阿尔金地区新近纪风成红粘土的物源研究

Source tracing of the Neogene aeolian deposits in eastern and western China has been the research focus in palaeoclimatic reconstruction. The provenance of dust and transport route can provide valuable archives for the monsoon or westerly winds patterns. Provenance analysis of aeolian deposits on the Chinese Loess Plateau obtained relatively abundant records of monsoon climate processes. However, palaeoclimate pattern in western China (westerly winds region) is poorly constraint due to the lack of continuous long time scale sections, which is an important obstacle in understanding the effect of the westerly winds in this area. A continuous aeolian Red Clay sequence has been discovered in Altun region recently. Dating of mammal fossil and magnetostratigraphic results show that the sequence was deposited between 13 and 2.6 Ma. In addition, important change of magnetic properties (Magnetic minerals and magnetic susceptibility) was identified since 11 Ma, indicating that the source of dust or palaeoclimate may have changed at that time. This project intends to trace the provenance of the Altun Red Clay using Detrital zicon U-Pb dating, geochemistry and Nd isotope methods, by contrasting the provenance indicators with them of the Red Clay on the Chinese Loess Plateau. The result of this study will not only shed new light on understanding the monsoon and westerly winds patterns, but also provide scientific basis for regional palaeoclimate reconstruction.

中国东、西部地区新近纪风成堆积的物源研究是古气候重建领域的研究热点。粉尘堆积的物源及搬运途径记录了西风环流或季风风行路线。黄土高原季风区风成堆积（黄土与红粘土）物源研究获得的季风气候过程记录较为丰富，但西风区由于缺乏连续完整的长时间尺度剖面而研究相对匮乏，阻碍了对该区域西风环流作用的理解。申请者近期在阿尔金地区新发现了风成红粘土，沉积学研究结果表明地层连续完整，所含可标定时代的哺乳动物化石及古地磁年代学研究揭示其时间尺度为13-2.6 Ma，并在11 Ma 前后发现红粘土岩石磁学性质（磁性矿物种类和磁化率等）发生重大改变，可能预示物源或气候发生了变化。本申请拟以该剖面为研究平台，以碎屑锆石示踪、Nd同位素和地球化学分析为手段，通过对比其与黄土高原红粘土物源示踪指标的异同，探求西部新近纪风成堆积物源。该项研究对揭示该区域西风环流和东亚季风搬运粉尘气候模式、重建区域古气候过程有重要的科学意义。

我国东部（季风控制区）和西部（西风控制区）发育的风成堆积物均是亚洲内陆干旱化的产物。对于这些风成堆积粉尘物源的研究将有助于我们对干旱化进程及机理的深入理解。黄土高原季风区风成堆积物源研究获得的季风气候过程记录较为丰富，但西风区由于缺乏连续完整的长时间尺度剖面而研究相对匮乏，阻碍了对该区西风环流作用的理解，以及对东、西部风成堆积物源变化及搬运粉尘季候模式的对比研究。本次，我们以西部阿尔金地区新发现的新近纪风成红粘土序列为研究载体，通过碎屑锆石U–Pb同位素年代学及粒度分析等手段，探求阿尔金风成红粘土的粉尘物质来源，通过对比其与黄土高原同时期石楼红粘土物源的异同，探讨东、西部地区新近纪时期的搬运粉尘气候模式的异同及联系。本次研究取得的主要进展如下：1）阿尔金红粘土与黄土高原石楼红粘土相同时间节点上的碎屑锆石年龄频谱具有明显的差异，表明两者应具有不同的源区；2）阿尔金红粘土粉尘物源最有可能来源于塔克拉玛干沙漠，并由西风携带而来；3）同时期黄土高原地区的石楼风成红粘土则主要来自于准葛尔盆地、戈壁-阿拉善荒漠区及毛乌素沙漠，说明该区风成堆积主要为东亚东季风搬运北部、西北部物质所致，受控于季风系统；4）黄土高原石楼红粘土序列的粒度在~5.7 Ma之后突然变粗，同时碎屑锆石物源示踪分析也显示石楼红粘土的物源在~5.7 Ma前后发生了变化，表现为其东侧临近的吕梁山物质的加入，我们认为石楼红粘土碎屑粒度及物源的变化应为吕梁山在~5.7 Ma构造隆升的响应。