白垩纪地层广泛分布于全球,其中蕴含着丰富的气候变化信息。白垩纪是全球构造与环境演变的重要转折时期,也是中生代以来最温暖的气候时期,气候具有显著的温室效应。因此研究白垩纪环境演变对于认识过去气候变化和现今全球变暖的原因以及预测未来气候变化趋势都具有重要的指示意义。在我国西北部甘肃张掖分布有一套发育于晚白垩纪时期的彩色地层,地层出露较好,是研究晚白垩纪气候变化的良好载体。本文以岩石磁学为主要手段,结合元素地球化学、粒度和色度方法,选取彩色地层临泽剖面为研究对象,对剖面的磁学特征、地球化学参数特征和颜色旋回与沉积环境变化间的关系进行了研究。通过系统的岩石磁学测量(包括磁化率、非磁滞剩磁磁化率、磁滞回线等常温磁学参数以及高温磁学分析等)、元素地球化学测量(常量元素、微量元素)、粒度参数(频率分布曲线、概率累积曲线以及C-M图)和色度测量(红度a*、黄度b*、亮度L*和彩度Ca*b*),初步得出以下结论:(1)白垩纪彩色地层(临泽剖面)颜色旋回鲜明,主要可分为红色、黄色和灰色三类地层。其中,红色地层的主要载磁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿,以及部分赤铁矿和针铁矿;黄色地层中主要的磁性矿物为磁铁矿、针铁矿以及赤铁矿,同时包含部分顺磁性物质;灰色地层中顺磁性物质较多,只存在少量的磁铁矿和赤铁矿。整个剖面的磁性颗粒粒径主要集中在假单畴(PSD)和多畴(MD)之间。(2)剖面色度结果显示:红色地层的a*值最高;黄色地层和灰色地层的b*、L*值最高。元素地球化学的相关参数指示地层形成时期经历了多次氧化还原作用。此外,剖面粒径较细,以粉砂为主,粘土矿物的含量较高,达到30%以上。(3)综合多指标分析得到,在以温暖气候为主的背景下,研究区沉积环境的变化导致剖面磁性矿物发生变化。出现这种变化的主要原因可能是晚白垩纪时期全球岩石圈的异常活跃和小区域气候异常现象的出现。(4)结合野外观察(土壤结构和土壤淀积层等)和室内实验分析(粒度参数和元素地球化学参数)发现,临泽剖面整体上与典型风积物在各项指标参数上表现出较高的相似性,由此我们推测该套地层中红色和黄色地层可能以风积物古土壤为主,而灰色地层则为还原环境下的河流相沉积物。