松辽平原中部黄土的成因及晚更新世古环境研究

Chinese loess deposits are extensively distributed in northern China, which are one of the best terrestrial paleoenvironmental archives and are recognized, combined with polar ice and deep-sea sediments, as the most important three records for paleoenvironmental studies. However, most studies of the Chinese loess have focused on the loess-paleosol sequences in the Loess Plateau. Loess deposits from other regions of northern China have long been less well investigated. In this project, we aim to investigate the origin and late Pleistocene evolution of paleoenvironment of the loess sequences in Songliao Basin, Northeast China, through field observations and sedimentological, geochemical as well as fossil molluscan studies from 5 sections covering the middle part of the Songliao Plain. The objectives are 1) to investigate the origin of the loess by sedimentological, geochemical as well as fossil molluscan approaches; 2) to establish a detailed chronological sequence based on numerous 14C and OSL age controls; 3) to establish high-resolution grain size, element geochemistry, FeD/FeT, and fossil mollusk sequences and examine the evolution process of paleoenviroment in the loess-covered region of the middle part of Songliao Plain during the late Pleistocene. This project would provide systematic evidence for the origin and paleoenvironment of the loess deposits in Songliao Plain, which are potentially useful for hydrology and engineering geology in the Songliao Plain.

我国北方广泛分布的黄土是过去全球变化研究最佳的陆相记录，取得了大量国际水平的成果。然而，黄土高原以外特别是松辽平原的黄土研究明显薄弱，对其成因存在很大的争议，有风成、混合成因、水成、残积、坡积、下部水成上部风成、风成堆积经流水再搬运等许多认识；关于其形成环境，多为粗分辨率的孢粉证据，缺少系统性的古环境研究。本项目拟选择松辽平原中部地区厚度较大且底界清楚的5个黄土剖面（长春腰分水岭、大屯、德惠江桥、松原小西凉河、四平新剖面）为研究剖面，通过野外观察、沉积学、元素和稀土地球化学、蜗牛化石证据明确黄土的成因；利用14C、光释光等定年手段获取晚更新世以来高精度年代序列，在此基础上建立高分辨率的晚更新世以来松辽平原中部黄土的元素地球化学、粒度、磁化率、游离铁/全铁、蜗牛化石组合序列，揭示该区晚更新世以来古环境的变化过程，探讨可能的原因。本项目的开展将为认识松辽平原黄土的成因和古环境变化提供系统的证据

我国北方广泛分布的黄土是过去全球变化研究最佳的陆相记录，已经取得了大量国际水平的成果。然而，黄土高原以外特别是松辽平原的黄土研究明显薄弱，对其成因甚至至今还存在争议，系统性的古环境研究更为不足。本项目拟对松辽平原中部地区黄土地层及空间分布进行广泛的考察，并对典型剖面进行系统的环境指标和年代学研究，通过野外观察、沉积学、地球化学、蜗牛化石证据明确黄土的成因，揭示该区末次冰期以来古环境的变化过程。此外，继续申请者过去的工作，完成地质样品熔片全分析3100多件，查询编录了国内发表的X射线荧光光谱分析文献6000多篇，采用波长色散X射线荧光光谱仪器分析压片测试任务大约10000件。.重点考察了松辽平原中部26个剖面，结合过去在长春、双辽等地的工作，系统采集样品230余个。发表论文2篇，参与编写专著2部。取得的代表性成果可以总结为：1）松辽平原中部黄土成因研究，在空间分布上，黄土和上覆黑土在整个研究区都有分布，未受地形分布控制。在岩性、岩相特征上，由粉砂组成，未见砾石，与下伏红色砂砾石层无母源关系，没有发现层理。在粒度组成上，粒径较粗，分选差，正偏，单众数。在元素成分上，以SiO2 ，Al2O3，Fe2O3 为主。在软体动物种类组成上，都是陆生种类，以瓦娄蜗牛Vallonia占优势，没有水生和水陆两栖种类，在地层中分散分布。这些特征表明，松辽平原的黄土是风成的。2）松辽平原晚更新世古环境演变过程具有逐渐变冷干的趋势。地球化学初步结果表明，反映风化强度的易淋溶/不易淋溶常量元素比值逐渐增加，指示风化减弱，表明气候变冷干；Rb/Sr比值逐渐变小，也表明气候逐渐变冷干。3）X-射线荧光光谱测定地质样品中27种组分分析结果不确定度的评估，建立了一种X射线荧光光谱分析方法分析结果不确定度的评估模式。4）NORDTEST不确定度评定在熔融制样-X射线荧光光谱法测定岩石样品中10种主次成分中的应用，报道了NORDTEST不确定度评定在熔融制样-X射线荧光光谱法测定岩石样品中10种主次成分分析结果中的应用。