甘肃新生代风积与湖积过渡地带地层特征及其变化研究

在甘肃垅中盆地同时发育着新生代29Ma以来湖相地层和22Ma以来风积黄土古土壤地层。它们都是从原来甘肃群红色地层中重新认识而来的。这两种几乎连续的沉积物为认识过去环境演变和青藏高原的发生发展提供了得天独厚的地质记录。随着研究深入，在有些原来认识湖相地层中（尤其是盆地边缘）发现了越来越多的风积迹象。考察发现，该地层除了有水平层理等水成特征，同时还发育土壤钙结核层，甚至兼有风积黄土土壤地层在现代沟谷边坡发生倾斜披覆的特点，表明这些地层是在水上和水下环境交替过程发育，是风积与湖积过渡地带的产物，需要用完全不同的思维和眼光进行研究。本项目拟对甘肃临夏盆地及其周边地区新生代地层展开详细考察，采样分析和区域追踪，对比黄土高原典型风积地层特征，试图建立风积与湖积过渡地带地层原始环境的识别方法和判别标准，并推广应用到更广泛分布甘肃群地层中去，这无疑是一个重建过去环境变化历史十分基础的科学问题。

在甘肃陇中盆地同时发育着新生代29Ma以来湖相地层和22Ma以来风积黄土古土壤地层。这两种沉积物为认识过去环境演变和青藏高原的发生发展提供了得天独厚的地质记录。随着研究深入，在原来湖相地层中（尤其是盆地边缘）发现了越来越多的风积迹象。本项目选择风积与湖积过渡带的沉积物作为研究对象，甘肃临夏盆地及其周边地区新生代地层展开详细考察，采样分析和区域追踪，对比黄土高原典型风积地层特征，通过野外岩性观察、地层空间变化对比和室内的实验分析，认为需要用完全不同的思维和眼光对陇中盆地沉积物进行研究。野外考察发现，该地层除了有水平层理等水成特征，可以识别出土壤发育层次，同时还发育土壤钙结核层，甚至兼有风积黄土-古土壤地层在现代沟谷边坡发生倾斜披覆的特点，表明这些地层是在水上和水下环境交替过程发育。在空间上，临夏盆地中红白相间的斑马层层数存在着变化的特征，白色层最多可达14层，向兰州方向渐渐减少。斑马层(水平和边坡)以及风成黄土的磁化率各向异性数据对比分析表明，水平地层和边坡倾斜地层均代表原生地层形态，并非后期构造运动使得水平地层变斜；同时这套随现代边坡地形倾斜收敛的红白色互层也并非原生水下环境中形成，而更可能是与第四纪黄土相似，是在原本倾斜的古地形上堆积形成，当时在水上地形接受风积物沉积，由于后期顺坡和沟中流水作用使得边坡地层逐渐变薄，而显得收敛。流水的作用还可能使得磁颗粒被扰动，破坏了上覆黄土磁组构收敛的特点。粒度分析结果也表明，该地层更接近于风成，而非湖相沉积。此外，在项目经费的支持下，我们还进行了辨析“全球变暖”和风成黄土环境磁学研究的研究：通过对全新世古土壤气候记录以及温度与二氧化碳关系分析，确信气候是处于不断变干变冷大趋势。即使现在的气候有所变暖，也只是变冷大趋势中的次级波动。