第四纪黄土物源的时空差异研究现状及展望

黄土物源研究对揭示第四纪以来东亚大气环流格局的演化和构造—气候之间的相互作用具有重要意义.目前已应用多种物源示踪方法对黄土物源开展了大量研究,但对黄土物源时空差异规律及其动力学机制尚未取得较为一致的认识.在综合分析黄土物源研究现状的基础上,重点从影响87Sr/86Sr值和143Nd/144Nd值组成及单颗粒碎屑锆石U-Pb年龄谱构成的因素角度,分析了第四纪黄土的物源及可能变化,获得以下认识:(1)第四纪黄土沉积物的87Sr/86Sr值变化幅度可达0.002580～0.004949,远远超出实验室分析测试误差(<0.000018)或由Sr同位素衰变带来的影响(2.6 Ma时段小于0.000026,1个冰期旋回小于0.000001);143Nd/144Nd值亦发生了较显著变化(0.000095～0.000240),其变化幅度远大于实验室的分析测试误差(<0.000010)及衰变导致的143Nd/144Nd值(<0.000013)变化.因此,在黄土中检测到的Sr-Nd同位素组成的变化应具有较明确的地质意义.(2)第四纪黄土沉积物中无论全岩还是主要粒径组分的87Sr/86Sr值和143Nd/144Nd值的变化都与气候代用指标变化不同步,难以从气候变化角度进行解释,可能更多地反映了源区的变化.(3)与Sr-Nd同位素示踪体系相比,单矿物或单颗粒的物源示踪体系对物源区变化的响应更为敏感,在追踪第四纪黄土沉积物源区时空差异方面具有较明显的优势.(4)基于碎屑锆石U-Pb年龄谱对黄土物源的有限研究揭示黄土高原的黄土在地质历史时期可能发生了原始物源区显著的时空分异,特别是不同剖面都反映出了1.2 Ma前后黄土主要源区的变化,表明通过锆石U-Pb年龄谱研究黄土物源时空差异规律具有揭示岩石圈、大气圈、水圈耦合作用过程及历史的巨大潜力.