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地磁场在漫长的地球演化史中发生过许多次漂移和倒转,在地球演化过程中地球磁场扮演了重要的角色。因为这些古地磁漂移和倒转事件具有全球等时性的特点,所以能成为磁性地层学地层划分的重要标志。发生在距今0.99 Ma-1.07 Ma的Jaramillo极性亚时是松山反向期中出现的一次正极性地磁倒转事件,它在深海沉积物和中国黄土中都有较好的记录。然而,在中国黄土磁性地层学的研究中,Jaramillo极性亚时顶、底界线的记录存在空间上的差异,且Jaramillo极性亚时顶、底界线划分与深海氧同位素曲线的对比存在错位现象:Jaramillo极性亚时顶、底界在黄土磁性地层划分中多确定为L10和L12,对应于深海氧同位素MIS26和MIS30,所对应气候时期为冷期;在深海沉积物中,目前大多研究结果认为Jaramillo极性亚时顶、底界线对应深海氧同位素MIS28和MIS31阶段,所对应气候时期为暖期(MIS28为冷期,TJ对应MIS28中暖阶)。Jaramillo极性亚时顶、底界线海陆记录的不同步现象,无疑将影响中国黄土基于磁性地层序列年代框架下的全球古气候记录的对比研究。 西峰剖面B/M界线和M/G界线都已开展黄土10Be示踪古地磁场强度变化的工作,在两界线之间的Jaramillo、Olduvai、Cobb Mt等极性亚时也有必要开展相应工作。为此,针对黄土中Jaramillo顶、底界线尚存争议这一问题,本论文选取中国黄土高原中部西峰黄土-古土壤钻孔岩芯为研究对象,进行了磁化率测试和黄土-古土壤10Be高分辨率的测试,以及相关层位古地磁的测试。根据黄土10Be与磁化率之间的高度相似性,基于周卫健研究员提出的分离思想和数理分析方法,将西峰剖面0.9 Ma-1.2 Ma时间段黄土中10Be浓度受控于气候因素和古地磁场变化的10Be浓度进行了分离。论文主要取得以下成果: 1、以8 cm高分辨率测定了西峰剖面S9-S13(60-85 m)10Be浓度变化曲线和磁化率变化曲线,结果显示10Be浓度变化曲线与磁化率曲线有着高度相似性,相关系数R=0.9391。 2、以10 cm分辨率测定了西峰剖面L7-S13(50-85 m)的古地磁参数,结果显示B/M界线位于L8中部,Jaramillo顶、底界线分别位于L11顶部和L13顶部。 3、利用黄土10Be示踪Jaramillo顶、底界线为S10、S12,对应于深海氧同位素MIS28、MIS31,10Be示踪Jaramillo顶、底界与深海沉积物记录一致。值得指出的是周卫健等利用黄土10Be示踪B/M界线位于S7,而非L8中部,与深海沉积物记录的氧同位素MIS19一致(Zhou et al.,2014a)。 4、将古地磁测试的西峰剖面Jaramillo顶、底界线位置投影到本研究的磁化率曲线上,发现相比于10Be示踪结果,古地磁示踪的Jaramillo项、底界线层位分别下移了约1.18 m(TJ)和0.99 m(BJ),这与黄土中B/M界线10Be示踪与古地磁对比情景类似,有望为研究地磁极性转换期黄土剩磁获得过程提供新思路。 5、对于B/M界线而言,由于倒转时期地磁场强度急剧降低,相应地获得的沉积碎屑剩磁强度非常弱,而叠加在沉积碎屑剩磁上的化学剩磁比较顽固,在退磁过程中无法完全去除,因而造成古地磁测量的倒转界线记录位置出现了“错位”的假象(Zhou et al,.2014a),这也能解释Jaramillo项、底界线存在的下移现象。