伊朗黄土高原晚新生代风成红粘土序列的磁性地层和古环境记录研究

The Asian aridification and its forcing mechanism are one of the most predominate scientific topics in Earth Sciences, however, there remains lack of in-situ aridification records from arid central Asia. The Iranian Loess Plateau is located at the mid-latitude arid Asian region dominated today by the Westerlies, which is a key region for us to understand the aridification history of Asia as well its forcing mechanism. In this work, we attempt to conduct a systemic investigation of the late Cenozoic red clay sequences in the Iranian Loess Plateau on the basis of our new findings in the Gorgan red clay section; develop high-resolution palaeomagnetic dating of typical sections to establish a reliable chronological frame for the aeolian sequences of the Iranian Loess Plateau; conduct relative high-resolution measurements of environmental magnetic parameters, grain size, redness, and soil organic carbon to probe into the timing and amplitude of major aridification events during the late Cenozoic; evaluate the spatial and temporal patterns of Asian aridification during the late Cenozoic by comparing the multi-proxy records from different region of Asia.

亚洲内陆干旱化过程及其机制是地球科学领域最重要的科学问题之一，然而至今缺少直接来自中亚干旱区内陆干旱化的记录。伊朗黄土高原位于中纬度亚洲西风带控制区，属于典型亚洲中部干旱区，是开展亚洲内陆干旱化过程及其动力机制的重要区域。本项研究以我们发现的晚新生代高干红粘土剖面为基础，系统调查伊朗黄土高原及其周边地区的红粘土分布，开展代表性剖面的红粘土和黄土-古土壤序列高精度的磁性地层学研究，建立可信的古地磁年代框架；开展较高分辨率的环境磁学、粒度、色度和有机碳同位素等古环境代用指标的测量，探索重要干旱事件发生时间和幅度；通过区域对比，认识晚新生代亚洲内陆干旱化的时空演化过程。

新生代亚洲内陆干旱化过程及其机制是地球科学领域最重要的科学问题之一，然而至今缺少直接来自中亚干旱区内陆干旱化的记录。伊朗黄土高原位于中纬度亚洲西风带控制区，属于典型亚洲中部干旱区，是开展亚洲内陆干旱化过程及其动力机制的重要区域。. 本项目主要对伊朗北部广为分布的晚新生界陆相红色碎屑岩沉积序列展开了深入的野外调查，根据在伊朗境内获得的大量基础资料和野外观测，明确了伊朗黄土高原的沉积序列和空间分布范围，并对地层序列进行了详细的划分；通过野外和扫描电镜、土壤微型态、元素地球化学、土壤结构和粒度等多种独立的沉积学证据，系统论证了这套厚达20 m地层的风成成因，为典型的黄土-古土壤堆积；根据红色黄土和晚第四系黄色黄土的粒度组成、黄土地层厚度和粒度的空间变化、黄土地层堆积的地貌条件、伊朗北部现代粉尘活动特征、地球化学元素等证据，讨论了伊朗黄土主要的源区为毗邻的卡拉库姆沙漠和里海低地；根据下伏石灰岩沉积序列中的古生物年代和黄土-古土壤序列高精度的古地磁年代控制，建立了代表性红粘土剖面的综合年代标尺，明确了其形成年代为～2.4-1.8 Ma，是迄今中亚干旱区西部发现的最老风成沉积；通过与中亚塔吉克黄土、塔克拉玛干沙漠等内陆沙漠和中国黄土高原黄土-古土壤序列古环境记录的对比，首次提出了中亚干旱区的干旱-半干旱环境至少从2.4 Ma已经形成。通过粒度、色度、磁学参数等多指标体系记录，发现中亚干旱区西端自早更新世以来具有长期变冷、变干的古气候演化趋势，轨道尺度上的干湿变化与东亚季风区一致。. 同时，项目组成员对中亚干旱区中部塔吉克盆地的早新生界沉积序列开展了初步的野外考察，并对代表性剖面开展了初步的沉积学和年代学研究，得到了新生代早期横亘亚欧大陆的副特提斯海于～38 Ma自中亚最终退出的新认识。. 这一系列极富特色的原创性研究成果，为完整认识亚洲内陆中高纬度干旱区何时、何因形成提供了不可或缺的地质证据。