青藏高原北部可可西里库赛湖年纹层微区分析及形成机理

湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其形成机理的研究能够为高分辨率古气候环境信息的提取提供重要的依据。本文以青藏高原北部可可西里库赛湖沉积的年纹层为研究对象,通过纹层薄片显微镜观察,以及纹层的扫描电镜、X衍射和同步辐射X射线荧光等微区分析,对库赛湖沉积年纹层的形态、沉积和成分特征进行了研究,以探讨库赛湖年纹层形成过程和机理。结果表明:年纹层层偶由深浅相间的微层组成,深色层主要由灰褐色—黑褐色的粗颗粒物质组成,磨圆中等、分选性差,矿物以石英、长石、白云母、黏土矿物等为主,其中石英含量占73%左右,且具有明显的风力搬运特征;浅色层呈灰白色,矿物颗粒较细,除石英、长石、白云母、黏土外,还有自生的文石,同时浅色层中含有大量的枝角类碎片和半月形介形类生物壳体。研究认为,库赛湖冬季温度低、风力强劲,风的机械搬运作用使大量的陆源物质在冰面堆积,等到春季湖泊开封,冰面上粗颗粒物质沉积到湖底形成库赛湖年纹层的深色层(粗颗粒层);夏季温度升高,冰雪融化,降水增加,河流搬运的陆源粗颗粒物质由于重力作用先在湖泊边缘沉积,而黏土矿物等细颗粒物质则在湖泊中心沉积,同时夏季湖水温度升高,蒸发作用加强,生物活动增强,湖泊自身的生物、化学作用加强,从而形成以细碎屑矿物、生物残体、自生碳酸盐沉积为主的浅色层(细颗粒层)。因此,库赛湖的年纹层层偶是由冬季冰面风成物质形成的粗颗粒深色层(冰融化后,风成物质沉降至湖底堆积)和夏季沉积的细颗粒浅色层两者交替而形成的。     

山东山旺中新世硅藻土的纹层类型及成因

山东临朐山旺地区中新世山旺组硅藻土极为发育。通过对该地区硅藻土纹层的研究,确定其分类和成因,为进一步确立年纹层的存在、利用其进行高分辨率测年、探讨高频古气候旋回奠定基础。山旺组硅藻土的单层纹层厚度一般为100μm左右。依据纹层的物质成分,单层纹层可分为硅藻纹层、有机纹层和粘土纹层三种类型。各类单层纹层组合成为明暗相间的层偶,层偶厚度一般为100～400μm,常常表现为浅色的硅藻纹层逐渐向深色的粘土纹层或有机质纹层渐变过渡。纹层层偶可分为:薄层硅藻纹层-有机质层偶,厚层藻纹层-有机质层偶,薄层粘土纹层-有机质层偶,厚层粘土纹层-有机质层偶和硅藻纹层-粘土纹层层偶。山旺组硅藻土中不同类型的单层纹层以及层偶的形成主要受控于当时湖盆内粘土物质的沉积速率、硅藻的繁盛程度和有机物质的沉积和保存条件。     

济阳坳陷沙河街组湖相页岩中风成粉砂的识别及其古气候意义

在济阳坳陷沙河街组远离古河口沉积的页岩纹层中发现了风成粉砂沉积。风成粉砂在页岩的纹层中往往星散分布,成层性差,多分布在富有机质纹层与(含粉砂)粘土纹层之间。在结构上,这些风成粉砂与黄土有很大的相似性,颗粒呈棱角状—次圆状,粒度分布于4~6Φ之间,一般正偏,代表冬春季节相对偏干旱时期不稳定的近源阵风沉积;而表层流或层间流沉积的粉砂在粒度上往往与同一纹层内共生的粘土逐渐过渡,粒度概率曲线上呈一段式,粒度变化范围大,粉砂的成层性好,多局限在含粉砂的粘土纹层中。在高频旋回中,当气候偏干旱时,页岩中的自生碳酸盐含量增加,同时风成粉砂在陆源碎屑中所占的比例也明显升高。页岩中风成粉砂沉积的发现,可以进一步为研究有关湖相页岩和第四纪纹泥的古气候变化、正确恢复古湖泊沉积环境提供良好的指标。     

从微观角度认识微生物席在中元古代的繁盛--以豫西云梦山组为例

豫西云梦山组发育了大量的微生物成因沉积构造（MISS）。在地层纵剖面上,毫米级的深色沉积物层和浅色的石英颗粒层交替出现,形成典型的微生物席纹层,代表着微生物席在沉积表面的多次生长和埋藏。深色层包含有泥质物和细砂-粉砂颗粒,被认为是先前微生物席的残留区;浅色层则是较纯净的石英颗粒,由物理沉积作用形成。进一步对纹层区的薄片...     

湖泊纹层的沉积机理研究评述与展望

湖泊纹泥和湖相页岩主要沉积于湖水明显分层的条件下，湖水的分层受气候、盐度、水体深度等多方面的控制。在湖水分层的前提下，各种藻类、碳酸盐、有机质、粘土、粉砂等可以按不同季节分别形成不连续的纹层。其中，藻类、有机质纹层的沉积与藻类的季节性勃发密切相关；碳酸盐纹层的沉积可以与化学作用有关，也可以与藻类勃发产生的生物化学作用有关；粉砂、粘土则是以平流或层间流的方式季节性输入的。总之，纹层或页岩沉积的变化与气候的变化密切相关，利用纹层中的沉积信息研究气候和环境变化早已引起人们的重视，但以气候的周期性变化为主控因素来探讨纹层的变化和湖水的物理化学性质演化还有待开展。     

河北白洋淀全新统沉积特征与地层划分

通过对河北白洋淀老河头剖面全新世沉积物岩性特征、地层层序、粒度组成及微体古生物组合等进行综合研究,重建了白洋淀全新世以来的环境演变过程。全新世以来白洋淀沉积特征所反映的气候环境特征表现为早期开始出现湖沼相沉积,气候寒冷偏湿;中期湖泊沉积发育,气候温暖湿润;晚期湖泊退缩,以河流-沼泽相沉积为主,气候向凉干转变。综合沉积特征、环境演变阶段与加速器质谱(AMS)14C测年资料对白洋淀全新统沉积序列进行系统分析,并将全新统划分为三段:下全新统(11000—8500 a)以灰黄色粉砂质粘土、粉砂为主,夹黑色粘土,冲积-湖沼相沉积发育;中全新统(8500—3200 a)为灰黑色粘土夹粘土质粉砂,湖沼相沉积发育;上全新统(3200 a~)以黄色、褐黄色粉细砂、粘土质粉砂为主,冲积-沼泽相沉积发育。白洋淀全新统中段含有黑色粘土沉积和大量微体与腹足、双壳类等古生物化石,为华北地区全新世地层的划分及区域对比提供了依据。     

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组深湖相油面岩的特征及成因

古近系沙河街组沙三段下部发育的深湖相油页岩是东营凹陷最重要的优质烃源岩.该油页岩呈深灰色或棕褐色,页理发育,主要由富含有机质纹层和浅灰色钙质纹层形成的毫米级沉积层偶组成.其中有机质纹层中的有机碳含量在5%以上,富含藻类化石及鱼化石等;钙质纹层主要由方解石组成,呈灰白色.沉积环境分析表明,该油页岩形成于湿润气候条件下的半咸水-微咸水的深湖缺氧环境中,沉积速率较慢,湖盆处于欠补偿状态,水体分层结构使沉积有机质得到有效保存.藻类等水生生物勃发吸收了更多的CO2,从而诱发大量内生成因的碳酸盐沉淀,形成碳酸盐纹层,而藻类的死亡则导致湖水有机质输送通量增多,使沉积物中有机质保存量增大,促使高有机质丰度烃源岩的形成.因此,分层的水体结构和藻类的勃发是油页岩形成的重要控制因素.     

云南元谋龙街粉砂层的粒度特征与成因

对云南元谋龙街粉砂层保存较好的龙街剖面进行了年代地层学和沉积学研究。该剖面厚40.6m,距顶部10.9m处14C年龄为26305±1152a BP,指示龙街粉砂层的地质时代为晚更新世。粒度分析结果显示,龙街粉砂层主要由粉砂组成,中值粒径的平均值为15.28μm,频率曲线呈现明显的双峰特征,几乎没有粗尾。与内蒙古岱海湖相沉积、甘肃西峰黄土、安徽宣城河流沉积的粒度分布及粒度参数特征对比,龙街粉砂层与岱海湖泊沉积的粒度特征基本一致,而与西峰黄土及宣城河流相沉积明显不同,表明龙街粉砂层是水动力较弱的湖泊沉积物。     

湖泊沉积物年纹层的研究方法及其意义

文章总结了前人对湖泊沉积物年纹层类型的划分,并根据年纹层的形成过程和组分特征分为3个大类,即碎屑年纹层、生物成因年纹层(如硅藻年纹层等)和化学成因年纹层(如方解石年纹层、菱铁矿年纹层、黄铁矿年纹层、蒸发盐年纹层等)。介绍了目前应用于湖泊沉积物年纹层研究的主要方法和技术包括:1)新鲜沉积物表面照相、X射线照相技术;2)光学显微镜观察;3)数字化图像分析;4)扫描电子显微镜技术等。而岩相学大薄片是目前年纹层研究工作中应用非常广泛的材料,对目前制作大薄片比较普遍采用的快速冷冻-冷冻干燥和水-丙酮-环氧树脂交换这两种方法进行了介绍并比较了各自的优劣。湖泊沉积物年纹层研究的古环境意义主要体现在两个方面,一是提供了高精度的纹层年代学时间标尺,在诸如气候突变事件的时限、大气¹⁴C浓度变化、火山灰层定年、古地磁场长期变化主曲线重建等方面有重要意义;二是年纹层性质研究如年纹层厚度和年纹层微相变化本身所蕴藏的高分辨率古气候环境变化信息,在太阳活动周期、ENSO等气候事件的研究中也有重要意义。最后,文章简单介绍了我国东北龙岗火山区四海龙湾玛珥湖沉积物中年纹层的特征并展望了其研究潜力。     

苏州澄湖湖底硬粘土粒度特征及成因初探

澄湖是太湖平原上的一个浅水湖泊,湖底十分平坦,主要由硬粘土组成,同时发育有NW—SE横穿澄湖的古河道和泥沼洼地。在接近湖泊中心部位的古河道中打钻获得了4 m长的岩芯,并进行了详细的粒度分析。结果表明,该岩芯下部的硬粘土主要由细粉砂、中粉砂和粘土组成,分别占26.7%~38.1%,26.9%~34.3%和19.7%~26.2%,可命名为粘土质粉砂;众数粒径为10~50 μm,平均占57.9%;平均粒径为6.3~6.9。将其与上部的湖泊沉积、镇江下蜀黄土和中国北方各地黄土的粒度比较表明,苏州澄湖湖底的硬粘土原本也是风尘沉积。     

湖泊年纹层研究进展与展望

【意义】湖泊年纹层是季节—年际尺度的超高分辨率地质记录，对发展高精度地质年代学和研究古气候与古环境具有重要意义。【进展】综合前人研究成果，对湖泊年纹层的形成和保存、识别和分类、纹层年代学以及湖泊年纹层对古气候和古环境的指示等方面进行了总结：（1）湖泊年纹层的形成和保存受季节性气候和环境变化的影响，在北半球中高纬地区分布较广；（2）对湖泊年纹层的鉴定需结合其物理、化学和生物特征，并通过放射性同位素定年手段进行交叉验证；（3）湖泊年纹层可用于建立精确的或浮动的年代学标尺；（4）湖泊年纹层普遍用于重建年际古气候与古环境，但是研究程度不均衡，时间上主要集中于第四纪，空间上主要集中于欧美地区。【结论与展望】结合目前湖泊年纹层的研究现状和不足，未来应加强现代沉积过程监测，优化湖泊年纹层识别标准。同时利用多种研究手段，系统构建并完善湖泊年纹层研究体系。深入挖掘深时湖泊年纹层的研究价值，聚焦深时年际古气候变化等科学前沿。     

贵州七星洞石笋记录的一次强降水事件的探讨

全球变暖、极端事件频发背景下,研究极端事件发生规律,并准确预测未来极端事件的发生,已经成为目前极端事件研究的现实而紧迫的任务。利用地质载体重建过去极端事件的发生规律是极端事件研究的重要手段。本研究以贵州七星洞两个具有相似沉积特征的文石-方解石石笋对过去发生的一次强降水事件进行了探讨。主要认识有:(1)七星洞QX1和QX6石笋分别记录的黄褐色纹(微)层具有相似的沉积特征,为强降水携带粘土沉积形成;(2)两个石笋黄褐色纹(微)层发生的时间经推算在误差范围内一致,发生在公元(1868±1)年;(3)此次强降水事件发生的气候背景为:长时间的干旱导致洞顶植被覆盖和土壤湿度减小,而1869年的雨季多雨,在强降水携带下粘土沉积于石笋表面形成纹(微)层。此次事件的研究为东亚季风区极端降水事件研究提供了新的思路。     

洞庭盆地澧县凹陷第四纪沉积特征与古地理演化

澧县凹陷内第四系厚度达200m左右,由早更新世-中更新世中期沉积和全新统组成。早更新世-中更新世中期沉积除顶部为粘土外,主体为砾石层,在凹陷中央夹粉砂、细砂和少量粘土。全新统分布于凹陷南部,为湖冲积粘土。早更新世澧县凹陷区断陷沉降,于河道和冲积扇环境下接受沉积;中更新世凹陷逐渐扩张,沉积范围扩展至凹陷外缘,凹陷主体部位自边缘向中央依次为冲积扇和扇前浅湖环境。中更新世中后期因盆地扩张,自凹陷中央至边缘地带均为静水湖泊环境。中更新世晚期至晚更新世,凹陷及周缘因构造抬升而遭受剥蚀而缺失沉积。全新世凹陷南部受澧水及区域湖面上升影响而发育湖冲积沉积。     

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组深湖相油页岩的特征及成因

古近系沙河街组沙三段下部发育的深湖相油页岩是东营凹陷最重要的优质烃源岩。该油页岩呈深灰色或棕褐色，页理发育，主要由富含有机质纹层和浅灰色钙质纹层形成的毫米级沉积层偶组成。其中有机质纹层中的有机碳含量在5％以上，富含藻类化石及鱼化石等；钙质纹层主要由方解石组成，呈灰白色。沉积环境分析表明，该油页岩形成于湿润气候条件下的半咸水-微咸水的深湖缺氧环境中，沉积速率较慢，湖盆处于欠补偿状态，水体分层结构使沉积有机质得到有效保存。藻类等水生生物勃发吸收了更多的CO2，从而诱发大量内生成因的碳酸盐沉淀，形成碳酸盐纹层，而藻类的死亡则导致湖水有机质输送通量增多，使沉积物中有机质保存量增大，促使高有机质丰度烃源岩的形成。因此，分层的水体结构和藻类的勃发是油页岩形成的重要控制因素。     

金沙江中游云南龙街粉砂层沉积环境演化特征

沿金沙江攀枝花三堆子至武定县白马口段河谷两岸分布一套以灰黑色、灰黄色、灰白色粉砂、粘土质粉砂和粘土为主的湖相地层,尤以云南省元谋县龙街盆地内最为发育,被称为龙街粉砂层。通过龙街YA钻孔和龙街、白泥湾剖面的磁性地层学和光释光年代学的研究,探讨龙街粉砂层的时代与归属。龙街YA钻孔地层厚度101.18m,其中龙街粉砂层厚92.96m,上覆7.5m的红棕色细砂和砂砾石层,下伏厚度大于0.72m的灰绿色含角砾粗砂。综合分析YA钻孔的磁性地层学和光释光年龄,认为获取龙街粉砂层的沉积时代为150~30ka BP,属于晚更新世。通过地层沉积特征变化,反演晚更新世以来湖泊的形成及沉积环境变化,探讨晚更新世以来区域新构造的活动阶段及其对河流演化过程的控制作用。     

山东东营凹陷沙河街组纹层年龄估算方法探讨

渤海湾盆地位于北纬35°—42°之间,中始新世沙河街组四段上部和三段沉积期间,在气候上属于中亚热带,湖泊水体较为稳定,并出现季节性分层,因此沉积常显示出暗灰和浅灰色的年纹层(或称偶层)。根据不少国内外湖泊纹泥统计和14C测定和频谱分析的对比,认为纹层可以作为地层定年工具。纹层年龄计算方法研究对含油盆地成烃成藏定量研究具有重要意义。东营凹陷年纹层计算方法有两种,或选定含纹层岩芯样品进行岩石薄片和电子探针观察和测定,取得年纹层间隔与元素峰值统计;或选取一段含纹层的测井数据作天文400ka、40ka或20ka周期地层年龄计算。通过两种方法求出东营凹陷通29井等沙三段—沙四上亚段堆积速率的比较,前者薄片和探针方法得到的平均速率为0.1078mm/a,后者天文的方法得到的是0.1280mm/a,两者计算差只有0.0172mm/a。因此应用两种方法来计算地层年龄和对比是可行的。前者求纹层方法更为直观,但岩芯和电子探针的测定费用较大,而相比而言,用油田测井数据作天文地层堆积速率和年龄的计算,在经济上、时间上可能胜于前者。     

西藏洞错发现全新世第一次冷期的证据

洞错位于羌塘高原中部 ,隶属阿里地区改则县 ,东经 84°4 0′ ,北纬 32°10′ ,海拔 4 4 16ｍ。 1998年 8,9月和 1999年 9,10月 ,笔者对该湖进行了野外工作 ,着重调查了湖区Ⅰ级阶地 (全新世早中期 )的湖相化学沉积 ,首次在洞错Ⅰ级阶地的芒硝层中发现了硼砂沉积 ,并发现赋存 5层纯芒硝层的较完整的沉积剖面 ,这对重建该地区的古气候和找矿研究 ,均具有重要意义。通过对其中ＤＺ0 1剖面 97～10 4ｃｍ段纯芒硝层的沉积特征的研究以及测年 ,认为这是洞错经历全新世第一次冷期的证据。全球性的新仙女木事件结束后 ,青藏高原温度快速上升 ,百年…     

末次冰期晚期半干旱环境下黄河阶地上的河流与风沙沉积交互过程

风沙与河流地貌过程的交互作用是半干旱环境典型的地表过程。位于半干旱区的黄河兰州至银川段,现代风沙与河流沉积过程相互影响剧烈,而该区域地质历史时期风沙与河流交互过程的沉积记录还鲜有报道。文章对该区域黄河二级河流阶地堆积序列(河道砾石-具水平层理砂层-沙丘砂-条带状粉砂)进行了详细的沉积学分析。结果表明,流水作用形成的水平砂层之上覆盖的厚2~3.8 m的沙丘,由成分均匀的极细砂和粗粉砂组成;发育块状结构,而未见流水沉积结构;为典型风成沙丘。其上覆盖的粉砂层,粒度组成与该地区砂质黄土有相似性,以粗粉砂颗粒为主;但其还含有少量的粘土和极细砂组分,分选差,且发育薄层条带状纹层(层厚约5~10 cm);为河漫滩环境下主要为风尘输入的颗粒在静水条件下沉降形成的河漫滩相沉积。风成沙丘的众数粒度值略小于下伏水平状河流砂众数粒度,而粗颗粒组分和细颗粒组分含量都略小于下伏河流砂,表明风成沙丘可能是由风力分选、搬运下伏河流砂,就地堆积形成。风成沙丘与下伏河流砂的主量元素组成基本一致,而与该区域物质来源于较大范围的风成砂黄土主量元素的组成相差较远,也表明该阶地堆积序列中发育的风成沙丘物质来源于局地下伏的河流砂层。光释光年代测试的结果表明,风成沙丘堆积于距今约21~16 ka期间,而上覆河漫滩堆积于距今约14~13 ka期间。末次盛冰期,干旱气候和强劲的冬季风导致早期河漫滩上发育风成沙丘,而随后的冰消期夏季风的加强和相对暖湿的气候,使得末次盛冰期形成的沙丘被河漫滩沉积覆盖。该区域黄河二级阶地由辫状河砾石(夹砂透镜体)-河漫滩砂-风成沙丘-河漫滩粉砂构成的沉积序列是该区域末次盛冰期以来风沙与河流交互作用形成的良好记录,反应了半干旱地区地表过程(风沙和河流交互)对气候环境变化的响应。     

澜沧江云南德钦古水一带第四纪堰塞湖的沉积特征及其环境意义

在云南省西北部德钦县古水一带深切的澜沧江河谷中,发现了一套第四纪湖相沉积物,以纹层状粘土、粉砂质粘土和粉砂的互层组合为特征,构成了第三和第四级阶地的基座.笔者对该湖相剖面进行了U系、孢粉和若干地球化学指标的分析测试,并以这些结果讨论了古湖的形成时代和成因,以及古湖堆积时期的古植被和古气候.剖面顶部、中部和中下部粘土的U系法年龄测定结果分别为52.3±3.4 ka、64.2±5.6 ka和81.9±6.5 ka,说明古水古湖形成于晚更新世早中期的末次间冰期晚期和末次冰期的早冰阶与间冰阶早期,很可能是大型冰川(如下游的明永冰川等)或巨量的冰水沉积物堰塞了澜沧江河谷而造成的结果.     

海相细粒沉积层理类型及其油气勘探开发意义

海相细粒沉积层理是恢复沉积环境的重要标志,更是影响着细粒沉积岩的储层品质及可压裂性。细粒物质通过生物作用、生物化学作用和机械分化作用形成之后,以单颗粒、絮凝颗粒、泥岩内碎屑、岩屑、有机—矿物集合体（“海洋雪”）及浮游动物粪球粒等形式,通过风力、低密度流、重力及底流等搬运至海洋,最终以垂直沉降和/或侧向加积的方式沉降下来。细粒物质可形成2种纹层（泥纹层和粉砂纹层）、2种纹层组（泥纹层组和粉砂纹层组）和2种层（递变层和均质层）,并构成5大类层理（块状层理、递变层理、韵律层理和年纹层、水平层理和交错层理）。黑色海相细粒岩泥纹层和粉砂纹层由于物质组成、孔隙类型及结构、面孔率、孔径分布、微裂缝类型及密度等差异,从而造成不同层理类型细粒岩储层品质差异。同时,不同层理细粒岩由于纹层发育程度、单纹层厚度、泥纹层和粉砂纹层比例、连续性、形态和几何关系等差异,从而造成其岩石力学性质及裂缝扩展规律差异。