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新生代以来,印度板块和亚欧板块碰撞造就了世界上海拔最高、最年轻的高原-青藏高原。青藏高原的隆升影响了高原内部及周边沉积盆地的形成与发展,同时这些盆地中的沉积物也记录了高原生长以及环境演变的信息。柴达木盆地是青藏高原北部最大的山间内陆盆地,盆地内沉积了超过12km的新生代沉积物,这些连续的新生代沉积物准确的记录了青藏高原隆升和环境演变的信息,因此柴达木盆地是进行高原隆升和区域气候变化研究的理想地区。柴达木盆地西北部位于内陆干旱区,该地区南北分别以昆仑山脉和阿尔金山脉为界。由两个造山带剥蚀下来的物质通过盆地内的水系源源不断地汇入该区进行沉积,记录周围环境变化的信息。这些沉积物是进行地区(柴达木盆地西北部)或更大尺度地域(青藏高原北部)长时间尺度古气候反演的良好材料。由于其区位的特殊性与重要性,前人已对柴西北部不同钻孔和剖面运用不同指标进行了古环境演变的研究,但是结果反映出的气候变化信息却有所差异,并且关于气候变化的机制也是大相径庭,需要寻找更好的古气候记录载体以及挖掘出更可靠的气候替代指标,并结合前人对柴达木盆地内部其它区域的研究,对古环境演变过程进行恢复。 本文通过对柴达木盆地西北部花土沟剖面沉积物进行系统的岩石磁学和环境磁学研究,得到整个剖面磁性矿物的变化特征,再根据其变化规律与该地区相关研究及全球气候变化过程进行对比,恢复该地区在晚新生代以来的古环境演变历史,并尝试探索引起该地区环境演变的原因。 得到以下初步结论: (1)根据x-T曲线、IRM获得曲线、反场退磁曲线、HIRM、S-ratio、SIRM100mT/SIRM2T、SIRM100mT/SIRM30mT和SIRM100mT/SIRM60mT等可以初步判定花土沟剖面沉积物中载磁矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿。第Ⅰ阶段磁铁矿占比例较大,磁铁矿对磁化率贡献较大,第Ⅱ阶段开始赤铁矿占比例较大,磁铁矿和磁赤铁矿对磁化率贡献较大。 (2)通过将花土沟剖面沉积物磁化率曲线与全球深海氧同位素指标、柴达木盆地地球化学指标以及孢粉指标相对照,我们认为该地区的磁化率可以反映气候的冷暖干湿,渐新世-晚中新世柴达木盆地西北部经历了干冷-暖湿(与前面来比会略微湿润)-干冷的阶段。通过将两套年龄下的磁化率变化曲线分别与深海氧同位素曲线进行对比分析,我们认为年龄模式二(32.2-11.2Ma)作为花土沟剖面的年龄界定更为合理。 (3)花土沟剖面,或者在柴达木盆地西北部SIRM30mT、SIRM60mT和SIRM100mT同样可以用来表征样品中赤铁矿等高矫顽力等硬磁性矿物的含量,并且SIRM100mT表征效果最好。SIRM100mT/SIRM2T、SIRM100mT/SIRM30mT和SIRM100mT/SIRM60mT也可以用来鉴别磁性矿物颗粒,并且这些指标中SIRM100mT/SIRM2T更为灵敏。 (4)柴达木盆地西北部气候变化主要是受全球气候变化的影响,而在某些时段也受到了构造作用共同影响。32.2-26.95 Ma柴达木盆地西北部与全球变化一致均表现为干冷,且主要受控于全球气候变化;26.95-23.03Ma在全球进入晚渐新世暖期时,柴达木盆地气候也有变暖的趋势,但变化不显著,依旧表现为干冷,我们推测可能是在全球变化的控制下,盆地南部昆仑山的构造隆升在柴达木盆地西北部气候演化过程中也起到了一定的作用;23.03-19.39Ma,这个阶段磁化率变化与深海洋同位素变化有所差别,我们猜想可能是剖面毗邻的阿尔金断裂的活动以及东昆仑山脉的隆起等构造运动主导了该地区的沉积物变化过程。19.39-11.2Ma全球经历了一个中中新世适宜期(MMCO),之后又经历了一个MMCT(中中新世转变),气候变冷,柴西北部气候同样也是先变暖湿,后又变冷干。该时期内柴达木盆地的古气候变化应该主要受控于全球气候变化。