全新世以来青藏高原东北部化学风化特征及异同性研究

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青藏高原东北部,海拔3200 m以上,地势西高东低。气候属于高寒干旱-半干旱的大陆性气候及高寒半干旱草原气候,年降水量多在600 mm以下。青藏高原东北部位于亚洲季风区西北缘,受季风环流、西风环流与高原季风共同影响,对气候的响应较为敏感,加之特殊的地质构造和地貌特征,区域内气候水热组合特征决定了化学风化程度在空间上既具有相似性,又存在差异性。本文以青藏高原东北部三个风成沉积剖面(LQ剖面、MS剖面、QDST剖面)作为研究对象,结合14C和OSL测年及常量元素和CIA、Na/K、Rb/Sr、A-CN-K三角图及迁移率等化学风化度量指标,对青藏高原东北部的化学风化程度及不同地区的风化差异性进行分析和探讨,得到以下研究结果:(1)青藏高原东北部LQ剖面、MS剖面及QDST剖面地化学元素组合特征较为一致,且各剖面常量元素变异系数(CV)值均较低,表明青藏高原东北部各剖面沉积物源组成基本相同。各剖面化学风化参数Ki、Rb/Sr与CIA在地层中呈现出一致性变化趋势,且高值均出现在古土壤层,低值对应古风成砂层;而各剖面Na/K与Ba、w、Saf在地层中的变化趋势基本一致,低值对应古土壤层,高值对应古风成砂层及河流相沉积层。但各剖面CIA和Na/K值存在差异,其中LQ、MS和QDST剖面CIA值大小排序为LQ(50.45)>MS(40.01)>QDST(32.42);LQ、MS和QDST剖面Na/K值表现出QDST(2.38)>MS(1.80)>LQ(1.46),均表明LQ剖面化学风化最强、处于化学风化初等阶段,MS剖面化学风化较弱,QDST剖面受到的化学风化最弱。(2)A-CN-K三角图和元素迁移特征表明青藏高原东北部LQ、MS和QDST剖面基本处于初等化学风化阶段,但风化程度略有差异。各剖面化学风化过程中斜长石遭受化学分解,其中LQ剖面已完成早期的脱Ca、Na阶段,并未到中期的去K阶段;MS剖面正在经历脱Ca、Na阶段;QDST剖面未达到脱Ca、Na阶段。(3)青藏高原东北部各剖面的风化成壤过程基本相同,但剖面相同沉积相的形成时间存在差异。各剖面总体经历了全新世早期(11-8 ka BP)的气候冷干、化学风化弱的古风成砂期;全新世中期(8-4 ka BP)的气候整体偏温湿、化学风化较强的固结成壤期;全新世晚期(4 ka BP-至今)的气候环境逐渐恶化并趋于冷干、化学风化较弱期。(4)青藏高原东北部LQ、MS、QDST剖面与对比剖面(DQ、LC、XF剖面)的元素组成基本一致,但SiO2、Na2O含量较对比剖面偏高,Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和K2O含量偏低,说明三个剖面形成时期气候相对偏冷干。各剖面化学风化程度差异性明显,大致呈现出XF剖面>LC黄土>LQ剖面>上地壳UCC>MS剖面>DQ剖面>QDST剖面的变化趋势。LQ、MS、QDST剖面CIA值明显低于LC黄土、XF剖面;但LQ、MS、QDST剖面与DQ剖面CIA值相近,表明同位于青藏高原东北部的各剖面化学风化程度相近。
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