海平面变化驱动的长江中下游湖泊的形成

论文摘要

长江中下游平原是我国淡水湖泊分布最集中的地区,发育着包括我国三个面积最大的淡水湖泊（鄱阳湖、洞庭湖和太湖）在内的众多湖泊。这些湖泊是如何形成的?为什么长江中下游会成为湖泊分布如此密集的地区?这些问题吸引着许多学者的关注。构造、气候和人类活动是导致湖泊形成的三个重要驱动力。前人的研究常常基于不同的研究方法（地貌、地层以及历史文献等）提出其中的一个或多个的共同作用是某一湖泊形成的主因。然而,地质资料的匮乏,年代学研究的薄弱,以及湖泊之间相互对比的不足限制了我们从整体上把握这些湖泊的形成过程与机制,也导致我们仍无法全面地回答长江中下游为什么湖多这个问题。在2015至2017年期间,我们在长江中游的江汉平原获取了13个钻孔,在系统研究这些钻孔上部50 m的岩性特征的基础上,我们利用光释光测年法（Optically stimulated luminescence,OSL）所测得的一共78个年代学数据为其中6个钻孔建立了可靠的年代框架。测年结果表明,这些钻孔中存在两种差异明显的年代框架。尽管6个钻孔中均出现沉积间断,但其中的3个沉积间断出现在深度35 m处,对应的时间范围是30–20 ka左右;而另3个钻孔中沉积间断出现的深度10 m处,对应的年代跨度是30–10 ka左右。在沉积间断之上,各钻孔均出现较高的沉积速率（约1 m/ka）,特别是对沉积间断位置较深的3个钻孔（HJ004,YLW03和JH002）,在20–10 ka左右出现高达2.42–5.16 m/ka的沉积速率。结合各钻孔的年代与岩性特征,我们提出了江汉平原末次冰盛期（Last Glacial Maximum,LGM,30–20 ka）以来的地貌演化模型:LGM时,江汉平原呈现为深切地貌,古河谷下切至现今地表以下35 m处,而古河间地表层则发育由冰期时长期风化形成的富含铁锰结核的硬粘土;末次冰消期时（20–10 ka）,深切河谷发生快速充填（以灰色砂为主）,并在早全新世左右（10 ka）达到与古河间地相近的高程（现今地表以下10 m）,深切地貌消失;全新世以来,江汉平原呈现为与现今类似的、河湖大量发育的泛滥平原地貌,沉积了近10 m的富含有机质的粉砂与粘土。通过收集前人对长江中下游地区地层与年代的研究,我们发现上述地貌演化过程广泛发生于整个长江中下游。LGM时的深切河谷以及古河间地表层的富含铁锰结核的硬粘土普遍发育,古河谷的下切幅度由长江三角洲附近的80 m向上游逐步递减,到江汉、洞庭平原的30 m;为数不多的14C测年数据也表明三大湖泊（鄱阳湖、洞庭湖太湖）约形成于全新世。我们提出,海平面变化是这种大范围、大幅度地貌变化的最可能的驱动力。末次冰期时,海平面的不断下降引起了长江及其支流的下切,导致了LGM时广泛分布的深切地貌;末次冰消期时海平面的快速上升抬升了长江水位,触发了深切河谷的快速充填;而全新世以来的持续性高海平面维持了长江中下游地区的泛滥平原地貌,并促使了包括三大湖在内的众多湖泊的形成。我们提出的地貌演化与湖泊形成机制揭示了长江中下游湖泊众多的深层原因,并展现了冰期–间冰期气候旋回下海平面变化对大河流域地表过程广泛且快速的影响。

论文目录

• 作者简历
• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的及研究意义
•   1.2 长江中下游湖泊成因的研究进展
•     1.2.1 洞庭湖
•     1.2.2 鄱阳湖
•     1.2.3 太湖
•     1.2.4 存在的问题
•   1.3 科学问题、研究内容、技术路线及工作量
•     1.3.1 科学问题
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 技术路线
•     1.3.4 论文工作量
• 第二章 江汉平原概况
•   2.1 地理、地质背景
•   2.2 古气候与古环境研究进展
•     2.2.1 古气候
•     2.2.2 江汉平原湖群与古云梦泽
• 第三章 光释光测年原理及步骤
•   3.1 光释光测年原理
•   3.2 光释光测年样品的前处理
•   3.3 等效剂量及剂量率的测定
•     3.3.1 单片再生剂量法（Single-aliquot regenerative-dose protocol,SAR）
•     3.3.2 标准生长曲线法（Standardized growth curve,SGC）
•     3.3.3 剂量率的测定
•   3.4 实验条件与方法检验
•     3.4.1 预热坪实验
•     3.4.2 剂量恢复实验
•     3.4.3 样品等效剂量（De）值的分布
•     3.4.4 样品的标准生长曲线（SGC）
• 第四章 江汉平原末次冰期以来的地貌演化
•   4.1 钻孔岩性特征与年代框架
•     4.1.1 岩性特征
•     4.1.2 测年结果
•   4.2 江汉平原末次冰期以来的地貌演化
• 第五章 长江中下游末次冰期以来的地貌演化
•   5.1 地貌演化过程
•   5.2 海平面变化的驱动作用
•     5.2.1 非主要的驱动力——构造、气候及人类活动
•     5.2.2 末次冰期以来的海平面变化
•     5.2.3 海平面驱动的机制及证据
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 博士论文

作者: 徐砚田

导师: 赖忠平

关键词: 长江中下游,江汉平原,光释光,海平面变化,地貌演化

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 中国地质大学

分类号: P343.3

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000261

总页数: 110

文件大小: 14276K

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