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前人古地磁学研究表明,中国黄土不同剖面中松山-高斯(M/G)地磁极性转换界线记录层位并不一致,有的记录在黄土中,有的记录在红粘土中,这种不一致现象将可能影响到基于古地磁的黄土年代框架的建立及与全球气候记录的准确对比。针对这一问题,本文首先通过对目前已有的典型黄土剖面中M/G地磁极性转换研究的结果进行对比分析,尝试采用磁化率-深度曲线的空间对比来检验不同剖面M/G界线层位记录的差异,结果表明中国黄土中M/G界线均记录在由磁化率-深度曲线所反映的“黄土L33层”,说明黄土中M/G界线层位记录不一致的现象的确是由前人已经提出过的地层划分方案的差异所致。 更重要的,古地磁学研究表明M/G界线位置的海陆对比也存在差异:黄土中M/G界线被纪录于L33,属于冷期,而深海沉积物记录的M/G界线位于氧同位素曲线103阶段,属于暖期,这就出现了同一事件在海陆发生的时期竟然冷暖不一的矛盾。基于这一科学问题,本论文将采用与传统古地磁手段不同的宇宙成因核素10Be示踪方法分析中国黄土记录的M/G倒转事件位置,为解决这一问题提供一种新的思路。 本论文以蓝田、洛川黄土剖面研究对象,对两剖面M/G界线附近地层进行了细致的野外采样,开展了气候代用指标、10Be浓度等的实验测量工作。除此之外,本论文对蓝田剖面还进行了磁化率各向异性测量和古地磁测量。 蓝田段家坡地区新近纪末至第四纪早期的黄土沉积物磁化率各向异性测量结果显示,蓝田剖面该时期所发育的沉积物基本属于风成,偶见水成次生黄土样品,样品磁化率各向异性椭球体长轴偏角整体呈现西北-东南走向,这与黄土高原地区现代季风风向相似。另外,所获得的磁化率各向异性各有关参数的变化总体上与地层岩性的变化表现出一定相关性,但又不完全“同步”,而是存在一定的“超前性”,这可能与淋滤作用以及风尘堆积时期风向格局的变化可能超前于可以影响成壤条件的植被覆盖状况的变化等原因有关。此外根据本研究发现的水成次生黄土样品在地层中的位置,我们推测约2.6Ma前在蓝田地区可能发生过区域性强降雨事件。 蓝田剖面古地磁测量结果显示的M/G界线位于黄土L33层中下部,与前人研究结果一致。蓝田、洛川剖面的10Be浓度数据则按照周卫健研究员提出的数据处理方法,进行了10Be浓度中受气候因素影响组分与受地磁场调制影响组分的分离,结果显示两剖面10Be记录的M/G界线位于S32,这与深海沉积物的M/G事件被记录于MIS103相一致,均属于暖期,从而为M/G事件的海陆记录达成统一提供了可能。我们认为,10Be示踪的结果代表了蓝田、洛川黄土剖面M/G界线的真实层位;而黄土古地磁记录的M/G界线与10Be记录及深海沉积记录不一致的现象可能与黄土剩磁获得过程有关。 论文还尝试利用鲜锋等(2008)建立的10Be产率与地磁场强度关系式,重建了新近纪末-第四纪初的蓝田、洛川黄土剖面记录的古地磁场相对强度曲线。这两条曲线与国际上大洋钻探项目获得的4Ma以来的相对古地磁场强度变化曲线上相应区段的变化趋势比较一致。