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。     

长江流域碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪研究进展

长江的演化对于了解现代亚洲地貌格局的演变,以及探讨河流发育对构造隆升和季风演化的响应均具有十分重要的意义。前人已采用多种方法厘定长江的演化历史,但对长江贯通时限等问题仍存在较大的争议。目前物源示踪是进行河流演化研究的重要方法之一,其关键在于选取的示踪剂能够有效地代表源区信息并能准确定年。锆石的封闭温度高,可十分稳定地记录源区信息,且在河流中广泛存在,采集样品方便,锆石U-Pb年代学分析方法成熟,因而广泛应用于长江流域物源示踪研究。但长江流域面积广泛,流经的地质单元岩性复杂,流域内热历史信息丰富,这导致单纯利用该方法进行物源示踪研究面临诸多亟待解决的问题。文中在国内外研究资料的基础上,基于从"源"到"汇"系统的研究思路,通过对比分析,指出基于碎屑锆石U-Pb年代学进行长江流域物源示踪研究的局限性以及需要注意的问题。     

江汉和洞庭盆地与周缘造山带盆山耦合研究进展

沉积盆地与造山带是大陆构造的2个重要的组成单元,具内在成因联系。对其耦合关系进行研究,可以恢复和重建岩石圈深部运动过程,了解近地表构造与气候之间的相互作用。江汉和洞庭盆地位于长江中游,与周缘造山带具有清晰的盆山边界,盆内河流水系十分发育,是一个多物源沉积盆地,是探讨从山(源)到盆(汇)沉积过程的天然实验室。文中对江汉盆地盆山耦合的研究结果进行了总结和梳理,介绍了造山带基岩、盆地和河流沉积物低温热年代学的应用方法,提出了新的研究切入点,建议今后在江汉和洞庭盆地开展盆山耦合研究时,将造山带基岩和河流碎屑矿物低温热年代学结果相结合,同时开展同一目标矿物的物源示踪研究,综合分析造山带隆升信息与物源信息,并与周缘构造和沉积学研究结果相互检验,可得到详细的盆山耦合演化过程。     

长江的前世今生

长江是中华民族的母亲河,在中华文明历史进程和当代国计民生中占据独特的地位.长江是世界第三、亚洲第一大河,在区域宏观地理环境演化中具有标志性意义.长江的年龄(或者起源与演化历史)作为地球科学界和大众关注的热点,长期存在重大争议,从4 5百万年(始新世)到数万年(更新世晚期)不等,成为科学界一个著名的"世纪谜题".对青藏高原东南缘新生代盆地开展年代学与沉积学研究,揭示出在始新世时期区内存在大型的南流水系,在渐新世期间(或渐新世末期)南流水系转向东流,形成长江第一湾(也有写作"弯").长江中下游新生代盆地的沉积记录也显示,长江上游物质在渐新世晚期(或者最晚在渐新世/中新世之交)就已经能够到达下游,表明贯通东流的长江水系从此诞生.长江是超大型河系,其地质演化主要受到区域构造地貌控制.在新生代,青藏高原地区岩石圈加厚,地表隆升;亚洲东部岩石圈持续伸展减薄,西太平洋边缘海扩张,导致中国西高东低的宏观地形格局逐渐建立,长江的发育与演化正是孕育在这样的宏观构造地貌背景之下.     

长江河流沉积物Sr-Nd同位素组成与物源示踪

采用多种测试方法分析了长江主要支流和干流的悬浮物和细粒河漫滩沉积物的Sr-Nd同位素组成, 进而讨论其对河流沉积物物源的示踪意义. 悬浮物从上游到下游ε_Nd(0)逐渐减小, 上游平均为−10.8, 中下游为−12.3; >_87>Sr/>_86>Sr逐渐增大, 上游和中下游分别为0.721899和0.725826. 这一变化规律反映了长江水系不同流域的源岩类型、化学组成特征和风化作用强弱等多因素的制约. 雅砻江、涪江、沱江和沅江等河流的Sr-Nd同位素组成异常则分别反映了流域特征源岩包括上游峨眉山玄武岩和中下游古老的变质岩及硅质岩的物源制约主导因素. 研究还显示在世界主要河流中, 由于长江流域源岩组成的独特性, 长江沉积物对世界风化陆壳平均组成的示踪性较好. 对长江河流沉积物的Sr-Nd同位素组成特征的认识, 有助于深入研究晚新生代长江的演化历史和大陆风化过程, 并对中国东部及边缘海的古环境重建具有重要意义.     

莺歌海-琼东南盆地结合部记录的红河断裂带向海延伸及其演化过程

红河断裂带是青藏高原东南缘发育的重要断裂构造,研究其形成演化过程对理解青藏高原东南缘构造演化、地貌变迁、水系演化和含油气沉积盆地形成等都具有重要意义.莺歌海盆地和琼东南盆地结合部(简称莺琼结合部)是开展红河断裂带向海延伸属性研究的关键点.本研究以区域长地震剖面、三维地震数据和钻井岩芯资料为基础,对莺琼结合部开展了详细的...     

深水峡谷体系控制因素分析——以南海北部琼东南盆地中央峡谷体系为例

利用2D/3D地震数据及钻井资料,详细解剖了晚中新世以来构造-沉积背景对琼东南盆地大型轴向峡谷体系形成和演化的控制.晚中新世以来的大规模海平面下降导致了陆坡区的沉积物易发生失稳,从而为中央峡谷体系沉积充填提供了物源.峡谷内部的2套沉积物:浊流沉积体和块体搬运复合体,分别来自西北部物源和北部物源,不同部位沉积物供给能力的差异,导致峡谷内部表现出不同的充填结构和样式.11.6 Ma时期构造变革事件为峡谷的形成提供了构造背景,盆地东部形成的轴向"限制型"小型盆地可视为中央峡谷体系的雏形.5.7 Ma时期红河断裂带右旋走滑的活动,将增强莺-琼盆地交界处沉积物的水动力条件,并向浊流发生演变,形成深水浊积水道.南部隆起的存在对峡谷内部充填沉积物起到了"遮挡"的作用.更新世以来的气候因素所引起的强烈沉积物供给和盆地东部特殊的地貌特征,引起了中央峡谷体系的"回春",大量垮塌沉积体的发育将进一步加剧峡谷的"负地形"特征.研究表明,琼东南盆地中央峡谷体系自西向东不同区段的主控因素存在差异:西北部物源的供给和红河断裂带在5.7 Ma时期的构造活动控制了头部区域浊积水道的形成和发育;西北部物源、北部陆坡的沉积物供给、构造地貌特征等,控制了峡谷自西向东的运动,并影响了峡谷内部的充填结构;盆地东部11.6 Ma时期的构造变革和长昌凹陷有限的沉积物供给能力是盆地东段中央峡谷体系的主控因素.     

南秦岭大巴山北缘山间盆地水系演化

河流袭夺对地貌发育以及人类迁徙等均有着重要的意义.在秦巴山地区域,一直以来存在嘉陵江袭夺汉江的观点,但有很大争议.本文通过地貌指数和碎屑锆石U-Pb年龄谱相结合,探讨了秦巴山间盆地水系格局的演化过程,认为伴随着古长江的演化,汉江自东向西逐步袭夺南北向嘉陵江流域.在地貌证据上,石泉-安康盆地内发育不适称宽阔谷地和一系列风口;河谷形态和河谷宽高比(Vf)显示可能存在两次快速下切过程.流域高程积分(HI)反映地貌自西向东逐渐由老年期转向幼年期阶段.χ值显示分水岭向月河一侧迁移,月河在逐渐萎缩.沉积记录上,锆石U-Pb年龄谱显示了物源的变化,盆地内高海拔河流阶地沉积物显示了3个锆石年龄峰值(200~250、400~505、700~900Ma),并以印支期峰值(200~250Ma)为主,而近代水系沉积物锆石年龄仅显示晋宁期(700~900Ma)的单峰值.综合研究表明,区域内水系发生了两次主要的河流袭夺:(1)古汉江切穿区域挤压脊自东向西袭夺汉中盆地水系(古嘉陵江水系);(2)随着石泉-安康盆地内分水岭隆起,南侧支流袭夺干流,形成现代汉江上游水系格局.在这一过程中,区域性走滑断裂及其伴生的挤压抬升起着控制作用,上游次级流域的演化滞后于主河道对构造和袭夺的响应.结合秦岭地区古人类研究,河流袭夺造成宽阔谷地的沟通,可能为古人类沿河谷深入秦巴山地提供了便利的地貌条件.     

山西晚新生代古地理环境变迁与新构造运动响应

系统解读了山西晚新生代古地理古环境特征,结合近年来笔者的研究给出了各时代古地理分布图。上新世的构造运动和地理环境演化奠定了现今地理环境的基础,尤其是奠定了现今地貌、水系的轮廓。早更新世地理环境最突出的事件是各断陷盆地中的湖泊广泛发育,出现淹没整个盆地的大湖景观;黄土广泛发育,但主要堆积于吕梁山分水岭以西;黄河在早更新世已经发育,并形成5级阶地。中更新世古地理的主要事件是湖泊的衰退,黄土堆积范围几乎遍布全省,厚可达200 m左右,表明气候较早更新世进一步明显变干。晚更新世古地理的主要特征是湖泊消亡,其地理环境更加接近现代。最后,笔者预测未来山西断陷盆地将持续断陷,各盆地内水系不再外流,形成贯通的大湖景观,类似现今的贝加尔湖。     

“长江深断裂带”的构造性质:深地震反射证据

长江深断裂带自20世纪50年代提出以来,因其在区域控岩、控矿、工程地质和灾害地质研究中的重要意义,一直受到广泛关注和研究,但由于缺乏深部资料,对长江深断裂带的构造性质、空间展布众说纷纭.本文通过分析穿过长江河床及两岸的六条深地震反射剖面,讨论了长江中下游成矿带及长江深断裂带的构造性质及演化,获得如下认识:(1)长江中下游成矿带是燕山期的陆内俯冲带,上地壳发生强烈挤压变形,以大型逆冲、叠瓦、褶皱和推覆构造为特征;下地壳及岩石圈地幔俯冲或叠置到相邻块体之下,在宁芜火山岩盆地和沿江凹陷下形成了"鳄鱼嘴"构造.(2)白垩纪以来,长江深断裂带(CJF)由一系列拆离断层组成,大致沿长江河床分布.该断裂带在燕山期陆内造山阶段为一组逆冲断裂,伸展垮塌阶段反转为正断层或拆离断层,同时控制了沿江凹陷的形成和演化.(3)陆内俯冲或叠置导致地壳加厚、拆沉,引发大规模岩浆活动."鳄鱼嘴"构造或是沟通深部岩浆向上迁移的主要通道,控制了沿江成矿岩浆岩的分布.正是这种特殊的深部过程和构造特征,导致了燕山期长江中下游地区的大规模成岩、成矿作用.     

大别山南麓中生代盆地充填记录对造山作用属性的反映

大别山南麓暨江汉盆地北部中生代充填序列显示5个演化阶段: ①早三叠世-晚三叠世早期: 为陆缘海相碳酸盐岩(T₁)-海陆交互相细碎屑岩沉积(T₂-T₃¹); ②晚三叠世中晚期: 抬升剥蚀, 反映挤压构造背景; ③晚三叠世晚期到早-中侏罗世: 为准平原化陆相含铁质结核细碎屑岩沉积(T₃³)、辫状河流相碎屑岩及含煤沉积(J_1-2); ④晚侏罗世至早白垩世: 酸性火山岩与火山碎屑岩的旋回充填, 区域构造背景转换为陆内伸展; ⑤晚白垩世: 粗碎屑类磨拉石堆积. 砂岩碎屑和砾石组成特征并结合沉积相研究表明, 第1至第3演化阶段的陆源碎屑主要来自扬子大陆, 其物源具有“再旋回造山带”属性; 第5阶段碎屑岩矿组合反映物源具有“弧造山带”类型特征, 其源区为大别山. 研究区没有与大别山“晚三叠世同碰撞造山作用”直接相关的沉积记录, 而上白垩统类磨拉石建造显然是大别山碰撞后造山作用(陆内造山作用)和伸展体制下强烈剥露作用的反映. 此外讨论并指出了大别山南、北麓盆地沉积记录与造山带差异隆升模式存在的不协调关系及其核心问题.     

陇西地区甘肃群的物质来源及其构造和古气候指示

我国西北甘肃群的新近纪沉积包含风成和水成类型的沉积物,研究这些沉积物的物质来源对于揭示中新世时期的干旱区分布及大气环流格局以及区域构造和地貌演化具有重要意义．通过碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪方法,分别对该区发育于基岩台地与沉陷盆地的典型风成和水成沉积物进行了研究,并与周边的西秦岭和六盘山物质以及来源于亚洲内陆地区的第四纪黄土进行了对比．结果表明：（1）研究区中新世风尘堆积代表性样品的碎屑锆石年龄谱与西秦岭剥蚀物及天水中新世河流沉积样品显著不同,而与第四纪黄土一古土壤的锆石年龄谱十分相似,表明中新世风成堆积与第四纪黄土具有相似的物源区,进一步印证了前人提出的中新世时期的干旱区分布及大气环流的宏观格局与第四纪基本类似的观点;（2）天水地区11．5Ma的河流相样品的锆石年龄谱明显不同于西秦岭剥蚀物,而与其东部的六盘山一致,指示着六盘山可能早在11．5Ma以前就存在隆升剥蚀．     

柴达木盆地东部晚海西-印支期剥蚀量与隆升历史--多种古温标与沉积学证据的制约

柴达木盆地东部周缘造山带内保存有较完整的晚古生代-早中生代沉积记录,但盆地内至今仍未发现二叠系-三叠系.为探讨柴东地区二叠纪-三叠纪有无沉积及隆升历史等关键地质问题,本文首先利用古温标法恢复晚海西-印支期剥蚀量,随后,通过物源分析法获得印支期柴东北缘隆升的沉积学证据.结果表明,印支运动前,柴东地区残留石炭系顶界面埋深普遍超过2500m,晚海西-印支期剥蚀量为2100~4300m,剥蚀量从南往北逐渐减小.柴东地区曾沉积了2000~3000m的二叠系-三叠系,随后被整体剥蚀.晚二叠世以来,随着古特提斯洋往北俯冲,盆地周缘开始隆升.早三叠世柴东北缘经历了一次快速隆升,先期的多套沉积地层与结晶基底被迅速剥蚀并为宗务隆南缘的隆务河群砾岩沉积提供物源.中三叠世海水往北和往东退出研究区.晚三叠世,松潘-甘孜地体强烈碰撞挤压使得东昆仑-柴达木地体下地壳显著缩短和增厚,柴东地区被整体抬升,并且形成了南高北低的古地貌格局,在古气候与水系作用下,二叠系-三叠系与部分石炭系被全部剥蚀并搬运至宗务隆、南祁连及松潘-甘孜一带.     

第四纪洞庭盆地临澧凹陷构造-环境演化的水系和重矿物约束

临澧凹陷为第四纪洞庭盆地西部的一个南北向次级构造单元,居于武陵隆起和太阳山隆起之间。前人已通过地貌、沉积和构造特征重塑了凹陷第四纪地质演化过程。本文研究探讨了临澧凹陷水系特征以及凹陷北部ZK 257孔重矿物特征的构造-环境成因,从而进一步为第四纪地质演化过程提供了轮廓。中更新世中期和中后期临澧凹陷处于断陷阶段,凹陷北段为相对封闭的南北向小湖盆,两侧山麓形成EW向水系;南段为相对开放的河流环境,凹陷东、西两侧分别形成NE向和NW向水系,河水向中央入渐水后再向南汇入沅水。中更新世晚期临澧凹陷整体抬升并遭受剥蚀,雷公庙以北降水向北汇入澧水,凹陷西侧形成总体NE走向的次级水系;雷公庙以南继续形成NW向次级水系（渐水西侧）。构造抬升的同时产生向东的倾斜,导致凹陷西侧水系远较东侧发育。ZK 257孔内中更新世洞庭湖组中的重矿物均来源于凹陷及周缘沉积岩而未受沅水影响,表明沅水古河道未经过临澧凹陷。周缘侵蚀作用随临澧凹陷扩张而向两侧扩展,使物源岩性发生变化,从而导致洞庭湖组上部（晚期）重矿物含量高于下部（早期）。     

断陷湖盆源汇体系及其沉积主控因素研究——以珠江口盆地海丰33洼陷上文昌组为例

断陷湖盆源汇体系要素特征研究,有效预测沉积体及其主控因素分析,对油气储集规模和勘探具有重要意义．以珠江口盆地海丰33洼陷为例,基于钻测井资料、高分辨三维地震资料,结合沉积数值模拟技术,对研究区上文昌段源汇体系进行研究．结果表明：（1）研究区主要发育断裂坡折带和侵蚀坡折带两种类型坡折带,发育高隆区、低隆区和洼陷-盆地区三种古地貌单元．（2）北部隆起带、海丰凸起和陆丰中低凸起为上文昌时期的主要物源区,物源多为近源供应,沿沟谷向洼陷内部沉积．（3）上文昌组沉积时期,洼陷北部陡坡带边界断层控制发育近源扇三角洲沉积,具有厚度大、推进距离近的特点;南部缓坡带形成大规模辫状河三角洲沉积,向洼陷内部延伸距离较远,结合沉积数值模拟结果分析,湖盆深洼处发育深湖-半深湖沉积,有利于发育稳定泥质沉积物,为下一步勘探研究具有指导作用．     

多尺度地球物理与成矿系统探测:现状与进展

不同的构造环境,物源基础和保存环境形成矿床在观测结果上表现为不同的地球物理属性,地球物理探测方法利用密度、磁化率、极化率、电阻(导)率、波阻抗等物性差异进行地下地质体探测.利用地球物理方法进行成矿系统探测需要剖析从局部到区域矿物矿床形成的物源、通道和富集以及保存的完整过程,以便在不同的尺度范围内完成地球物理多属性结构成像,指导下一步具体找矿任务.区域地球动力演化、物质和能量源区控制着成矿始端,成矿流体富集成矿以及保存条件控制着成矿末端,流体迁移的通道将成矿始端和成矿末端连接,形成一个完整的成矿系统.本文从成矿系统始端和末端两方面分别阐述各个地球物理探测方法的发展历程和适用范围,最后通过长江中下游成矿带庐枞矿集区泥河铁矿找矿实例论述多尺度地球物理探测方法在成矿系统始端和末端应用效果.     

三门古湖沉积记录的环境变迁与黄河贯通东流研究

晚新生代黄河中游地区发育一系列独立的湖盆, 其中三门湖盆发育了巨厚的三门系地层, 是研究黄河中游地质环境变迁的构造-气候旋回和黄河形成演化的理想之地. 对三门峡水库左岸山西省平陆境内黄底沟附近天然剖面沉积记录的磁性地层、孢粉、有机碳和碳酸盐含量进行了分析, 建立了近5.0 MaBP以来的环境演化序列、区域构造活动和湖盆演化过程. 古三门湖盆沉积记录的气候变迁显示: 大约5.4 MaBP构造成盆, 3.6 MaBP构造运动之后, 湖泊扩张, 夏季风降水增加; 相当于黄土底界的2.60 MaBP左右并未出现气候的巨大转折, 奥杜维尔正向事件之后(约从1.77 MaBP开始)沉积记录中云冷杉出现, 气候转向偏冷; 1.2 MaBP构造运动造成上下三门系之间的轻度角度不整合; 黄土旺盛堆积时期(L15, L9, L6)古三门湖沉积记录显示冷湿的气候特征. 三门湖盆沉积记录的区域构造活动加强时段和青藏高原隆升的构造活动具有时间上的一致性. 沉积记录反映古三门湖水开始外流或三门峡部分切开的时代最早出现在0.41～0.35 MaBP, 黄河完全切穿三门峡、贯通东流入海的时代为0.15 MaBP, 标志现代意义上的黄河形成, 并对中下游地貌和环境演化产生巨大影响.     

长江三峡地区沉积层与基底层细结构

叙述长江三峡地区四条地震测深剖面沉积层与基底层速度细结构的研究结果．测区西部的鄂西丘陵地区沉积盖层速度较大，总厚度为 0～3 km，但在秭归盆地南侧与沮水河谷沉积层厚度加大，分别为5.0与4.0 km．测区东部的江汉平原区沉积盖层巨厚，达5～8 km．速度明显偏小．基底面速度在整区达6 km/s以上．在沉积层内部还可细分一层面，在江汉平原区深度达 3～4 km，而在其它地区接近地表．剖面多处为断裂所切割，断裂所经之处不仅速度等值线变化剧烈，且速度值也明显偏低.基底层以速度高并梯度小著称,层内存在三处高速异常区,分别位于黄陵背斜的西、南和东侧．它们是地壳深处玄武岩类高速物质上涌产物，估计这过程发生于黄陵背斜形成之前．由于其活动，造就或影响了基底面剧烈深度变化，以及相应断裂的发育与活动.      

三峡地区上地壳结构的远震虚震源反射地震成像

远震虚震源反射成像方法利用远震初至波在台网之下地表与地下界面间形成的反射波(PPdp震相)波形资料进行台网地区地震反射结构研究.此方法先用台网各台站的平均初至波形求取震源信号,再用该震源信号与各道地震记录作反褶积从而取得反射剖面.本文介绍了远震虚震源反射成像的基本原理和实现步骤,并以三峡地区的观测资料为例,得到三峡库首区上地壳的反射地震剖面.成像剖面中解释出的四川盆地和秭归盆地的底界面位置和形态与地表地质观测和大地构造背景吻合.为验证虚震源成像的能力,本文使用弹性波正演模拟合成地震数据,经过处理实际资料一样的步骤获得虚震源成像结果.正演模拟表明,叠加多个远震的反射地震剖面可以有效地改善成像的信噪比和连续性;虚震源成像需要选择特定的震源频率范围,以减轻高频噪音以及低频造成的成像问题.在研究上地壳结构时,建议在不适合主动源采集和缺乏低频信号的地区尝试远震虚震源方法.     

扬子克拉通核部中元古代-古生代沉积地层Nd同位素演化特征及其地质意义

扬子克拉通陆核位于湖北西部宜昌和神农架地区,区内出露了前寒武纪早期结晶基底和较完整的元古宙-显生宙沉积盖层.论文报道了对区域内中元古代至早古生代沉积地层细粒沉积岩开展系统的Nd同位素地球化学研究的结果.从中元古代晚期经新元古代南华纪至古生代奥陶纪,研究区沉积地层的Nd同位素模式年龄显示了由2.5~2.8Ga,经1.5~1.7至1.8~2.1Ga的＂V＂字型演化,相应的εNd（t）值发生了由低（？11~？14）经峰值（？1.1~？5.3）至新低值（？7.9~？9.9）的变化.该演化趋势与前人发表的扬子克拉通东南缘和江南造山带同期沉积地层的演化特征相似,指示了约0.8Ga的新元古代或稍早时期,整个华南陆块发生了有地幔物质加入的大规模构造岩浆事件.然而,扬子陆核区中元古代早期地层具有大范围变化的模式年龄（约1.5~2.7Ga）和εNd（t）值（1.38~？12.0）,且中元古代晚期地层为太古宙模式年龄,指示扬子克拉通的核部和东南缘中元古代盆地具有不同的沉积物源,两区域之间应存在陆内裂（凹）陷或分隔的大洋.此外,新元古代扬子陆块和江南造山带相似的演化形式和古生代早期地层相近的模式年龄,指示经约0.9Ga的扬子-华夏陆块拼合后,华南陆块开始具有了共同的沉积盆地和物源.因此,扬子克拉通于前新元古代可能由次一级的不同陆块组成,直至Rodinia超大陆的聚合过程才导致了原始华南陆块的形成.