泥河湾盆地有孔虫化石群壳体的地球化学及其古环境意义研究

河北省泥河湾盆地第四纪地层在沉积过程中有无“海侵"，一直是地学界争论的问题之一。争论的原因是这套地层中既存在着典型的陆相化石(如介形虫、腹足类)，又有所谓的“海相性”有孔虫壳体化石。而无论海相成因论还是陆相成因论，都是从纯古生物学角度入手进行研究的。近年来的研究成果表明，纯古生物学方法很难对弱海相及其类似的沉积环境作出准确的判断。鉴于海水与陆表水之间的化学组成、尤其是Sr含量和~(87)Sr／~(86)Sr比值存在较大差异，可以利用生物壳体中的~(87)Sr／~(86)Sr比值来判别海相、过渡相及陆相沉积环境。基于以上认识，本论文选取泥河湾盆地小渡口剖面为研究对象，根据对小渡口剖面22层、27层上部、28层有孔虫、介形虫、腹足类生物壳体的微观观察，对微量元素、~(87)Sr／~(86)Sr比值及其与微量元素特征对比以及对水岩反应~(87)Sr／~(86)Sr比值的混合模式的研究，得出如下几点结论：(1)小渡口剖面的有孔虫、介形虫、腹足类壳体经埋藏后，基本上保持着原生的结构，并没经历过明显的蚀变作用。因~(87)Rb在碳酸盐类矿物中含量相当低，不需考虑~(87)Rb就位衰变对~(87)Sr的贡献。故所测定的小渡口剖面有孔虫、介形虫、腹足类骨骸矿物的~(87)Sr／~(86)Sr比值就代表矿物相形成时宿生水体的~(87)Sr／~(86)Sr比值。(2)海水-陆表水~(87)Sr／~(86)Sr-盐度混合模式计算图示及混合水体~(87)Sr／~(86)Sr-Sr／Ca图表明泥河湾盆地第四系更新世有孔虫宿生水体没有海水的参入，为一纯陆相环境。有孔虫的大量出现仅与当时干旱气候条件下，泥河湾湖水水体达到适合有孔虫大量生存的理化性质有关：从锶同位素特征来看，有孔虫宿生水体与现代桑干河具有较强的可比性。(3)有孔虫壳体~(87)Sr／~(86)Sr比值为0.71190—0.712018，明显高于同时期海水的~(87)Sr／~(86)Sr比值0.709807—0.709147，也略高于现代黄河水的平均值O.7111，说明小渡口剖面有孔虫生活时的水体为内陆湖泊。(4)泥河湾盆地小渡口剖面有孔虫、介形虫、腹足类壳体~(87)Sr／~(86)Sr、Sr／Ca、Mg／Ca比值的变化、可以作为提取古气候、风化作用信息的工具。(5)综合的地质、地球化学、古生物学、古地磁研究表明：泥河湾古湖泊在有孔虫出现期问(大约1.OMa)发生了一次大的环境转变事件。湖泊因强烈蒸发，湖水浓缩，出现了区域性的、与海水性质相似的、咸水或半咸水湖水环境，为有孔虫的生存提供了合适的环境。小渡口剖面有孔虫化石群属于内陆非海相有孔虫。