黄土高原“吴起古湖”沉积序列的古地磁年代学及古环境记录

在陕北黄土高原北部,即黄土高原与毛乌素沙漠交界区域，存在一套红粘土-湖湘沉积夹红粘土-湖湘沉积夹黄土-黄土序列，其间夹有薄层风沙、化石层。项目重点对这套沉积序列进行古地磁年代学研究，建立时间标尺；在此基础上确立"吴起古湖"形成与消亡的时限，根据湖泊沉积与红粘土沉积、黄土沉积、风沙层交替出现的年代，并通过粒度、磁化率、钙与铁含量、硫酸盐与硝酸盐含量、孢粉与哺乳动物化石以及沉积学分析，研究这套沉积序列记录的环境变化信息。"吴起古湖"位于分隔黄土高原与毛乌素沙漠的南缘，是山前断陷还是沉降还没有进一步工作，但可能记录了白于山隆升的信息。白于山与横山为隔断黄土高原与沙漠的东西走向山脉，它对理解陕北黄土高原与毛乌素沙漠边界的形成与演化提供了信息。上述信息对于进一步了解陕北黄土高原古环境演化，以及理解该区域对季风的响应、干旱化过程具有重要的科学意义。

<黄土高原“吴起古湖”沉积序列古地磁年代学及古环境记录>.　在执行《黄土高原“吴起古湖”沉积序列古地磁年代学及古环境记录》）项目中对“吴起古湖”所在位置的陕西省吴起县“土佛寺剖面”及其邻近区域进行了野外考察、样品采集与测试，主要成果在SCI收录期刊发表。同时对西北地区的第四纪时期湖泊演化进行了研究，对陕北黄土高原的黄土气候环境记录进行了研究，对风成沙环境气候记录进行了研究。主要研究内容符合项目书中的研究内容，完成了项目书预期的研究成果，达到了预期研究目标，并为后期研究奠定了基础。在项目执行期间培养了博士后1名，博士研究生2名，硕士研究生5名。研究经费严格按照国家自然科学基金委员会相关规定执行。.　　　主要研究成果如下：.　　　本文利用岩石磁学和古地磁年代学方法并结合多种气候指标研究了吴起地区一套包括上覆黄土、湖相沉积物及下伏红粘土的土佛寺剖面，结果表明该剖面沉积物中特征剩磁的载体主要为磁铁矿和赤铁矿，在此基础上得到的磁极性序列能很好地与国际地磁极性年表对比，土佛寺剖面记录了11个磁极性带，包括6个正极性带和5个负极性带，剖面起始于4.28 Ma B. P.左右，其中湖相沉积层起始于3.0 Ma B. P.左右，由于湖相沉积物与上覆黄土之间存在不整合面，推测其结束年龄不会晚于1.2 Ma B. P.左右。岩性、磁化率、粒度和沉积速率变化均反映出这一时期该地区环境变化的总体趋势是由暖湿向冷干发展，期间“吴起古湖”的演化大致经历了三个阶段：第一湖相层时限为3.0~2.5 Ma B. P.，这一时期吴起古湖水体相对较深，区域内虽然仍有相对较多的降水并能形成地表径流，但气候向半干旱-干旱转变的总体趋势导致水体随后逐步缩小；第二湖相层起止于2.50~2.05 Ma B. P.，这一阶段湖水明显变浅，沉积物甚至还可能暴露出过水面；第三湖相层起始于约2.05 Ma B. P.，这一阶段吴起古湖仍有一定量的水体存在，且水体较上一阶段略深，根据剖面平均沉积速率计算的该层顶部年龄约为1.2Ma B. P.左右，推测“吴起古湖”最终于1.2Ma B. P.左右消失，区域内1.2Ma B. P.时气候条件的恶化及构造活动引起的北洛河溯源侵蚀可能是其消失的重要原因。