《Quaternary International》：A complete sequence of red clay, lacustrine deposits, and loess on the Eastern Chinese Loess Plateau: Implications for the Neogene-Quaternary tectono-geomorphic evolution
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湖泊沉积与黄土-红土互层共存记录了黄土高原中新生代以来构造抬升与古气候变化，武威古湖发育于白玉山南麓，通过高分辨率磁性地层学揭示其经历深湖（3.6-2.5Ma）、浅湖（2.5-0.8Ma）、沉积盆地和泛滥平原四个演化阶段，最终因山脉抬升、河流改道及溯源侵蚀消亡，为鄂尔多斯高原新构造运动研究提供关键依据。
徐勇|王虎|王建强|孙璐|李建星|潘峰|关崇|岳乐平
中国地质调查局西安地质调查中心，西安，710119，中国
摘要
在中国黄土高原的局部凹陷地带，保存了与新近纪至第四纪黄土和红粘土沉积同时期的湖泊沉积物。这些湖泊沉积物可以为重建鄂尔多斯高原的差异性抬升以及自中更新世以来黄土高原的构造-地貌演变和古气候变化提供关键依据。吴起古湖是沿白玉山南麓发育的一个古老湖泊。本文通过系统分析区域地层的沉积特征和高分辨率典型剖面的研究，探讨了该古湖的沉积环境及其演化过程。古地磁测量结果表明，何沟剖面记录的极性带与C3n.2n正常亚期以来的极性带高度吻合，其基底年龄约为450万年前。结合野外特征、粒度及磁化率数据，可知吴起古湖形成于约360万年前，经历了深湖、浅湖、沉积盆地和泛滥平原等演化阶段，最终在约80万年前消亡。自80万年以来，古湖区域开始堆积黄土-古土壤层，其沉积特征与其他黄土高原地区相似。吴起古湖的消亡归因于白玉山的抬升、区域排水系统的改变以及河流的加速溯源侵蚀。吴起古湖的沉积演化过程为理解黄土高原的新构造运动和古环境演变提供了重要证据。
引言
自新近纪以来，黄土高原上堆积的厚层黄土-红粘土序列连续记录了自中更新世以来中国西北地区的古环境演变和干旱化过程（刘，1985；丁等，1998；安等，2001；郭等，2002；聂等，2014；Maher，2016；Bird等，2020；王等，2024，2025）。与这些风成序列同时期的湖泊沉积物保存在高原的局部凹陷地带（张，1983；1989；朱和丁，1994）。这些湖泊地层底部为新近纪红粘土，顶部为第四纪黄土，整体呈现出粒度与颜色的系统变化（图2）。这些复合序列为重建从稳定沉积到逐渐抬升的盆地尺度构造转变提供了关键依据，有助于了解黄土高原的新近纪-第四纪构造-地貌演变。渭河盆地中三门组的广泛分布证实了鄂尔多斯高原周围断层封闭凹陷地带存在大量古湖（岳，1996，1999；王等，2002；胡等，2012，2019；肖等，2021）。此外，鄂尔多斯盆地东部长梁山麓的新近纪红粘土序列中含有河流-湖泊互层，表明该地区曾有间歇性的水动力活动（李等，2009，2013；徐等，2016）。张（1983，1989）提出，新近纪侵蚀形成的盆地（如吴起盆地、延安盆地和洛川盆地）分布在鄂尔多斯高原的白玉山、子午岭和北山山脉范围内，这些盆地中堆积了与黄土层互层的厚层河流-湖泊沉积物（张，1983，1989）。然而，越来越多的证据表明，这些盆地主要由厚层黄土序列主导，仅局部发现少量河流-湖泊沉积物。其中，吴起盆地拥有最广泛且最厚的湖泊沉积物，使其成为关键研究区域（张，1983，1989；朱和丁，1994；孙等，2010；王等，2016，2017）。
先前的研究利用遥感和数值模拟方法绘制了吴起盆地湖泊沉积物的空间分布图（王等，2016，2017），同时通过磁性地层学分析确定了其沉积年代（张，1983；1989；孙等，2010）。然而，仍存在一些关键空白，包括吴起古湖的演化阶段及其形成和消亡的机制。
本研究旨在通过综合分析吴起县何沟新发现的一个新生代复合剖面来填补这些空白，该剖面自下而上包含了新近纪红粘土、湖泊沉积物和第四纪黄土。通过高分辨率磁性地层学与沉积学分析，建立了吴起古湖的年代地层框架，并重建了其演化过程。本研究的结果将为理解黄土高原的新构造抬升动力学和古环境演变提供新的见解。
地质背景与岩性地层特征
研究区域位于黄土高原中部内陆（陕西省北部）（图1），受到北洛河及其支流的长期侵蚀作用。该地区地貌破碎，以破碎的高原、交替的山脊和沟壑、裸露的陡峭基岩以及深切的山谷为特征。
该地区的河流-湖泊序列延续至早更新世。该序列主要分布在11个区域（即
磁性地层学
ChRM测得的偏角和倾角值被转换为虚拟地磁极（VGP）纬度，从而确定了地层剖面的磁极性序列。年龄建模基于磁极性地层与地磁极性时间尺度（GPTS，Gradstein等，2012）之间的相关性（图4）。
建立的极性序列包括十个正极性区和九个负极性区（图4）。C1n（Brunhes年代期）
粒度分布
何沟剖面的粒度分布受沉积环境影响（图7）。上层黄土和古土壤的粒度频率曲线呈现不对称的单峰分布（图7a），这与黄土高原其他地区的黄土序列一致（徐等，2009；Vandenberghe，2013）。在36.3米至50.2米深度采集的样本显示出与上层相似的分布特征，但部分样本表现出次级特征吴起古湖的演化阶段
何沟剖面中64.5米厚的湖泊序列可分为四个明显阶段，其演化过程根据野外岩性特征、粒度分析结果及详细古地磁年龄确定（图9）。
- (1)
深湖阶段（100.8–79.0米；360–310万年前）。这一阶段以蓝灰色至灰白色的泥岩为主，向上逐渐过渡为棕红色粘土。该阶段的粒度最为细小
结论
本研究揭示了鄂尔多斯高原新近纪至第四纪期间古湖泊的演化过程，得出以下结论：
(1)吴起古湖是鄂尔多斯高原上最大、最深的湖泊系统之一，保存的湖泊序列最大厚度达64.5米。
(2)高分辨率磁性地层学分析表明，吴起古湖在360万至250万年前完全形成，随后
CRediT作者贡献声明
徐勇：撰写初稿，数据整理。王虎：研究实施与概念构思。王建强：资金筹措。孙璐：撰写与编辑。李建星：项目监督与管理。潘峰：撰写与编辑。关崇：撰写与编辑。岳乐平：项目监督与概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：42230815和41972035）、陕西省自然科学基金（项目编号：2025JC-YBMS-252和2024JC-YBMS-240）以及国土资源调查项目（项目编号：DD20230106）的财政支持。特别感谢郭怀军在野外工作和样品采集方面的贡献，同时感谢钟梦婷、张乐忠、熊忠义、乔兰和王龙英的支持。
