白垩纪-古近纪是全球气候环境演变的重要转折期,也是地质历史中典型的温室气候期,而现今随着气候的不断变暖,地球极有可能正向着温室气候状态转变,因此,我们亟需了解白垩纪-古近纪的古气候环境演变特征,从而更好地评估人类未来的生存环境。但迄今为止,白垩纪-古近纪时期古气候研究仍不够深入细致,古气候资料多来源于海相记录,陆相记录则因受到不连续和缺乏高精度年代学约束的剖面,以及缺乏有效替代性指标的影响而非常匮乏。广东南雄盆地大塘剖面拥有出露良好的晚白垩世-早古新世陆相红层,沉积连续,化石丰富,除了恐龙、恐龙蛋,还有许多龟、鱼和无数微体古生物化石,是目前中国研究程度最高、资料也最完整的区域。可为白垩纪-古近纪时期古气候环境研究提供宝贵素材。本研究在对大塘剖面进行详细的野外考察及系统采样的基础上,以岩石磁学测量为主要手段,同时结合稀土元素测试、粒度测量和碳酸盐含量测定等非磁学手段,对剖面沉积物磁学特征进行了初步探讨。并参考前人对白垩纪-古近纪时期海相古气候环境的恢复,将所得磁化率变化曲线与深海氧同位素进行仔细对比,以进一步探究白垩纪-古近纪时期古气候变化的陆相沉积物的磁学响应,明确剖面磁化率变化机制及其古气候意义。经实验分析,得到以下初步认识:(1)野外观察发现,剖面岩石结构分类总体以粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主,含砂岩、砾岩,整体表现为细-粗-细的变化格局。多处地层中发育古土壤特征及古土壤层,其中尤以红色泥岩中最为清晰可辨。结合前人研究成果,本文认为大塘剖面实则是一大套尚未被充分认识的红色古土壤序列。(2)稀土元素(REE)分析结果表明,虽然剖面所选样品层位和时代不同,但其分配模式却具有高度相似性,如,各样品稀土元素含量都十分接近,斜率均为负值,且轻稀土元素富集,Eu呈负异常等。REE分布模式所呈现的这些特征,表明了大塘剖面各地层沉积物虽经历了不同地质时期的古气候环境演变过程,但其来源稳定。(3)粒度测量结果显示剖面不同分段沉积物颗粒变化明显,而各分段内部沉积物颗粒特征较一致。本研究剖面下部和上部均以粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主,中部为泥质粉砂岩与砂砾岩互层。砂砾岩样品在粒度分析前,先过2 mm筛子。分析结果显示,所有样品整体以粉砂颗粒为主,粘土含量较高,同时含有一定量的砂。综合粒度测量结果和野外粒度特征,剖面沉积物整体呈现出细-粗-细的变化格局,其中,以浈水组(71.5-66 Ma)段粗碎屑岩为特征。剖面中沉积物颗粒大小相差悬殊,可能反映了多种来源特征,既有河流冲洪积搬运来的砂砾,也有含风积的粉砂,和成土形成的粘土粒级组分。(4)系统的岩石磁学测量结果表明,赤铁矿为剖面沉积物中占主导地位的载磁性矿物,或是唯一能够被检测到的磁性矿物。剖面整体χ很低,最大值不超过20×10-8m3/kg,远低于第四纪黄土-古土壤及第三纪红粘土序列磁化率值。但是赤铁矿的相对含量却比后者最强的古土壤都高得多,表明白垩纪-早古近纪地层气候条件比以后的新生代更加高温而且湿度更小。赤铁矿在细粒的粉砂质泥岩含量高,获磁化率高值,在粗粒的砂砾岩含量低,磁化率获低值。但整体来看磁化率值随深度仍然呈现出高-低-高的变化趋势,对应着剖面地层中的粉砂质泥岩-砂砾岩-粉砂质泥岩的粗细变化旋回,磁化率的这种变化特征本质上受控于赤铁矿含量的变化。(5)剖面碳酸盐含量变化在0%~17.1%之间,均值为6.5%,其随剖面深度变化无明显规律,与磁化率值之间的pearson相关系数为-0.117,即| r丨=0.117,表明二者之间并无相关性,磁化率变化的主要受控因素仍是赤铁矿含量的变化。(6)磁化率与古气候变化:本研究依据剖面磁化率变化特征,可划分为三个时期:1)主田组(72-71.5 Ma)段磁化率稳定在高值,此阶段对应着深海氧同位素值偏负区,反映相对高温,古土壤钙质结核δ18O偏正,表明该区此阶段为相对湿润期,在气候相对湿热的条件下,成壤作用增强,促进赤铁矿形成;2)浈水组(71.5-66Ma)段磁化率大大降低,深海氧同位素值偏正,反映温度相对降低,古土壤钙质结核δ18O偏负,反映气候相对干燥特征,在以温凉为主的气候条件下,成壤作用减弱,不利于赤铁矿形成,故含量低而导致磁化率低;3)上湖组(66-61.5 Ma)段磁化率值有所增加,但波动较大,该时段深海氧同位素值偏负,古土壤钙质结核δ18O偏正,表明该区干燥度减弱而湿润度相对增加,气温有所回升,但不稳定,导致成壤作用增强,赤铁矿含量增加和磁化率上升。