西峡盆地含恐龙蛋化石剖面磁性地层学结果及其构造地质意义

通过对河南南阳西峡盆地含恐龙蛋化石的阳域-丹水剖面的岩石磁学与古地磁学研究表明,该陆相沉积地层的特征剩磁载体以赤铁矿与磁铁矿为主,特征剩磁通过了倒转检验,表明其很可能为岩石形成时期获得的原生剩磁.结合该剖面古生物资料,磁性地层学结果表明,剖面上部2973~3023 m处年代为83~79 Ma;该剖面蛋化石所在最高层位年龄不晚于83 Ma,暗示该地区大型爬行动物的绝灭可能与西峡地区当时的气候、环境变化有关.此外,自晚白垩世以来,该剖面所处位置相对华北和华南地块发生了约18°的顺时针旋转,可能由该地区的局部构造活动引起.     

蓟县元古界碳酸盐岩的碳同位素变化

天津蓟县元古界剖面长城系碳酸盐岩的δ~(13)C值基本为负值,蓟县系大体在(0±1)‰的范围内,进入青白口系井儿峪组一般在(2±2)‰的正值.从串岭沟组到大红峪组(约1700～1600 Ma)碳酸盐岩的δ~(13)C值大约由-3‰变化到0‰,但大红峪组δ~(13)C值大幅度振荡.蓟县系地层碳同位素组成发生两次较大的变化,分别在杨庄组和雾迷山第三亚组之后.相当完整和连续的碳同位素记录反映了约 1700～800 Ma全球海水的δ~(13)C值长期变化趋势.发生在约1700～1600 Ma和<约 1300 Ma海水的δ~(13)C值升高及大幅度振荡可能是两次全球性构造事件的响应.     

陇中盆地灞河期地层的发现及意义

陇中盆地东南缘天水一带发育较完整的新近系地层, 其中蕴含丰富的哺乳动物化石, 特别是尧店组中产出典型的灞河期渭河三趾马等化石. 鉴于灞河期及灞河期沉积地层在中国北方环境变化中的重要意义, 开展了天水尧店典型剖面的古地磁测年. 结果表明, 尧店组(相当灞河组)年龄为11.67~7.43 Ma, 其中含渭河三趾马层位的古地磁年龄大致为10.3~10.54 Ma. 根据岩性、沉积结构和构造特征, 尧店组沉积演化从下部河道沉积(11.67~10.4 Ma)到中部洪泛平原沉积(10.4~9.23 Ma), 最后转变为浅湖沉积(9.23~7.43 Ma), 表明盆地南部的秦岭和北部的华家岭经过长期的侵蚀后, 地形高差变小, 水系搬运能力减弱, 最后水系解体, 在宽浅的湖泊里沉积稳定的泥岩和泥灰岩, 应代表夷平面发育接近老年期阶段. 孢粉资料也显示这一时期以针阔混交林为主, 气候温暖湿润. 7.4~7.7 Ma之后, 变为红黏土为主沉积, 森林草原植被发展, 三趾马动物群繁盛, 指示此时发生了显著环境变化. 目前的秦岭和现代水系均属上新世晚期以来强烈新构造运动和气候变化的产物.     

祁连山北缘老君庙背斜晚新生代磁性地层与高原北部隆升

河西走廊新生代沉积敏感地记录了青藏高原北部的构造隆升过程. 酒泉盆地玉门老君庙剖面高分辨率磁性地层研究表明, 疏勒河组胳塘沟段和牛胳套段的年龄分别为>13~8.3 Ma和8.3~<4.9 Ma, 玉门砾岩、酒泉砾石层和戈壁砾石层的年龄分别为3.66~0.93, 0.84~0.14和0.14~0 Ma. 岩性和岩相变化表明祁连山自约8 Ma起, 6.6 Ma略有加速, 由较低的高度开始逐步隆起, 盆地沉积从细粒的湖相砂岩-泥岩逐步转变成粗粒的洪积扇沉积, 至约3.66 Ma后, 祁连山开始急剧地整体快速隆升, 并经约<2.94~2.58, <1.8~1.23, 0.93~0.84和0.14 Ma多次阶段性快速隆升, 祁连山最终被抬升到今天的高度.     

兰州地区晚第三纪磁性地层与古环境意义

兰州地区位于黄土高原和青藏高原的过渡带,其第三纪地层对研究风尘沉积发育和青藏高原隆升都有着特殊的意义.本研究以0.5 m间距对兰州盆地皋兰山剖面240 m的晚第三纪地层进行古地磁样品采集,古地磁样品共计422个;以50 ℃为间隔从室温至500 ℃用热退磁仪和超导磁力仪完成了皋兰山剖面样品的系统热退磁和剩磁测量.结果表明皋兰山剖面上部地层的实测极性柱出现2个负极性大段中间夹着4个正极性小段,其特点与Gilbert时的典型特征完全一致,并且两端未完全出露的正极性分别与Chron2A.3n和Chron3An.1n相对应,最终确定皋兰山剖面的年代为6～3.5 Ma.由此推断,皋兰山剖面顶部的五泉砾岩形成大约开始于3.5 Ma,五泉砾岩底界年代的确定,为青藏高原的A幕运动提供了地质证据.皋兰山剖面深度602 m处出现由河湖相砂岩向以风成红粘土为主常夹有薄层砂岩的地层转变,通过岩性地层及年代的推断,兰州地区的风尘序列堆积发育的年代至少为7 Ma,与黄土高原风尘序列堆积底界8～7 Ma基本一致,说明了兰州地区与黄土高原在风尘序列堆积过程中具有统一性.     

燕山地区承德盆地下白垩统磁性地层学研究 及其对华北克拉通破坏的制约

华北克拉通破坏的重要标志是岩石圈减薄、地幔性质转变以及伸展构造活动.长期以来这一重大地质事件发生的时代备受关注,目前已有大量地质、地球物理和地球化学研究结果,但对于华北克拉通破坏的准确时代,尚存争议.本文试图从地磁学的角度为华北克拉通破坏时代提供可靠约束.选取位于华北克拉通北缘的燕山造山带中段-承德盆地作为研究对象.磁性地层学研究结果表明研究剖面记录了三个磁极性段:下部正极性段(N2)、中部负极性段(R1)和上部正极性段(N1),与2004年地磁极性年表对比并结合129～128 Ma的火山岩同位素年龄(与B. Schoene 私人通信),认为剖面下部正极性段(N2)对应于M3n,负极性段(R1)对应于M1r,上部正极性段(N1)对应于M1n,由此得出承德盆地袁家庄剖面沉积作用起始年龄约为128 Ma.作为华北克拉通重要断陷盆地之一,承德盆地的沉积年龄可以为华北克拉通破坏时代提供有力约束.岩石磁学研究结果表明,研究剖面火山岩的剩磁载体十分复杂,可能与伴随华北克拉通破坏峰期出现的地壳变形、岩浆活动、地幔上涌、下地壳重熔等深部动力过程密切相关.综合分析结果表明,华北克拉通破坏的峰期为128～125 Ma.     

赣南晚白垩纪红层磁学研究及其地质意义

磁性地层学是界定沉积物地质年代的一种重要方法,该方法的应用建立在沉积物记录了可靠的特征剩磁基础上.红层的磁性地层年代学研究对于我国华南地区晚中生代以来古环境、古气候的演化具有极为重要的意义.但是,目前对于红层古地磁可靠性的解释存在广泛的争议,为更好地理解并尝试解决具体红层剖面的古地磁可靠性问题,迫切需要综合岩石磁学和其他非磁学手段对沉积物中的载磁矿物性质进行系统厘定.本文通过对赣南地区两个典型晚白垩纪红层剖面(信丰XF剖面和留车LC剖面)进行详细的岩石磁学分析,并结合扫描电镜和沉积相特征,判定出磁性矿物以赤铁矿为主,含有少量针铁矿、磁赤铁矿和磁铁矿.其中,赤铁矿是最主要的剩磁载体,且与钛铁矿共存,综合磁学与非磁学结果判定其记录了原生的沉积剩磁.在获得了可靠的古地磁信息基础上,结合前人对该区域生物地层学和年代学研究并与邻区地层比对,初步判断出LC剖面与XF剖面地质年代分别为晚白垩纪早期Cenomian期和晚白垩纪晚期Maastrichtian期.XF剖面依据ESR测年、南雄盆地地层比对和沉积相的判断,地层极性时段初步界定为C30n,即68.196~66.398 Ma,这为进一步探讨该地区的古环境和古气候演化提供了可参考的年龄标尺.     

祁连盆地第三纪沉积物磁性地层和岩石磁组构初步研究

祁连山山间盆地内的新生代沉积物是研究新生代以来祁连山构造演化的重要材料.本文以位于祁连山中部祁连盆地内的新生代沉积物为研究对象,利用磁性地层学方法结合碎屑颗粒裂变径迹定年方法获取其沉积时代框架,在此基础上,结合岩性变化与沉积环境变迁分析祁连山构造演化历史.野外实测剖面显示该盆地内的第三系可划分为下部砾岩组和上部砂岩组两大岩性单元.古地磁结果显示砾岩组的沉积时代约为10—14.3Ma.砾岩组沉积大约在14.3 Ma开始形成,指示祁连山14.3 Ma以来构造活动变强烈.磁组构结果显示砾石组顶部沉积形成时的受力方向与现今祁连盆地周缘断层分布所指示的应力方向一致,表明这些断层大约在10 Ma附近开始活动.我们的结果揭示祁连山中部山脉14.3 Ma以来尤其在10 Ma附近构造活动较强烈.这与过去低温热年代学所获得的祁连山山体的快速冷却年龄及祁连山两端大型盆地内的第三系所记录的构造事件发生的时间基本吻合.而砂岩组的古地磁结果并未通过褶皱检验,其古地磁记录发生了后期重磁化,无法获得地层的准确沉积年龄.     

泥河湾组的时代、地层划分和对比问题

通过泥河湾盆地大道坡和洞沟两个剖面的古地磁和古气候学研究,对泥河湾组的时代和地层划分提出了新的认识.泥河湾组Ⅰ ,顶底分别距今约2.48Ma和3.40Ma,属上新世,可与黄土高原的红粘土层对比;泥河湾组Ⅱ段,距今2.48～0.97Ma,可与午城黄土对比;泥河弯组Ⅲ段,距今0.97～0.13 Ma,大致可与离石黄土对比.根据上述地层划分方案,建立了泥河湾组地层框架,并进而与其他剖面做了对比分析.     

下蜀黄土底界的年代及其对区域气候变干的指示

下蜀黄土是中国南方地区典型的第四纪风尘堆积,是低纬季风区气候变化的重要地质记录.但是,下蜀黄土的沉积年代问题一直未能得到有效解决.明确其起始堆积的年代对于深入理解晚第四纪亚洲大陆干旱化进程、东亚季风演化和亚热带区域环境变迁具有重要意义.本文针对这一科学问题对下蜀黄土进行了系统的年代学研究.磁性地层学结果表明,江苏的仪征青山剖面和镇江大港钻孔岩芯下蜀黄土地层中均存在松山/布容(M/B)古地磁极性倒转记录(这也是首次在下蜀黄土中发现古地磁M/B界线),确认最早的下蜀黄土堆积要早于中更新世,为探讨下蜀黄土底界的年代问题提供了重要的古地磁约束.以此为基础,结合剖面上部的光释光(OSL)测年结果,推算出下蜀黄土的底部年龄约为0.9Ma,这是迄今所获得的下蜀黄土最老年龄,与安徽宣城红土堆积底部年龄大致相当.下蜀黄土的开始堆积指示了亚洲大陆干旱区域在晚第四纪的进一步扩张,它是江淮亚热带地区气候显著变干和冬季风增强的直接证据.我们认为,这可能主要受到全球变冷和北半球高纬冰量增加的驱动,是中国南方地区对全球降温"0.9Ma事件"的区域响应.     

黄土古气候记录中100 ka周期与岁差、半岁差周期的非线性耦合关系

在建立灵台、泾川和塔吉克斯坦Chashmanigar黄土剖面的时间标尺后, 分别分析了这3个剖面中约100 ka周期的演化过程, 并使用自凝聚函数法(auto-bicoherence)考察了约100 ka周期和其他周期(地轴倾斜度、岁差、半岁差)的耦合关系. 计算结果显示: 在0.0~0.8 Ma时段, 约100 ka 周期与岁差周期中的16 ka成分及半岁差周期成分(约13.8 ka, 约12.4 ka 及约11.1 ka)之间存在着2次相位耦合关系; 在1.6~2.6 Ma时段, 128 ka 周期与岁差周期成分(19.3 ka, 16.8 ka)和约10 ka的半岁差周期成分之间也存在着2次相位耦合关系. 上述结果表明黄土所记录的约100 ka周期的产生可能是岁差、半岁差周期波非线性交互作用的结果.     

鄂尔多斯盆地东南缘白垩纪以来构造演化的裂变径迹证据

鄂尔多斯盆地东南缘处于渭北隆起、晋西挠褶带和东秦岭造山带的转折地带,构造位置独特,演化历史复杂.本文选取东缘韩城地区和南缘东秦岭洛南地区上三叠统延长组为研究对象,采集6件砂岩样品进行锆石、磷灰石裂变径迹分析,对关键构造-热事件提供热年代学约束,恢复盆地东南缘不同构造带的热演化史,深化对盆地东南部油气资源赋存条件的认识,以期实现油气勘探的新突破.研究表明韩城和洛南地区的抬升冷却史存在明显差异.磷灰石裂变径迹年龄表现为从南到北减小的趋势.东缘韩城剖面磷灰石裂变径迹记录51.6~66.3 Ma、33 Ma两次抬升冷却的峰值年龄.南缘洛南剖面锆石裂变径迹年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别记录89~106 Ma和59~66 Ma的冷却抬升年龄.洛南地区抬升冷却时间较早,剥蚀速率(106m/Ma)大于韩城地区(68m/Ma),且持续时间长.磷灰石裂变径迹(Apatite Fission Track,AFT)热史模拟显示,晚中生代,受燕山运动的影响,东秦岭地区发生强烈的构造岩浆事件,洛南地区热演化程度明显高于韩城地区.洛南剖面的热演化主要受岩浆活动的控制,韩城剖面为埋藏增温型.鄂尔多斯盆地东南缘的裂变径迹年龄格局基本受控于白垩纪以来的抬升冷却事件.     

武汉地区第四纪磁性地层

武汉地区90%为第四系所覆盖,但目前针对第四纪年代地层的研究严重滞后。文中在武汉市城市地质调查施工的数百个钻孔中选择了地层发育齐全、适于进行磁性地层研究的SK2钻孔进行了古地磁极性测试和分析,并重点对SK2钻孔进行了磁性地层的划分,初步建立了武汉市第四纪磁性地层的年代序列。结果表明,SK2钻孔的布容与松山(B/M)界线位于孔深约29. 6m处,其古地磁年龄约0. 78Ma;松山反向带中的正极性亚时贾拉米洛(Jaramillo)、奥杜威(Olduvai)、留尼汪(Reunion)Ⅱ分别位于孔深38. 2～39. 8m、66. 5～71. 9m和75. 8～78. 4m处。依据磁性地层结果对研究钻孔进行了第四纪地层划分,SK2钻孔的1. 2～14. 1m为上更新统,15～29. 6m为中更新统,29. 6～78. 8m为下更新统。计算SK2钻孔地层的沉积速率后发现,古地磁年代1. 47～1. 57Ma BP和1. 07～1. 21Ma BP为2个沉积速率相对增大的阶段。     

三瞬剖面法在人工地震测深中的应用研究

本文简述了Hilbert变换原理及三瞬剖面的制作方法(又称复数道分析法),并对理论合成地震记录进行了处理,得到三瞬剖面,分析了这些剖面的特征以及利用这些特征进行地震解释的可能性,对人工地震测深资料进行处理,着重探讨了地震记录中来自中地壳低速层上下界面的反射波,P_3~0,P_4~0在剖面上的反映,结果发现;(1)P_3~0在相位剖面上出现相位反转,从波的动力学特征上证实了P_3~0是来自低速层预界面的反射波;(2)P_3~0的频率在频率剖面上相对稳定,大致在12—14HZ之间,而P_4~0的频率略小,一般在11—13HZ之间,这说明地震波经过低速层后,频率有所下降;(3)P_3~0的振幅在振幅剖面上表现出稳定的幅值,P_4~0则变化比较大,来自Moho面的反射波P_4~0包络明显。基于以上结论,作者认为在人工地震测深资料的数字处理中,应用三瞬剖面法,可从地震波的动力学特征上为判别地壳内低速层的存在提供有意义的证据。     

宜昌砾石层石英Ti-Li心ESR年龄及其对三峡贯通时限的指示

江汉盆地是长江贯通三峡后的第一个卸载盆地。前人的研究表明堆积于江汉盆地西缘的宜昌砾石层是三峡贯通后的直接沉积地层,因此,宜昌砾石层堆积的下限年龄可为长江贯通三峡提供重要的年代约束。但传统的相对年代学方法研究在宜昌砾石层中难以取得较好的成果。因此,直接对快速堆积的宜昌砾石层的形成年代和时间跨度开展年代学研究就需要寻找一种更可靠的绝对测年方法,同时这也是现有研究中的一个重点和难点。据此,文中在宜昌砾石层最具代表性的3个连续的沉积剖面上自上而下系统地采集了8个厚层砂质透镜体样品,采用石英Ti-Li心ESR测年方法对其堆积年代和地层时代跨度进行研究。结果显示:宜昌砾石层堆积的年代下限约1. 12Ma BP,上限约0. 73Ma BP,为早更新世晚期到中更新早期约0. 4Ma的沉积层。结合前人的物源示踪结果,分析认为至少在1. 12Ma BP之前长江就已经贯通三峡。     

南沙深海沉积中的中更新世微玻陨石

对首次在南沙北部海域 1 795 7 2柱状样 ( 1 0°5 3.9′N ,1 1 5°1 8.3′E ,水深2 1 95m)柱深 7.80m至 8.1 0m层段中发现的大量微玻陨石进行了初步研究 .其形态多种多样 ,以圆球形为主 ;直径一般小于 1mm ;颜色以透明或半透明棕色为主 ;多数内部具气泡构造 .根据大洋粗组分地层学和有孔虫、超微化石生物地层事件 ,确定该层微玻陨石的地质时代在古地磁B/M界线附近约 780kaBP ,显然与印度洋、澳大利亚和我国黄土中的中更新世微玻陨石和大型玻陨石属同一次地外物体撞击事件的产物 .这不仅是海、陆第四纪地层划分与对比的可靠标志 ,也为古环境变化研究提供了依据 .     

青藏高原东北缘地壳三维速度结构

本文用1980—2000年M≥1.5的2 032个天然地震事件的38 052个〖AKP-〗、〖AKS-〗、Pm、Sm、Pn和Sn震相到时及人工地震测深给出的Moho面形态资料,利用地震层析技术反演了32°~40°N, 100°~108°E区域内地壳地震波速度结构.从层析成像图象中可以得到,本区的地壳可分成4个层位.第1层（埋深约在0~3 km）为沉积层, 速度梯度约为0.2 s-1;第2层（埋深约在3~17 km）为上地壳, 其顶部速度梯度约为0.1 s-1, 下部速度横向变化较大且存在低速块体;第3层（埋深约在17~36 km）为中地壳, 速度梯度约为0.03 s-1;第4层（埋深约在36 km—Moho）为下地壳, 是一个契形层,总的趋势是西厚东薄,青藏高原较厚逐渐向鄂尔多斯地块和扬子准地台方向变薄,各处的地震波速度梯度不尽相同.     

中国湖北宜昌王家湾剖面奥陶系顶部斑脱岩SHRIMP锆石U-Pb定年

湖北西部宜昌王家湾北剖面观音桥层底界之下0．39m处被定义为上奥陶统最后一个阶——赫南特阶的全球界线层型剖面和点位（GSSP）,但此颗“金钉子”却缺乏可信的同位素年代学数据．对王家湾北剖面观音桥层顶部斑脱岩的锆石进行了高精度离子探针（SHRIMPII）定年研究．结果表明,观音桥层顶部斑脱岩形成年龄为（443．2±1．6）Ma,也就是说,赫南特阶顶部即奥陶系／志留系界线处的同位素年龄应接近但略小于（443.2±1．6）Ma,此年龄与国际地层委员会公布的奥陶系／志留系界线年龄（443．7±1．5）Ma在误差范围内一致．因此,这一研究为赫南特阶和奥陶系／志留系界线的全球对比提供了可靠的年代学依据．     

拉萨地块中部晚白垩世火山岩Ar-Ar年代学和古地磁研究结果及其构造意义

为进一步确定拉萨地块白垩纪-古近纪的古地理位置,我们对青藏高原拉萨地块措勤地区林子宗火山岩18个采点进行了古地磁研究.结果表明高温(高场)特征剩磁分量主要为亚铁磁性的磁铁矿所携带,特征剩磁分量在95%置信水平下通过了褶皱检验. 倾斜校正后采点平均的特征剩磁方向为D/I=16.2°/17.7°, α₉₅=5.6°,对应古地磁极位置为63.1°N,224.6°E,A₉₅=5.1°. 另一方面,Ar-Ar年代学结果表明采样剖面的林子宗火山岩形成年龄为~99-93 Ma, 与拉萨地块林周盆地的林子宗群火山岩的形成年龄存在较大差异.由此我们得到晚白垩世拉萨地块中部措勤地区的古纬度为8.5°±6.9°N,与林周盆地古近纪林子宗群典中组和年波组所揭示出的古纬度相当,进一步表明亚洲大陆最南缘的拉萨地块在晚白垩世-古近世期间位于北半球~10°N的低纬度地区.结合最新的特提斯海相地层古地磁结果,晚白垩世-古近世拉萨地块的古地理位置限定了印度与欧亚大陆的初始碰撞时间不晚于60.5 Ma;~93 Ma以来,拉萨地块和单一刚性欧亚大陆之间存在~1900 km的构造缩短.     

河砂岩屑磷灰石裂变径迹模拟流域热史——以藏东南察隅河为例

河砂岩屑热年代学被广泛应用于揭示造山带和流域范围内热演化历史.由于受到地貌特征、剥蚀速率的空间分布、年龄与高程关系等多种因素的影响,河砂岩屑热年代学年龄所代表的意义存在多解性.本文提出了一种利用地貌形态特征和实测河砂热年代学数据模拟流域热史的计算模型.该模型首先利用DEM数据计算流域高程分布特征,通过数据中各象元对应的坡度角大小定量计算剥蚀速率的空间分布,以确定不同高程区域对河砂岩屑样品组分的贡献量.然后根据区域地质特征建立多种可能的热史年龄-高程关系,并模拟计算出与设定的年龄-高程关系相对应的河砂年龄概率分布曲线.最后,通过对模拟河砂年龄概率分布曲线与实测分布曲线的匹配度进行卡方检验,选取最可能形成实测河砂年龄分布的年龄-高程关系,即代表了流域真实的热史演化.通过河砂岩屑磷灰石裂变径迹方法将该模型应用于藏东南地区察隅河两条支流桑曲和贡日嘎布曲流域,模拟计算结果表明两个地区的热史演化均具有多阶段的特征,桑曲流域在38~7Ma之间均匀冷却,对应的剥露速率约为0.14km/Ma,7 Ma以来剥露速率加快,达到1.62km/Ma;贡日嘎布曲的热史年龄记录比桑曲新,18~14 Ma的隆升速率为0.32km/Ma,14~8 Ma比较稳定;8 Ma以来隆升速率逐渐加快,8~5 Ma对应的隆升速率为0.21km/Ma,5~3 Ma为0.43km/Ma,3~1.1 Ma为0.83km/Ma.桑曲的模拟计算结果与前人利用该区域基岩年龄数据所揭示的热史演化特征及剥露速率基本吻合,表明该方法可以准确模拟河砂岩屑年龄所代表的流域热史特征.因此,在地形险峻或者冰川覆盖而无法获取基岩样品的野外地区,可以通过采集河砂样品替代基岩剖面模拟地质体热史特征.