兰州盆地第三纪沉积物常量元素变化及其古环境意义

通过对兰州盆地凤凰山剖面沉积物(厚约2484 m)的常量元素(Si、Al、Ca、Fe、K、Mg、Na)和碳酸盐含量分析,发现元素含量变化特征可分为三类:(1)元素Al、Fe、K和Mg赋存于细颗粒矿物中,与粒度分选和风化强度关系密切;(2)元素Si主要赋存于石英中,能良好反映沉积相变化;(3)元素Ca、Na与化学沉积盐类的生成有关,元素比值(Na/Al和Ca/Al)能揭示沉积环境演变。元素比值变化表明兰州盆地第三纪古环境变化可划分为四个阶段:54—43 Ma为三角洲河流相沉积,气候较温暖湿润;43—33 Ma Na/Al比值较高,钠盐大量生成,进入盐湖发育阶段,气候开始变干;33—23 Ma Ca/Al比大幅度波动,地层中含有大量石膏层,盆地经历了半干旱—半湿润的气候环境波动;23—9 Ma盆地从咸水-半咸水湖转变为风尘主导的干旱环境。综合凤凰山剖面的元素、磁化率、色度和粒度结果,认为第三纪以来兰州盆地古环境经历了三次阶段性变干的过程(~43 Ma,~33 Ma和~23 Ma);同全球气候和区域构造记录的对比表明,前两次变干可能同全球气候变冷关系密切,而早中新世的变干则可能是区域构造运动的结果。