作为三大典型古气候载体之一的中国黄土沉积,其与深海沉积精确比对的长尺度年代标尺是建立在磁性地层学研究的基础上。然而黄土地层对古地磁极性转换特别是松山负极性期内的一系列短期地磁事件的记录却尚未建立起一套比较完整可信的序列。本项目以位于秦岭北侧,黄土高原南端,埋藏了重要的旧石器古人类文化遗存的蓝田盆地为研究区,选择分别位于灞河(渭河的一级支流)两侧的两个第四纪黄土地层露头为目标剖面,着重研究这两个剖面在松山古地磁负极性期(约2.58-0.78 Ma B.P.)内的磁性地层记录。通过高分辨率的野外采样分析,剖面内部平行样品和剖面之间记录的相互印证,同时在岩石磁学、沉积学和矿物学研究的支撑下,构建本区松山期黄土记录的详细古地磁转换序列,为后续旧石器遗址考古建立一套可供对照的时间标尺,并与其它陆相沉积以及海相沉积记录进行对比,探讨所获取的短期地磁异常记录所蕴含的地球内部变化的物理意义。
loess;Lantian Basin;magnetic stratigraphy;Quaternary;
利用古地磁、岩石磁学和沉积学等多重方法,系统地研究了黄土高原南端蓝田盆地灞河两侧的两个黄土剖面,建立了松山负极性期(2.58~0.78 Ma B.P.)主要地磁极性转换界限和地磁漂移事件的高分辨率变化序列。本研究重点验证了Gilsa和Cobb Mountain这两个正极性漂移事件存在的层位和可靠性,这两个事件对于制约蓝田地区关键的旧石器时代蓝田猿人化石和哺乳动物群年代至关重要;详细建立了松山期向布容正极性期转换的过程,结合全岩中值粒度曲线将这一界限限制在MIS(深海氧同位素阶段)20这一冰期对应的黄土层(L8)中部。研究结果还发现Jaramillo正极性亚时结束期记录于古土壤层S10向黄土层L11过渡的层位,可能较渭南黄土记录的层位略低;在Olduvai正极性亚时底部之下检测到两个独立的正极性漂移事件,可与邻近的段家坡剖面中发现的Reunion事件相对应。在获取磁性矿物定性信息基础上,利用多重磁性矿物含量和粒度参数的记录,侧重反演了灞河北侧玉山剖面黄土所记录的1.95~0.40 Ma B.P.时期粉尘物质源区和沉积区的古气候演变历史。等温剩磁比值参数反映了间冰期黄土沉积区和冰期粉尘源区环境的冷干化发展态势;而磁性矿物粒度同期趋向于增大,很可能反映了控制次生成壤强度的东亚夏季风同期整体变弱的趋势。蓝田盆地黄土中蕴含的亚洲古气候长期冷干化发展趋势表现出全球性的对比意义。