关键词:
兰州盆地
新生代
气候演化
古土壤
元素地球化学
摘要:
新生代是地球表层系统发生深刻变化的重要时期,兰州盆地是连接我国东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区的重要枢纽,对气候变化十分敏感。本文以兰州盆地对亭沟剖面西柳沟组、野狐城组和咸水河组红层沉积为研究对象,根据根迹、土壤层次和土壤结构等特征识别出红层沉积为古土壤,其类型为饱和冲积土、钙质干旱土、漠境土、石膏始成土、饱和始成土和典型淋溶土,并用R型因子分析验证了野外识别古土壤类型的正确性。在此基础上,应用Rb/Sr比值和Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值等元素地球化学指标分析了兰州盆地始新世早期至中新世中期的气候事件,并与该时期全球气候事件进行对比,得出结论如下:(1)早始新世初期(~55-54 Ma),古土壤Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值逐渐降低,Rb/Sr比值逐渐升高,风化成壤作用增强,古温度(MAT)维持在较高水平(~11.0℃),古降雨量(MAP)达到786-602 mm,为气候适宜期(EECO),在早始新世初期温暖的气候条件下,研究区形成了饱和冲积土和钙质干旱土。(2)始新世中期至渐新世初期(~46-33 Ma),Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值升高,Rb/Sr比值显著降低,MAP降低至412-401 mm,MAT达到最低值(8.8-8.4℃),在渐新世冰期(Oi-1 Glaciation)形成了石膏始成土和漠境土。(3)晚渐新世末期(~29-26 Ma),Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值降低,Rb/Sr比值升高,MAP和MAT升高(720-643 mm,10.5-9.9℃),为暖期(LOW)气候,形成了饱和冲积土。(4)早中新世初期(~24-23 Ma),Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值升高,Rb/Sr比值显著降低,对应于中新世冰期(Mi-1 Glaciation);早中新世中期(~20 Ma),Si O2/(Al2O3+Fe2O3)比值降低,Rb/Sr比值升高,MAP略有增加(697-530 mm),MAT增加至11.4-11.1℃,气候温暖干旱。(5)中新世中期(~16-15 Ma),Si O2/(Al2O3+Fe2O3)和Rb/Sr比值最高,MAT和MAP也达到最高值(13.0℃,961 mm),为气候适宜期(MMCO),形成了典型淋溶土,此后气候变干,形成了钙质干旱土。最后,探讨了青藏高原隆起、南极冰盖扩张和我国行星风系的变化对兰州盆地古气候的影响。本文为揭示始新世早期至中新世中期气候事件和青藏高原东北缘隆升对兰州盆地古气候的影响提供了新思路。