青藏高原东北缘尖扎盆地晚中新世地层绝对天文年代标尺的建立

位于青藏高原东北缘的尖扎盆地沉积了巨厚的新生代风成沉积物,夹杂有河湖相沉积层段,已进行了高分辨率磁性地层学和环境磁学研究,是旋回地层学研究的良好剖面。以尖扎盆地加让剖面3～361 m晚中新世沉积地层为研究对象,通过系统的旋回地层学研究,旨在建立加让剖面的绝对天文年代标尺,提取尖扎盆地中蕴含影响古气候演化的地球轨道参数的主导周期,为进一步进行海陆对比和深入研究古气候环境演化提供基础数据。加让剖面古气候替代性指标频率磁化率(χ _fd)数据序列深度域频谱分析表明:3～361 m层段存在稳定的代表长偏心率周期的26 m沉积旋回,代表其他地球轨道参数周期的沉积旋回也有所体现,但并不稳定。基于识别出的沉积旋回,利用稳定的405 ka长偏心率周期对3～361 m深度域频率磁化率数据序列进行天文调谐,结合加让剖面磁性地层年代框架,建立了11.758～5.890 Ma的绝对天文年代标尺。经过天文调谐的频率磁化率数据序列时间域与古地磁年代结果吻合较好,表明建立的天文年代标尺是可靠的。加让剖面频率磁化率与深海氧同位素记录频谱分析显示,在约7.2 Ma存在明显的周期转变。这一记录表明,东亚夏季风在7.2 Ma之前由41 ka的斜率周期主导,在7.2 Ma之后受控于100 ka的短偏心率周期。     

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义。通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2 Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性。通过与周缘潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7～7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4～5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6～3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域。红黏土沉积物物源的变化表明2.6～7.0 Ma处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7 Ma墨西拿盐度危机和约3.4 Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素。     

湖泊沉积物的矿物组成、成因、环境指示及研究进展

湖泊沉积物是不同地质、气候、水文条件下各类碎屑、黏土、自生/生物成因矿物以及有机物质等的综合体。沉积矿物蕴含着丰富区域和全球环境演变信息,如湖水的化学组成、流域构造、气候、水文以及人类活动的相互作用等。相关信息可以赋存在矿物外部微形貌、内部微结构、化学组成、物理和化学性质、同位素组成、谱学特征、成因以及共生组合等方面。因此,湖泊科学的许多关键课题都离不开矿物学,特别是在利用湖泊沉积物进行区域及过去全球变化研究中,深入的机理研究归根到底都要涉及矿物学,如流域化学风化作用、粒度组成、生物壳体化学组成、测年材料的选择等。然而,由于湖泊沉积物中矿物的多源性、复杂性,如何有效提取和解译其中的环境信息,是一项长期困扰研究者的课题,湖泊沉积矿物学的研究往往被许多研究者所忽视,中国的相关研究也较为薄弱。笔者综述了湖泊沉积物中碎屑、黏土、自生/生物矿物的矿物组合、特征、成因在(古)环境反演中的作用及最新研究进展,提出除了继续加强对湖泊沉积物中矿物来源、成因和古环境示踪的深入研究以外,矿物相间的转变及其对湖水和孔隙水组成的响应、一些非晶质或隐晶质及低丰度矿物相在湖泊化学和动力学中的作用也是很有潜力的研究领域,最后提出了研究中存在的一些问题、面对的挑战以及对研究前景的展望。     

近百年来人类活动对鸭绿江口河床演变影响的重矿物沉积记录

利用2006在鸭绿江河口西汊道采集的编号为YLJ-40的样品的平行样,选取了40个样品对柱状沉积物中0.063～0.125 mm粒级的重矿物特征进行了矿物学的分析与测试,重矿物30种,包括铁矿类4种、主要造岩矿物6种、帘石类5种、辉石与闪石类6种、变质矿物9种（包括指示性重矿物4种）。重矿物的沉积记录显示出西水道海陆交...     

近百年来人类活动对鸭绿江口河床演变影响的重矿物沉积记录

利用2006在鸭绿江河口西汊道采集的编号为YLJ-40的样品的平行样,选取了40个样品对柱状沉积物中0.063～0.125 mm粒级的重矿物特征进行了矿物学的分析与测试,重矿物30种,包括铁矿类4种、主要造岩矿物6种、帘石类5种、辉石与闪石类6种、变质矿物9种（包括指示性重矿物4种）。重矿物的沉积记录显示出西水道海陆交互的沉积历史,结合210Pb测年数据和前期研究成果,揭示了该区域近百年来人类活动对河床演变的深刻影响。     

海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩自生碳酸盐矿物分布及对储层物性的影响

为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明:海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1500～1900m和2200～2700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO₂逸散的通道,断层处的富CO₂流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO^2-₃形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。     

山东烟台地区芝罘剖面粒度分维特征及其环境意义

山东半岛北部存在一系列黄土-古土壤沉积序列。在野外调查的基础上,通过对山东烟台地区芝罘岛黄土状沉积物粒度和分维值特征的分析,结合光释光测年,探讨了山东半岛北部晚更新世气候环境演变。结果表明:芝罘剖面末次冰期—末次间冰期(62.85～124.90 ka B.P.)主要由砂黄土、黄土和古土壤叠覆堆积组成; 芝罘剖面沉积物具有良好的分形结构,可以清楚区分黄土与古土壤,分维值从大到小分别为古土壤(2.379)、黄土(2.194)、砂黄土-黄土(2.157); 分维值与标准偏差成显著的正相关关系,相关系数为0.889 4,与平均粒径有较好的正相关性,与峰态和偏度相关性较低; 芝罘剖面沉积物分维值在垂向上呈现出峰谷交替的3个旋回,可以替代粒度参数指示沉积环境,分维值低反映气候干冷,冬季风强盛,黄土堆积速率加快,反之则气候暖湿,古土壤发育。     

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩成因及其地质意义

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩位于茅口组顶部王坡层黏土岩之上,其成因可能对认识峨眉山大火成岩省火山活动时限具有重要意义。对朝天剖面吴家坪组2个凝灰岩样品进行全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,探讨凝灰岩的成因,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。结果表明:广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩主要由黏土矿物组成,锆石U-Pb年龄为(260.1±2.8)Ma,并具有较高的Al₂O₃/TiO₂值(分别为37.90和31.49)、明显的Eu负异常(Eu/Eu^*值分别为0.13和0.06)及缺失Nb、Ta负异常; 凝灰岩样品中,锆石具有较高的ε_Hf(t)值(7.8～11.4)和较低的Th/Nb值(5.4～14.9),与宾川剖面峨眉山火山序列酸性熔结凝灰岩及上寺剖面上二叠统下部凝灰岩基本一致,而明显不同于清音阁王坡层黏土岩锆石ε_Hf(t)值和Th/Nb值。综上所述,四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关,且峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到晚二叠世早期。     

陕西榆林风沙滩区全新世气候和环境变迁

榆林长城沿线处于环境变化敏感带,其风沙滩区沉积剖面的磁化率和粒度分析结果显示,该区全新世早期11500～10000aBP随着全球气候的逐渐转暖,磁化率、黏粒和粉沙含量逐渐增高;全新世中期的10000～4500aBP气候相对比较湿润,植被覆盖度增大,风沙活动减弱,地表沉积物当中粉沙和黏土成分含量显著增大,风化成壤作用增强,地表发育沙质弱古土壤;全新世中期后段的4500～3000aBP期间,气候以比较温和湿润为主,但在4200～4000aBP出现一个气候干旱事件,风沙活动强烈;近3000a以来,气候显著干旱化,波动频繁,地表风沙沉积物显著变粗,表现出有5次沙漠扩张。该区生态环境演化、人文历史变迁基本上是自然因素与人为活动综合作用的结果,以自然演化为主,近代人为因素对环境变化起着加强和放大作用。     

贵州清镇老黑山铝土矿床成矿物质来源及矿床成因

老黑山铝土矿赋存于下石炭统九架炉组黏土岩中,矿石自然类型有碎屑状、致密状、土状３种,主要矿物有一水硬铝石、高岭石、白云母等。铝土矿中的Ｂｅ含量为（０.１３～６.２３）×１０^－６,Ｔｈ／Ｕ值在１.４６～５.０７,Ｓｒ／Ｂａ的平均值为１.５。矿床地球化学研究结果表明,研究区铝土矿矿床的成矿母岩来源于下伏地层,是下伏的碳酸盐岩石经红土化作用及海侵、地表水径流作用搬运至低洼区域聚集沉积成岩,形成以富铝黏土矿物为主的初始富集层,以差异升降为主的构造运动导致初始富集层暴露地表或浅表,富铝的矿物（高岭石等）再经风化淋滤改造,进一步脱硅、富铝作用形成品位较高的铝土矿。矿床成因属古风化壳迁移—沉积—改造型铝土矿矿床,沉积环境为海相的潮坪－泻湖环境。     

宁夏红寺堡盆地隐伏古隆起成因机制及其对区域沙漠化的影响

目前对于青藏高原东北缘活动构造研究多集中于活动断裂带的活动性,而对夹持于其间的沉积盆地构造格架及活动性研究甚少。以夹持于烟筒山断裂与牛首山—罗山断裂之间的宁夏红寺堡盆地为研究对象,采用重力资料重处理解译、音频大地电磁测深(AMT)和地震勘探相结合,揭示红寺堡盆地隐伏构造特征,并进一步采用盆山一体化思路分析隐伏构造的成因机制及其对区域沙漠化的控制作用。结果表明:青藏高原在中新世末发生强烈的NE向推挤、扩展和隆升,红寺堡盆地由坳陷盆地转变为挠曲盆地; 在青藏高原NE向扩展的影响下,烟筒山断裂发生强烈的逆冲作用,古生代—中生代基底逆冲于古近系—新近系之上,受构造变形影响的最新地层为中新统彰恩堡组; 红寺堡盆地内的隐伏古隆起呈NW—SE向,与烟筒山构造带具有相同的构造动力学背景,受青藏高原NE向扩展影响形成于中新世末,并且至今仍具有活动性; 隐伏古隆起周缘断裂的活动破坏了地表稳定性、蓄水能力和地表植被,导致区域沙漠化呈现有规律的NW—SE向带状展布。该研究成果对于宁夏红寺堡盆地区域稳定性评价及沙漠化的综合治理具有现实指导意义。     

四川北川地区中泥盆统养马坝组碎屑锆石U-Pb年代学特征及其构造意义

扬子板块与冈瓦纳大陆在中泥盆世是否存在亲缘性一直有较大的分歧,两者的古地理位置关系对扬子板块的构造演化具有重要意义。扬子板块西北缘四川北川地区中泥盆统养马坝组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明:碎屑锆石年龄谱主要集中在1 000～900、850～720、650～500 Ma等3个区间,与冈瓦纳大陆以及下伏地层志留系碎屑锆石年龄谱进行比较,发现它们具有相似的碎屑锆石特征,均显示出典型的冈瓦纳特征。结合古地磁数据、养马坝组沉积环境演化特征、岩相古地理特征、大地构造演化特征以及前人研究成果等信息,综合分析了研究区养马坝组陆源碎屑的可能来源,认为其碎屑物质可能来自于下伏地层志留系沉积岩的沉积再旋回,中泥盆世扬子板块与冈瓦纳大陆不具有亲缘性。     

阿拉善地块南缘构造活动特征与青藏高原东北缘向外扩展的最新边界

青藏高原向北东方向扩展的方式及最新扩展边界的位置,是目前青藏高原东北缘构造变形研究的热点。基于近年来对阿拉善地块南缘及邻区活动构造运动特征调查和定量研究结果,重点总结了阿拉善地块南缘活动断裂几何图像及运动特征,指出以前普遍认为的稳定阿拉善地块内部在新生代晚期发育了一系列规模不等、运动性质各异的活动断裂,这些活动断裂是青藏高原向外扩展过程中新生或先存断裂复活的结果,断裂对区域地貌的控制作用形成了阿拉善地块南缘的地貌和构造边界。综合新生代变形、构造地貌、低温年代学、大地测量与现代地震活动等资料和研究结果,认为青藏高原东北缘新生代中晚期以来发生了有序的向外扩展,形成了两个有重要意义的扩展边界:一是在10 Ma左右形成的以祁连山北缘断裂为主要边界控制构造的、完整清晰的青藏高原东北缘地貌及构造边界; 二是在新生代晚期3～2 Ma形成的阿拉善地块南缘与祁连山北缘断裂近平行展布的、主要由逆冲断裂所组成的青藏高原扩展最新边界。在现今构造、地貌格局中,阿拉善地块南缘已成为青藏高原东北缘最新的组成部分。     

西秦岭北缘漳县含盐盆地沉积环境分析

西秦岭北缘的漳县含盐盆地的成因、沉积环境及特征的分析,可揭示这一区域的古气候、古地理、古构造等信息．研究发现：①漳县地层层序的恢复对比,显示至少存在4期比较大的旋回;②某些含盐层位分布的不连续、不均匀性说明这些岩层在形成以后经受过拉张性质的构造变动;③盐盆形成于青藏高原隆升之前,且这一区域属青藏高原东北缘,其地层内部的构造几何特征在某一程度上说明了青藏高原的隆升在西秦岭北缘地区的响应方式．     

北祁连阴凹槽石炭系砾岩的沉积环境

通过对北祁连阴凹槽石炭系羊虎沟组砾岩层分布、剖面特征以及砾石组合特征分析,结合晚石炭世北祁连大地沉积环境及周围古陆地区的岩性特征,阐述了该砾岩层的性质、成因、物源和搬运方式,探讨了砾岩的沉积环境、水动力条件、古气候及构造特征等。运用统计学方法研究表明,阴凹槽羊虎沟组砾岩是一套典型的滨浅海底砾岩,其中所含的3套砾岩在成因、物源、沉积环境及搬运方式都具有较好的一致性。砾岩的主要物源为阿拉善地块西缘,其次为柴达木古陆。砾岩以中距离搬运为主。阴凹槽羊虎沟组砾岩具有多旋回、多期次,指示了一个以海进—海退为主不断重复的沉积过程,从整体上反映了干冷到相对潮湿的气候环境。     

利用GPS高精度监测数据开展青藏高原现今地壳运动与形变特征研究进展

青藏高原由于所处大陆构造位置的特殊性,造就其成为全球现今地壳构造运动最为强烈的区域之一。青藏高原及其周边地区发育有多条深大活动断裂带,是强震易发区,同时也是研究大陆内板块构造运动机制的天然试验场。GPS以其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被广泛应用于地壳形变监测研究中。目前,通过已建立的中国地壳运动观测网络(CMONOC-Ⅰ)与中国大陆构造环境监测网络(CMONOC-Ⅱ)获得的GPS高精度地壳运动速度场,能够清晰地揭示青藏高原近20年来地壳构造运动与形变现状。通过系统总结利用GPS监测数据开展青藏高原现今地壳运动与形变特征的研究进展,回顾了用于监测青藏高原地壳运动的GPS数据来源与高精度数据处理方法及策略,探讨了不同参考基准对GPS速度场处理结果的影响,并分别从动力学和运动学两方面全面阐述了当前用于青藏高原地壳运动与形变分析模型。综合模型计算结果从浅部与深部两方面深入剖析了青藏高原现今地壳运动与形变特征,并从板块运动构造动力学机制角度详细解译了青藏高原现今区域动力学背景及其影响下的珠穆朗玛峰隆升机制。最后对利用GPS技术开展青藏高原地壳运动与形变监测成果作了概述总结,并进一步展望了未来青藏高原地壳形变监测研究的重要发展趋势。     

东昆仑三通沟锰矿成矿年代约束:碎屑锆石U-Pb和黑色页岩Re-Os年代学

三通沟海相沉积型锰矿是近年来东昆仑地区锰矿找矿工作的新突破。对三通沟锰矿中两件粉砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年,获得年龄为(1 497±17)～(427±4)Ma,主要集中在441和473 Ma两个峰值附近,最年轻的碎屑锆石年龄为(427±4)Ma,表明其沉积时代晚于427 Ma,并且指示其沉积物质来源于纳赤台群中段。三通沟锰矿黑色页岩Re-Os等时线年龄为(387.4±6.2)Ma,表明其成矿作用中成岩转化过程的时间为中泥盆世,而锰质的初始沉淀早于这个时间。综合同位素定年结果,将三通沟锰矿的沉积时代限定在晚志留世—中泥盆世。结合早古生代海相沉积型锰矿矿床成因的主流观点,探讨三通沟锰矿的成矿作用与原特提斯洋俯冲作用之间的关系,认为早古生代原特提斯洋的俯冲闭合是三通沟锰矿成矿的主要原因,三通沟锰矿的成矿时代与原特提斯洋闭合时间基本一致。