陇中盆地北部会宁地区中新世红粘土序列的精细年代学框架，为该区域高分辨率气候指标序列的建立以及深入理解西部黄土高原中新世气候环境的空间格局奠定年代学基础。

黄土高原地区的风成堆积剖面，包含了丰富的大气环流演化信息，对于理解晚新生代亚洲内陆型干旱环境的时空演化历史和驱动机制等科学问题具有重要意义。其年代学框架的建立和沉积成因的确证是首当其冲的基础性工作。本研究选择具备开展古气候重建的潜力的陇中盆地北部会宁地区中新世风成红土序列开展了沉积学、岩石磁学、磁性地层学以及初步的环境磁学研究。并要取得以下几点认识：.通过沉积学和岩石磁学手段查明了研究区域主要沉积物类型的成因：包括风成成因的红粘土堆积、受到无定向坡面流水作用改造的次生红粘土堆积以及研究区域晚第四纪发育东西向河流而形成的河流阶地堆积。.建立了研究区域较完整连续的红粘土序列的磁性地层年代学框架，该地区在16.3~11.7 Ma沉积速率较低且稳定，指示了研究区域在中中新世处于较为稳定的构造环境。.综合年代学和岩石磁学结果，重建了研究区域晚新生代沉积环境的演化过程: 研究区域在16.3~11.7 Ma处于稳定的接受沉积的环境，主要发育风成红粘土堆积；9.0~7.5 Ma期间，红粘土剖面部分层位受到侵蚀，受到无定向的坡面流水的次生改造； 7.5~2.6 Ma之间研究区域受到青藏高原东北缘地区8 Ma左右的构造活动或其所毗邻的六盘山山体的隆升的影响处于以侵蚀为主的环境。2.6 Ma以来，研究区域河流发育，并堆积了巨厚的晚第四纪风成黄土。.在此基础上开展了初步的环境磁学的研究，其结果表明，代表性风尘堆积剖面的剖面的磁学参数与全球气候变化存在较好的耦合关系并主要受控于后期成壤作用。剖面所记录的MMCO(中中新世气候适宜期)的响应时段短于西部黄土高原的南部地区，可能是受到研究区域较高的纬度位置以及较低的年降水量的影响。指示了MMCO在陆相沉积物中的响应受到局部地理环境的影响。