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大雅地区生物化石丰富,但研究难度却很大,现代技术能够解决吗?

时间:2024-08-29 11:54:56 作者:
摘要:跨贝加尔地区新生代晚期的地层方案,不包括贝加尔湖记录,上世纪70-90年代在该地区进行的古地磁研究很少或几乎没

跨贝加尔地区新生代晚期的地层方案,不包括贝加尔湖记录,上世纪70-90年代在该地区进行的古地磁研究很少或几乎没有,因此要使用现代实验技术进行修订和验证。

奥尔洪岛上的大雅多层剖面似乎是了解新生代晚期跨贝加尔湖地层的有希望的地点之一,大雅地段的露头包含从早中新世到更新世的各种时代的沉积物。它是贝加尔湖地区上新生代最重要的参考剖面之一,也是东西伯利亚最具代表性的中新世古生物遗址之一。

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大雅地区对古生物的贡献

在大雅被列入1982年国际XIINQUA大会期间组织的地质实地考察的主要对象清单中,对大雅剖面的兴趣稳步增长,进一步的研究对于可靠论证东西伯利亚上新生代地层格架以及发展动物群和大陆沉积地层的区域间对比具有重要意义。

尽管大雅研究有着悠久的历史,但仍然存在许多具有根本重要性的有争议和未解决的问题,其中之一就是缺乏实际的古和岩石磁数据,大雅剖面中新世部分的古地磁研究从未进行过。

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剖面的采样区间归属于松山年代,上部为奥杜瓦亚年代,这一结果与其他团队的早期研究相矛盾,该团队在Kharantzy村附近的邻近位置对地层进行了研究。

Nyurgan地层的特征是混合极性,分散性大而Kharantzy地层通常磁化,必须谨慎考虑这些先前研究的结果,因此在此提供使用现代技术和仪器的新数据。

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大雅段位于贝加尔湖奥尔洪岛西北岸大雅湾岸边,古生代基岩上覆盖着中新世至第四纪下部的沉积物,主要以黑云片麻岩和混合岩为代表,并带有白垩纪至古近纪风化壳的深层,该剖面暴露在两个露头中。

岩石地层学Tagay-1露头直接位于贝加尔湖沿岸地区,Tagay剖面中新世部分的详细岩石地层特征。这个13.5m厚部分由中新世斜坡和浅湖沉积物组成,其形式为斑驳的砂质粘土、壤土和淤泥,其层位为泥质石灰岩和不同层次的各种动物遗骸的众多包裹体。

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对古生物岩石层的分布了解

古生物学发现集中在第11层,岩石地层学Tagay-2是一个7.4米厚的露头,位于600m处Tagay-1露头的东南部,贝加尔湖平面以上滑坡露天剧场的斜坡上。第四纪早期时代的坡冲沉积物,在全新世斜坡沉积物和现代土壤的薄层覆盖下,Tagay-2剖面暴露了下更新Nyurgan地层的沉积物。

纽尔干地层由斜坡冲刷成因的陆上沉积物组成,具有黄土化迹象,该地层的特点是主要是沙壤土成分和棕色色调。下面的Kharantzy地层也以陆上沉积物为代表,但颜色为红棕色,成分更多为粘土。

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Kharantzy地层的顶部由边界明确的土壤复合体形成,以一系列四个干旱土壤层为代表,由斜坡沉积物层隔开,向大雅湾倾斜的斜坡的沉积覆盖层以强烈的低温滑坡过程为特征,形成了一个巨大的圆形剧场,具有特征性的丘陵脊状向后微地貌。

Tagay-2部分位于这个圆形剧场的顶部,其沉积物显然也参与了山体滑坡位移,该剖面所有主要前全新世岩石地层层位的下坡倾角证明了这一点,通常保留其主要的近平行分层结构,这表明不存在层的内部变形及其相对于彼此的位移,即该部分的沉积物作为单个块沿着斜坡移动。

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仅在Tagay-2剖面可见部分的底部观察到可见的折叠和不连续性,这里可能是滑坡体的滑移面,或者更确切地说滑坡体的滑移层暴露出来,第6层厚度0.3-0.5m浅棕色到浅棕色的沙质壤土,带有不同粒度的绿棕色沙子的薄透镜锰结核斑点,碳酸盐壤土的孔眼,与底层沉积物的边界尖锐且起伏。

单元埋藏土壤复合体第7层厚度为0.4-0.5m。巧克力棕色壤土块状板状结构。该层具有一致的波浪状层理,与下伏下层的边界通常是尖锐的、起伏的,有时衬有来自下伏层的奶油色碳酸盐壤土,具有深入侵入下伏沉积物的迹象。层理表面以约10-15°的角度插入斜坡下方。在这一层中发现了小型哺乳动物牙齿。

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不同生物层中的含量分布

Kharantzy的层型由Mats海湾暴露的剖面上 定义,在奥尔洪岛的多个地点也发现了这些地层的沉积物,包含连续的早更新世小型哺乳动物群,属于格拉斯期和卡拉布里亚期。

Tagay-2剖面中的一些哺乳动物化石是在第7层中发现的,保存完好孤立的地松鼠完整上牙列牙齿Spermophilus,已知于西外贝加尔地区的多层Dodogol2站点。这些发现使能够将Tagay-2的沉积物和动物群与Dodogol2的当代跨贝加尔动物群联系起来。

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Dodogol2沉积物位于Dodogol1床层之下含有多个动物群,包含早更新世卡拉布里亚阶段特征的分类群,已经发现Dodogol-2动物群与Dodogol-1动物群有一些共同的物种。尽管有些物种在进化水平上略有不同,但它们代表了卡拉布里亚阶段的连续动物群。

取样时在暴露区域挖人工沟槽,去除风化沉积物的顶盖,剖面上以20-50厘米的垂直间隔采集了总共37个用于古地磁和岩石磁学研究的样本。每个样本代表一个采样级别。

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使用Minyuk系统取样器将8cm 3内容积的纸箱压入沟渠的垂直壁中,距坡面深度不小于1.5~1.8m。样品定向箭头是使用磁罗盘进行的,并通过太阳读数检查上大约每隔5-10厘米有71个用于古地磁和岩石磁学研究的样本。

使用AGICOMFK-1Kappabridge体磁化率及其各向异性,AMS的校正各向异性度和形状因子根据Tarling使用AGICOAnisoft4.2AMS分析,借助带有MS2B双频传感器的BartingtonMS2磁化率系统测量频率相关磁化率。

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测量不同剖面的方法

低温磁力计测量自然剩磁,柯尼斯堡比的计算公式为Qn=NRM0,其中Hamb是采样点的地球磁场,NRM0是退磁前的NRM强度。使用内置自动消磁系统600型,以5-10mT的步长直至70-120mT,对每个级别的样本进行逐步AF消磁,使用矢量终点图和主成分分析在AGICORemasoft3.0古地磁分析软件包中实施。

粒度分布是在RAS地质研究使用BettersizerST粒度分析仪通过激光衍射法,每个样品的结果以60个体积分数分布形式呈现,根据Raukas的分类,将这些部分合并为沙子粗粉土。细粉和粗粉泥部分的总和被视为粉土部分。

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检查沙子、淤泥和粘土部分的体积含量使能够根据Verzilin分类确定沉积物的粒度类型,除了体积分数之外,粒度光谱的模式值和一些计算参数也被用来确定沉积物的粒度特征,标量磁特征岩石的体磁化率变化范围较大平均为14.7×10 –5 SI。

最低的MS值对应于剖面的中部,而最高的值对应于上层和下层,在Tagay-1沉积物中没有发现磁化率与频率相关。该剖面岩石磁化率各向异性程度极低,只有3个样品的Pj在1.057以上至1.2。

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单个各向异性样本主要局限于剖面的下部,具有扁长形和较小程度的扁形各向异性,AMS椭球主轴线分布较分散,置信区间超过77°。NRM值的变化范围为0.06至4.72mA/m,平均值为0.872mA/m。

最高的NRM值对应于最上面的粘土层,MS和NRM值之间的相关性不显着,沿剖面NRM和MS值变化的非同步性反过来又影响柯尼斯堡比的行为,低场分量通常在高达20mT的区间内发生故障。

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通过已有资料分析剖面变化

其方向呈现出较大的分散性,在样品坐标系中,一些低频方向对应于实验室现代磁场的方向,而另一些则遵循实验室磁场方向和高场方向之间的大圆,29个样品的NRM中值破坏场在3-10mT范围内变化平均为6mT。

磁化强度的高场稳定分量在20mT至55mT以上被隔离,它不是特征分量但在大多数情况下会围绕某个方向振荡,幅度变化很小,在高于55mT的磁场中,磁化方向开始发生不规则变化,低MDF和高MDF样品的退磁存在一定差异。

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HF分量的方向由较大的最大角度偏差确定,这与较低的NRM值相关,有可能在所有样本中识别出稳定的方向,正常极性和反极性均被识别。高频分量的正常和反向极性的方向与任何坐标系中的现代地磁场的方向都不重合,从而表明它们的非粘性起源。

正常和反向平均方向之间的角度间隔为175.2±15.8°,但反转测试由于方向分散度大和置信限大而没有结论,该部分的主要极性是反转,正常极性的较小间隔位于深度106-118cm并由两个样本代表。正常极性间隔不被认为是独立的磁区,而是R1的大反极性区域内的短极性间隔。

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Tagay-2剖面中粒度参数的变化证实了其细分为两部分,这是之前通过视觉描述确定,包括全新世沉积物和纽尔干地层沉积物,其特点是主要是粗粒成分。该部分的D平均值为80至220μm,但一般超过100μm,可被视为沙子。下部基本上是粘土部分,将Kharantzy组的古土壤和粉砂层结合在一起。

对于所有粒度分数和平均粒度来说,上部的波动是不规则的,剖面下部则呈现出明显的规律,剖面向上砂含量和D均值减小,而细粉砂和粘土组分增加,粗粉粒分数几乎保持不变。

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