论文部分内容阅读
地磁场的极性在地质历史上曾发生多次倒转,尽管不同时期地磁极倒转的频率和历时有所差别,对某一特定的倒转事件而言,是全球同时发生的。因此,地磁极的倒转被广泛用来建立海、陆相地层的年代框架。松山/布容极性倒转是过去二百万年内地磁场最后一次从负极性转为止极性的事件。这一事件在世界各地的第四纪地层中均有记录。深海地层中松山/布容极性倒转都记录在以间冰期为特征的深海氧同位素第19阶段(MIS19)的中期或中早期。而中外学者的古地磁工作均在中国黄土序列中代表冰期沉积的第八层黄土(L8)中下部或下部检测到松山/布容极性倒转事件,这一发现引出了一个海陆地层对比上的难题。
有些学者曾用海陆环境对气候变化响应的快慢来解释海洋和黄土在松山/布容极性倒转记录上的差异。然而海洋和陆地不可能在同一时间分别处于间冰期祠I冰期两种完全不同的气候环境条件,因此海陆倒转记录的著异当与两种沉积物的剩磁形成过程有关。考虑到这一倒转界线城黄土地层中的重要性,本论文的研究目标是确定黄土中布容-松山倒转的真实位置。本研究以极性转变时古地磁场强度的减弱与当时宁宙成因核素产率增大这一物理过程为出发点,假设由于地磁场减弱而导致增强的10Be信号在中国黄土剖面上记录在倒转时沉积的粉尘物质中,选取黄十高原中部(洛川)和南部(段家坡)两个典型剖面,在极性倒转界线附近进行高分辨率取样,在古地磁、磁学性质和粒度组成测量的基础上,选择样品进行10Be的测量,获得高质量的10Be数据。黄土中10Be米源复杂,其浓度值受10Be产率变化、气候和粉尘粒径等多方面的影响。通过对黄土10Be浓度与粒度和反映气候变化的磁化率进行相关分析,并以此为基础有效地去除了它们对10Be浓度的影响后,发现在第七层古土壤(S7)中,有一个明显的高出背景值1.95倍的10Be峰值,我们将这一峰值归因于与松山/布容极性倒转时地磁场强度减弱有关的10Be产率的增加。
将黄土中的10Be产率变化信号与冰芯和深海沉积物中的10Be产率信号进行对比,三者的10Be产率峰值对应良好,在深海沉积物中的地磁场相对占强度上也有所显示,10Be产率峰值正好对应于松山/布容极性倒转及其先导事件所在的位置。黄土沉积中古地磁测得的松山/布容极性倒转界线附近并没发现10Be产率峰值。因此,我们认为古地磁测量的松山/布容极性倒转界线并非真正发生地磁场倒转的位置,发生松山/布容极性倒转的层位应在10Be产率峰值对应的古土壤S7层的中部,与深海沉积物中松山/布容界线位置一致,位于氧同位素19阶段中期,即处于间冰期中。我们认为黄土中松山/布容界线应当从黄土层L8上移至古土壤层S7中,即从氧同位素20阶段上移至氧同位素19阶段,从冰期上移至间冰期。黄土中松山/布容极性倒转界线真实发生位置的确定,为证明黄土剩磁锁定效应的存在提供了依据,洛川剖面剩磁锁定深度大约2米,段家坡剖面剩磁锁定深度人约为1.8米。