“巫山黄土”的物源及其环境意义

Loess is an ancient atmospheric dust activity record. The research on the origin of loess beyond the semi-arid regions is extremely important to comprehensively understand the pattern of the general circulation of the atmosphere. Wushan loess is a representative dust deposit located in the northern subtropical valley, and its scientific significance lies in the indication of the range and intensity of the ancient monsoon activity. Based on the previous studies of sedimentology and researches of its origin, we will focus on three newly discovered sedimentary successions with larger thickness (Wushan, Fengjie, and Zigui). Combining various source tracing methods, including the isotope geochemistry and zircon U-Pb ages, the systematical geochronology analysis will be implemented in this research. Then compared to the other peripheral loess, the Yangtze River sediments, and peripheral mountain erosion to isolate the source of these three loess deposits. This study helps to illustrate the characteristics of the dust source area environment and the ancient atmospheric circulation, and strengthen the understanding of the evolution of the Three Gorges area and its surrounding mountain tectonic landscapes.

黄土是古大气粉尘活动的记录。加强对半干旱区以外黄土的物源研究对全面认识过去大气环流的格局有着极其重要的意义。巫山黄土是位于北亚热带河谷的一处代表性的粉尘堆积，其科学意义在于对古季风活动范围和强度的指示。本项目拟以新发现的3处（巫山、奉节、秭归）沉积连续、厚度较大剖面为研究对象，在前期沉积学和成因研究的基础上，通过系统地年代学分析，重点开展同位素地球化学和碎屑锆石U-Pb年龄谱相结合的物源示踪分析，经与外围其它黄土及长江沉积物、周缘山地剥蚀物的对比，查明其物质来源。籍以探讨其粉尘源区环境和古大气环流特征，并加强对三峡地区及其周缘山地的构造地貌演化的认识。

本次研究对三峡地区及其周缘地区（江汉平原西缘和北缘、南襄盆地、汉江襄阳——郧阳段等）的晚更新世土状堆积物进行了系统的野外调查，新发现了一批黄土剖面。在野外地质调查的基础上，选择出露好、厚度大且具有典型代表意义的剖面，开展了沉积学、年代学、环境磁学、地球化学、锆石U-Pb年龄及Sr-Nd同位素等指标的测试与分析。经综合分析，取得的成果主要有：.（1）初步查明巫山黄土（北方黄土）与下蜀黄土的分界。调查发现巫山黄土的岩性特征与北方黄土大致相同，属于典型黄土。巫山黄土主要分布于西陵峡西端的兵书宝剑峡以西的三峡河谷区，尤以重庆的巫山城区和宜昌秭归县的沙溪镇等地的巫山黄土厚度大、出露好。兵书宝剑峡以西的西陵峡河谷区的同期土状堆积物更多地属于长江中下游的下蜀黄土。. 通过对江汉平原（含南襄盆地）及鄂西山地的系统调查，发现长江流域典型黄土（北方黄土）与下蜀黄土的分界大致位于长江河谷宜昌市的屈原镇至汉江河谷襄阳市的老河口一线；三峡是北方黄土的南界，江汉平原（含南襄盆地）西缘是北方黄土的东南界。同期形成的风成堆积物其岩性存在的明显差别，表明在晚更新世两区域自然环境条件可能存在着明显差异，对此值得学界关注。.（2）查明了巫山黄土的年龄。根据本次调查，结合前人的研究，巫山黄土的年龄为距今100—20kaBP，其地质时代为晚更新世。.（3）关于巫山黄土的成因。通过对巫山黄土沉积物的粒度组成和参数特征、磁组构和磁化率椭球体主轴特征、地球化学的常量元素、微量元素以及稀土元素特征的分析，并与典型的黄土和河流沉积物的特征指标进行对比，综合分析认为巫山黄土为风积产物。 .（4）关于巫山黄土的物源。在巫山黄土成因研究的基础上，通过Sr、Nd、Pb同位素示踪、碎屑锆石U-Pb年龄的示踪和磁学参数的示踪等多方法综合分析，并与长江河流沉积物等可能源区的物质成分进行对比。结果表明，巫山黄土的主要粉尘来自于北方输入，与黄土高原的黄土同源，即晚更新世时强烈的冬季风将大量北方的粉尘物质带至秦岭以南的长江上游的三峡地区。