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陕西靖边龙洲波浪谷丹霞地貌区位于黄土高原北部向毛乌素沙漠的过渡地带,属于暖温带半干旱大陆性季风气候区的北部,气候干燥,且过渡特性明显。谷内地层为偏红色砂岩,经流水切割后形成水平或倾斜波纹状丹霞,具有极高的观赏价值。然而,此地的砂岩是水成还是风成,形成时的环境条件,以及之后的环境演变等问题研究成果较少,亟待解决。因此开展靖边波浪地貌的相关研究十分必要。本文结合野外考察、采样、室内分析等方法,选取波浪谷中下部7个典型剖面、346个样本,通过对沉积层粒度、磁化率、元素化学组成和碳酸钙进行测试和分析,探讨靖边波浪谷白垩纪砂岩中下部的粒度与化学元素的组成、特点及垂向变化、砂岩地层成因及其形成时期的气候环境与搬运动力、水深等状况,试图揭示波浪地貌的形成环境及其演变规律,获得如下主要结论:（1）从粒度组成及粒度参数结果可以看出,中下部地层显示为湖泊沉积。靖边波浪谷白垩纪砂岩中下部地层从距地表深141m至88m,A到G剖面的黏粒平均含量为 1.5 0%-2.28%-1.69%-0.95%-3.32%-3.40%-1.78%,粉砂平均含量为12.13%-17.58%-20.67%-13.99%-20.30%-20.53%-20.92%,砂粒平均含量为86.37%-80.15%-77.64%-85.06%-76.37%-76.07%-77.30%,粒径呈粗-细-粗-细-粗的变化趋势。粒度组成均以细砂和中砂为主,不分层的三个剖面中,A剖面平均粒径最大,为2.29Φ,G剖面平均粒径最小,为2.97Φ。分层剖面中厚层的中砂与粗砂含量多,薄层中细砂与粗粉砂含量多。粒度频率曲线多呈双峰或多峰形态,主峰粒径对应细砂和中砂组分,次峰粒径对应细粉砂和粗粉砂组分,样品分选较差,多为极正偏。粒度参数判别公式结果均小于-7.4190,显示为河流或三角洲沉积环境,河流三角洲沉积环境一般为河流入海口或者河流入湖口,结合白垩纪研究区是陆上盆地,且与风成砂的分选好,粉砂、黏粒组分较少的特点对比来看,研究区地层为湖泊沉积。（2）由磁化率变化特征可以看出,磁化率与粒度呈负相关关系,佐证了 A、G剖面自下而上水深增大,水动力减弱,气候可能变湿润。B剖面中部水深大,水动力弱,气候可能相对湿润,C、D、E、F剖面中薄层水深大,水动力弱,气候可能相对湿润,厚层水深小,水动力强,气候可能相对干燥。中下部地层磁化率值均较低,不分层采样剖面中,A、G剖面自下而上呈上升趋势,B剖面中部磁化率值较高,分层采样剖面中,厚层（粗粒层）磁化率值低,薄层（细粒层）磁化率值高,厚薄层的形成代表了该阶段气候转变较为明显。（3）由元素含量及各类比值可知,中下部地层物质来源较单一,且为湖泊沉积,A剖面水动力下部强,上部弱,水深下部小,上部大,气候整体干燥,上部相对湿润。B剖面中部水动力弱,湖水深度大,气候整体干燥,中部相对湿润。G剖面湖水动力下部强,上部弱,水深下部小,上部大,气候整体干燥,上部相对湿润。分层剖面中,薄层对应湖水深度大,水动力较弱,气候相对湿润,厚层对应湖水深度小,水动力强,气候相对干燥。靖边波浪谷白垩纪砂岩中下部地层从距地表深 141m 至 88m,A 到 G 剖面的 SiO2平均含量为82.21%-81.35%-75.47%-80.74%-79.46%-79.54%-82.42%,呈高-低-高-低-高的变化趋势,Na2O 含量变化趋势与 SiO2相反,Rb/Sr 比值为 0.42-0.39-0.35-0.41-0.39-0.41-0.42一直较低,在E剖面中部有明显低值,SiO2/Al2O3与SiO2变化趋势一致,自下而上 A 到 G 剖面的 SiO2/Al2O3 为 10.51-9.88-7.67-10.67-9.92-9.07-11.15。中下部地层沉积层的氧化物平均含量与上部陆壳（UCC）相比,Si元素富集,平均含量为79.98%,其余元素均表现为亏损,Fe元素亏损最严重。微量元素与UCC相比,Ba元素富集,平均含量为1121.1ppm,P.b元素基本与UCC相当,其余元素均表现为亏损。各类氧化物及微量元素的变异系数都较小,表明物质来源单一。A剖面的SiO2含量自下而上呈下降趋势,其余氧化物含量在A剖面呈上升趋势,B剖面中部的SiO2含量较少,其余氧化物含量较多,G剖面的SiO2含量最多,其余氧化物含量少。分层采样剖面中薄层（细粒层）的SiO2含量低于厚层（粗粒层）,其余氧化物的含量薄层高于厚层,Sr含量薄层高于厚层,薄层的Rb/Sr低于厚层,薄层的SiO2/Al2O3低于厚层。对比风成砂CaO含量很低,硅铝比值较高的特点,研究区中下部地层为湖泊沉积。（4）碳酸钙变化特征佐证了 A、G剖面自下而上水深增大,水动力减弱,气候可能变湿润。B剖面中部水深大,水动力弱,气候可能相对湿润,C、D、E、F剖面中薄层水深大,水动力弱,气候可能相对湿润,厚层水深小,水动力强,气候可能相对干燥。不分层采样剖面中,A、G剖面自下而上呈上升趋势,B剖面中部碳酸钙含量较高。分层采样剖面中,厚层（粗粒层）碳酸钙值低,薄层（细粒层）碳酸钙值高,厚薄层的形成代表了该阶段气候转变较为剧烈。C剖面的碳酸钙含量比其他剖面含量略高,证明C剖面与野外观测相符,为碳酸钙层。（5）结合实验数与讨论得出,中下部地层气候整体气温高,从下至上呈五阶段变化:干燥-湿润-干燥-湿润-干燥。A剖面水动力下部强,上部弱,水深下部小,上部大,气候整体干燥,上部相对湿润。B剖面中部水动力弱,湖水深度大,气候整体干燥,中部相对湿润。G剖面湖水动力下部强,上部弱,水深下部小,上部大,气候整体干燥,上部相对湿润。分层剖面中,薄层对应湖水深度大,水动力较弱,气候相对湿润,厚层对应湖水深度小,水动力强,气候相对干燥。D剖面整体干燥的基础上交替出现相对干燥与相对湿润,C、E、F剖面整体湿润的基础上交替出现相对干燥与相对湿润。水深大时整体动力强,但由于剖面处于深水区,因此动力弱;水深小时整体动力弱,但沉积层位置处于浅水区,因此动力强。