泥河湾盆地下沙沟剖面磁组构特征分析与古湖环境变化研究

泥河湾盆地是中国北方很重要的沉积盆地,但由于盆地范围较广,局部地区环境变化差异较大,目前对泥河湾盆地的环境变化的认识还较为局限。文章通过对下沙沟剖面(厚度260 m)的河湖相沉积物进行详细的岩石磁学和磁组构研究,以尝试恢复下沙沟地区以及盆地东部古湖环境的演化过程,希望能够对泥河湾盆地环境变化提供一些新的指示。研究结果显示,样品中磁性矿物以PSD的磁铁矿颗粒为主,部分样品中含有少量赤铁矿。下沙沟剖面的沉积物受后期扰动很小,属于正常的重力沉积。沉积物磁面理(F)比磁线理(L)更发育,磁组构参数中磁面理F、各向异性度P;和水流速度函数Fs对环境变化的响应更加明显,古水流分析结果显示下沙沟地区没有长期稳定的流向,环境变化情况复杂。根据下沙沟剖面河湖相沉积物的磁性地层学年龄框架,以郝家台剖面顶部河湖相沉积物的年龄作为该剖面的顶界,得到了下沙沟剖面2.7~0.3 Ma的磁组构参数变化特征。结合岩性和磁组构参数变化的阶段性特征,将下沙沟地区以及盆地东部古湖环境演化历史分为5个阶段:2.7~2.4 Ma,古湖早期逐渐扩张,于早更新世达到了古湖发育的最盛时期,水体动荡,略不稳定;2.4~1.9 Ma,环境变化主要受气候因素影响,下沙沟地区水动力频繁变化,古湖经历了一次扩张和收缩;1.9~1.3 Ma,下沙沟地区的沉积主要受控于河流作用,盆地东部主要受到构造因素的影响,古湖处于持续收缩的阶段;1.3~0.9 Ma,下沙沟地区环境变化剧烈,受中更新世气候转型的影响较大,古湖东部也较大范围的受到中更新世气候转型的影响;0.9~0.3 Ma,全球气候变化剧烈,对古湖东部环境也有一定的影响,但整体还处于水体较为稳定的湖泊环境,古湖并未开始消亡。