長(zhǎng)江三角洲地區(qū)晚新生代沉積物磁性特征及其沉積環(huán)境、物源與古氣候意義.pdf

1、長(zhǎng)江三角洲聯(lián)系著全球最大的邊緣海盆和最高的高原，是當(dāng)今海陸交互作用最為敏感和最為復(fù)雜的地帶，因此長(zhǎng)江三角洲地區(qū)成為研究全球變化理想的場(chǎng)所之一，但該區(qū)在古環(huán)境演化尤其是新生代以來(lái)的古環(huán)境研究，與西部黃土高原等地相比，尚顯不足。環(huán)境磁學(xué)作為20世紀(jì)70年代新興邊緣學(xué)科，具有“便宜、簡(jiǎn)便、快捷、對(duì)樣品無(wú)破壞、磁學(xué)記錄穩(wěn)定"等優(yōu)點(diǎn)，正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在地學(xué)領(lǐng)域，環(huán)境磁學(xué)目前主要集中在黃土．古土壤、湖泊．海洋沉積物、油氣勘探等研究上。前人借

2、助環(huán)境磁學(xué)對(duì)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)沉積環(huán)境演變的研究，時(shí)間尺度較短，主要集中在全新世以來(lái)的現(xiàn)代沉積物上，對(duì)第四系乃至晚新生代以來(lái)河湖相沉積物的研究還甚少。 本文研究的鉆孔(SG7孔)位于上海市南匯區(qū)新港鎮(zhèn)，孔深322 m，直達(dá)底部侏羅系基巖。本文主要通過(guò)對(duì)沉積物粒度和磁學(xué)的研究，結(jié)合巖性、古地磁測(cè)年、孢粉、有孔蟲(chóng)等資料，來(lái)揭示該區(qū)晚新生代沉積物磁性特征及磁性礦物類(lèi)型和組合，探討晚新生代以來(lái)影響該區(qū)沉積物磁性特征的沉積環(huán)境、物源與古氣候等

3、因子，以期揭示我國(guó)東部地區(qū)晚新生代以來(lái)沉積環(huán)境演變對(duì)全球變化的區(qū)域響應(yīng)。 鉆孔150 m以上，按0.5 m間距采樣，150 m以下按1 m間距采樣，粒度分析共計(jì)431個(gè)樣品，室溫磁學(xué)測(cè)試共計(jì)445個(gè)樣品。在此基礎(chǔ)上，選擇磁性異常樣品27個(gè)進(jìn)行熱、退磁測(cè)試。粒度分析計(jì)算的參數(shù)有平均粒徑(Mz)、中值粒徑(Md)以及粘土(<4μm)、粉砂(4～63μm)、砂(>63μm)、細(xì)砂(63～250μm)的百分含量。室溫磁性測(cè)試及計(jì)算的參數(shù)

4、包括頻率磁化率(x<,fd>)、質(zhì)量磁化率(x)、非磁滯剩磁(ARM)、等溫剩磁(IRM)、磁化參數(shù)(F<,20mT>、F<,100>mT、F<,300mT>)、退磁參數(shù)(S<,-20 mT>、S<,-100mT>、S<,-300mT>、)以及磁參數(shù)比值X<,ARM>/SIRM、X<,ARM>/X。熱、退磁分析包括退磁曲線(xiàn)、磁滯回線(xiàn)和熱磁曲線(xiàn)。 磁性測(cè)試結(jié)果表明，該孔的磁性特征可分為四段： (一)、孔深322～284 m

5、，粒度組分以粘土．粉砂為主，磁化率達(dá)到全孔最高，其余各磁參數(shù)也出現(xiàn)極大值，在孔深305～302 m尤為明顯，顯示為全孔磁鐵礦、磁赤鐵礦最富集的層段；同時(shí)，不完整反鐵磁性礦物在該層含量也很高。上述磁性特征和磁性礦物組合反映當(dāng)時(shí)氣候濕熱、成土作用強(qiáng)烈，推測(cè)該層沉積為第三紀(jì)古風(fēng)化殼和古土壤。 (二)、孔深284～204 m，為上新世沉積，粒度較粗，以含礫中粗砂為主，磁化率極低，磁性載體仍主要是亞鐵磁性礦物(磁鐵礦)，磁性礦物顆粒較小，

6、以單疇(SD)為主，同時(shí)不完整反鐵磁性礦物相對(duì)含量較高。反映當(dāng)時(shí)物源主要為附近山區(qū)的風(fēng)化剝蝕物，由于氣候濕熱，基巖風(fēng)化強(qiáng)烈，導(dǎo)致磁性顆粒的細(xì)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)晚新生代沉積物磁性特征及其沉積環(huán)境、物源與古氣候意義化和減少；同時(shí)磁赤鐵礦的貧乏反映此時(shí)沖、洪積扇堆積快速，成土作用較弱。 (三)、孔深204～24m，屬于更新世沉積，沉積物粒度和磁化率波動(dòng)劇烈，且磁化率值的高低與細(xì)砂含量密切相關(guān)。眾多磁參數(shù)表明，該區(qū)主導(dǎo)磁性礦物仍是亞鐵磁性礦物(磁鐵

7、礦居多)，同時(shí)不完整反鐵磁性礦物含量明顯增多，集中分布在各硬土層中。上述磁性特征和磁性礦物組合反映此時(shí)磁鐵礦主要為河流和波浪搬運(yùn)的碎屑礦物。氣候暖濕時(shí)，湖沼發(fā)育，沉積物顆粒變細(xì)，碎屑磁鐵礦供應(yīng)減少，磁化率下降。硬土層中不完整反鐵磁性礦物的富集可能反映淺水域的還原環(huán)境，致使磁鐵礦轉(zhuǎn)化成反鐵磁性礦物(針鐵礦或水針鐵礦)，或由于湖沼相沉積物暴露于空氣中并經(jīng)歷成土作用，形成赤鐵礦等不完整反鐵磁性礦物。 (四)、孔深24～0m，屬于全新世

8、沉積，以細(xì)顆粒沉積為主，但磁化率相對(duì)較高，各項(xiàng)磁性分析指示亞鐵磁性礦物(磁鐵礦)的富集?？赡芊从吃缙跒I、淺海環(huán)境中，有較多自生亞鐵磁性礦物生成，后期現(xiàn)代長(zhǎng)江三角洲的發(fā)育，帶來(lái)流域內(nèi)豐富的碎屑型磁性礦物，使得磁化率相對(duì)較高。 另外，本孔的粒度和磁學(xué)分析還顯示，本區(qū)陸相沉積磁性和粒度之間的關(guān)系，第三紀(jì)和第四紀(jì)截然相反，第四紀(jì)沉積物高磁化率段往往對(duì)應(yīng)粗顆粒組分，低磁化率段往往對(duì)應(yīng)細(xì)顆粒組分，而第三紀(jì)沉積物粒度和磁性之間的關(guān)系似乎相反。