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陕西靖边波浪谷丹霞地貌区地处黄土高原北部向毛乌素沙漠的过渡地带,气候干燥,属于暖温带半干旱大陆性季风气候区（北部）,气候过渡特性明显。谷内广泛分布红层（偏红色砂岩）,被流水切割形成水平或倾斜波纹状丹霞,观赏价值极高。然而,对此地貌的砂岩波纹是水成还是风成,形成时的环境条件如何,形成后的环境演变等问题虽已引起学术界的关注,但研究成果甚少,亟待解决。为此开展靖边波浪地貌的相关研究十分必要。本文采用野外考察、采样、室内分析的方法,选取波浪谷中上部7个典型剖面322个样本,通过对沉积物粒度、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上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）研究区砂岩粒径较粗,分选性较差,经萨胡公式判别属于湖泊沉积。砂岩粒度成分测定说明该区从早期到晚期粒度组分主要呈中细砂—中粗砂—中细砂—中粗砂的变化。剖面LZ1C和LZ4C砂岩粒径较粗,其中LZ4C剖面的中粗砂含量高达89.37%;剖面LZ3B、LZ6B、LZ7B以中细砂为主;LZ2、LZ5的厚层中砂多,薄层细砂多。7个剖面的粒度频率曲线均以双峰为主,标准偏差除LZ4C剖面为0.97外,其余6个剖面均处于1.00～2.00。（2）该地区磁化率从下到上变化为大—小—大—小,其变化与粒度对应良好,说明从早期到晚期湖泊水位变化为高—低—高—低。7个剖面低频磁化率平均值范围为 3.27×10-8m3/kg—17.65×10-8m3/kg,LZ3B、LZ6B、LZ7B 这三个薄层剖面以及LZ2、LZ5剖面的细粒层磁化率值较高,LZ1C、LZ4C剖面和LZ2、LZ5粗粒层磁化率较低。（3）该地区从下到上物质组成基本一致且混合性强。地球化学元素及元素比值的结果显示,7个剖面常量元素氧化物和微量元素在地层间的垂向变异系数值较小,常量元素氧化物中,SiO2含量最多,平均值为85.01%,Al2O3含量次之,均值为6.75%,剩余K2O、CaO、Fe2O3、Na2O和MgO的均值为7.01%。微量元素中,Ti、Ba元素含量较多,Mn、Ni、Cu、Rb、Sr较少。SiO2含量在粗粒型剖面及厚层含量多,薄层含量少;其余常量元素氧化物及微量元素均是在薄层含量多,厚层含量少。根据K/Al、Si/Al、Rb/Sr、Sr/Ba值来看,剖面LZ1C、LZ2、LZ5的薄层及LZ3B、LZ6B、LZ7B 的 K/Al、Si/Al、Rb/Sr 值较小,Sr/Ba 值大;剖面 LZ1C、LZ2、LZ5的厚层及LZ4C剖面相反,且得出LZ4C剖面的K/Al、Si/Al、Rb/Sr值最大,Sr/Ba值最小,说明LZ4C剖面最为干燥。（4）研究区CaCO3含量总体来看,在粗粒剖面含量较多,细粒剖面含量偏少,但厚薄层剖面CaCO3含量与粒度对应关系不太好。因湖泊中碳酸钙的生成条件复杂多样,所以需要与其他指标结合来揭示古环境信息。7个剖面CaCO3含量均值范围为1.37%～4.7%,2个粗粒层均值分别是2.17%、4.32%。2个厚薄层分别是4.70%、2.45%,3 个薄层分别为2.8%、1.37%、2.35%。（5）研究区的粒度、磁化率、CaCO3和地球化学元素特征变化记录了靖边波浪谷中上部砂岩的古环境演变规律。从下而上,分为7个阶段。第1阶段（深83～85m）:水动力弱,湖水位低,气候干燥;第2阶段（深70～72m）:水动力增强,湖面水位升高,气候干燥;第3阶段（深65～66.13m）:古环境波动剧烈,厚层时期水动力强,湖泊水位低,气候温暖干燥,薄层时期水动力弱,水位高,气候温暖湿润;第4阶段（深46～47.21m）:湖泊萎缩,水动力强,湖水位低,气候干燥;第5阶段（深38～40m）:水动力弱,湖水位高,气候湿润;第6阶段（深20～21.5m）:气候波动变化,厚层时期气候温暖干燥,水动力强,湖水位低,薄层时期气候温暖湿润,水动力弱,水位高;第7阶段（10～11.93m）:气候波动变化,整体上温暖干燥,湖水位下降,水动力增强。