贵州震旦系陡山沱组磷块岩成磷作用及与新元古代末期氧化事件(NOE)的耦合*

新元古代末期历经“雪球地球”和大气、海洋增氧事件后,发生了全球性成磷事件,贵州省震旦系陡山沱组大规模磷矿床沉积是本次成磷事件的典型代表。然而现阶段对贵州陡山沱组磷块岩成磷作用机制研究存在诸多争议,成磷事件与同期古海洋环境转变之间的关联研究也较为薄弱。作者以贵州省瓮安、遵义和丹寨地区陡山沱组原生磷块岩为研究对象开展的沉积学、岩石学、矿物学和地球化学特征研究表明: 陡山沱早期成磷作用被限制在浅水海岸,瓮安地区A矿层球粒磷块岩中大量的含铁自生矿物黄铁矿、海绿石以及无Ce负异常指示的贫氧沉积水体环境均表明,Fe-氧化还原泵成磷模式在富磷过程中发挥了重要作用;陡山沱晚期磷块岩分布扩散至较深水陆棚—斜坡沉积相区,磷块岩与富有机质岩层共生,矿物晶体形态特征与矿石内富含的大量生物化石均表明,有机质沉降聚磷作用和生物成磷作用促使磷块岩大量沉积,较明显的Ce负异常值也指示了海水氧气含量的提升。成磷作用模式的转变和磷块岩分布的扩展是对海洋增氧事件的沉积响应,同时造成的多细胞动物演化也影响了深部水体的氧化还原状态,进而反映了贵州省陡山沱组磷块岩大规模沉积与新元古代末期氧化事件(NOE)密切的耦合关系。     

古生代海洋碳同位素演化

本文给出对中国古生代海相碳酸盐岩地层的系统的碳同位素研究结果。对密集地采自寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪5个海相碳酸盐岩地层剖面的681个样品作了碳同位素研究。所得到的古生代海相碳酸盐岩地层δ¹³C值长趋势演化的模式表明,从寒武纪(δ¹³C平均为-0.3‰)到石炭纪(3‰)和二叠纪(3.4‰)逐渐富集¹³C.此变化模式与古生代有机碳的埋藏数量有关,或许与大洋中脊体系的体积变化有关。     

贵州瓮安陡山沱组含磷岩系沉积序列及磷块岩的形成

贵州瓮安陡山沱组磷块岩为碳酸盐岩型含磷岩系,属于浅海碳酸盐岩台地沉积区。对瓮安磷矿大塘剖面进行沉积环境研究,将Marinoan冰期后沉积的陡山沱组地层分为6个向上变浅的沉积序列。瓮安含磷岩系大部分为多旋回的叠置体,其常见的交错层理、波状层理、透镜状层理等表明了磷块岩形成于水体较浅的高能环境。南沱冰期后,陡山沱期剧烈的海侵作用引发上升洋流,携带富磷海水涌入浅水区,在海平面间歇性波动的条件下,为磷块岩的形成提供了物源与动力条件。     

贵州新元古代冰期（Varnger）后环境演变与藻类的复苏

新元古代冰期引起生物大量绝灭，大绝灭后环境如何重建、生物怎样复苏是演化古生物学研究的重要课题。对贵州铜仁坝黄、瓮安北斗山剖面和台江五河剖面南沱水碛岩之上连贯沉积的陡山沱组底部的“碳酸盐岩帽”中藻类化石进行系统研究，并结合古海洋环境地球化学研究结果，认为冰期后生态环境恢复很快，藻类快速复苏，但藻类分异度低。“碳酸盐岩帽”沉积结束，藻类进入衰退期，到了陡山沱中晚期，藻类又进入顶盛期。而藻类的复苏、衰退与古海洋环境的δ^13C,δCe,δEu异常有着密切关系。     

新元古代陡山沱组－灯影组中 C-Sr 同位素演化及其古环境意义

碳酸盐岩中碳同位素组成的演化对于古环境研究重要意义。笔者研究了浙江煤山剖面的新元古代地层陡山沱组和灯影组中δ13C，δ18O，87Sr/86Sr以及微量元素含量的演化。所分析的87Sr/86Sr值都大于0.714，同时大多数Mn/Sr比值在4～20之间。因为Sr在海洋中的存留时间很长（约3Ma），盖帽碳酸盐的87Sr/86Sr可指示冰期海水的Sr同位素组成，而在雪球事件期间87Sr/86Sr不可能这么高。在冰期之后，由于冰期前沉积的大量碳酸盐岩和冰期时喷发的玄武岩与陆壳岩石一起风化，海洋87Sr/86Sr也不会升到如此之高，可以认为所研究地层87Sr/86Sr已被成岩改造。大多数δ13O大于－10，并且δ13O和δ13C之间不存在明显的相关关系，表明大多数样品记录了初始的碳同位素组成。δ13C的演化曲线在碳酸盐盖帽以及陡出沱组－灯影组交界呈现明显的负漂移（－4‰～－3‰），在主要的陡山沱和灯影时期则最高升至＋3‰～＋4‰。碳酸盐盖帽中的δ13C负漂移可能由多种原因造成，例如：因为在雪球事件时海洋中光合作用几乎完全中止，造成海水与海底热液中CO2（约－6‰）的δ13C值趋同；冰期后即使生物产量已经快速恢复，但是极高的碳酸盐沉积速率仍会造成较低的δ13C值；原来甲烷水合物在冰期后中释放出甲烷；冰期后原来分层的海洋发生垂向洋流。目前尚不能唯一地确定碳酸盐盖幔中的δ13C负漂移是由某一个原因造成的，可能是由几个因素共同作用的结果。随着生物产量、大气中CO2含量和洋流都在雪球事件之后逐渐恢复正常，陡山沱组碳酸盐岩中δ13C也逐渐升高到正常的正值。当大气中巨量的CO2通过风化、碳酸盐岩沉积和有机质埋藏等途径被移除以后，气候开始变冷。当气个冷到某个临界范围时，强烈的温盐环流造成的上升洋流把富集12C的深部海水带到表层海水，造成陡山沱组－灯影组交界处的δ13C表现负漂移，同时使大气中的CO2升高到正常水平。灯影时期的气候要比陡山沱稳定。大气和海洋环境在几乎整个灯影时期都维持在适合生态系统的状态中，因面灯影组的δ13C大多为正值。     

云南昆明寒武纪早期浅水相磷块岩的氧化还原环境及成因机制

磷是重要的营养元素,与古环境和生命演化密切相关.在埃迪卡拉纪—寒武纪之交,伴随着骨骼化动物的辐射,华南甚至全球广泛沉积了大量磷酸盐,这暗示磷是古环境的变化与生命演化之间关系的桥梁.然而,目前,磷块岩的沉积环境和形成机制尚不明确.为探究磷酸盐富集的沉积环境和形成机理,本文研究了华南寒武纪早期梅树村剖面磷块岩的磷酸盐聚集形式、黄铁矿形态学和稀土元素.磷块岩主要是由结晶氟磷酸钙、隐晶质氟磷酸钙和铁氧化物组成.稀土配分模式均为"帽型"配分模式,与沉积物中铁-锰还原带之中的稀土配分模式类似,表明稀土元素遭受了早期成岩的影响.磷块岩中没有草莓状黄铁矿和较低的Ce负异常(Ce/Ce*=0.50～0.82,平均值为0.70),暗示磷块岩沉积于氧化/次氧化的沉积环境.Eu元素未发生异常(Eu/Eu*=0.92～1.08,平均值为0.98),暗示磷块岩可能未受到热液作用的影响.较高的Y/Ho比值(55.3～74.5,平均值为63.6),与海水Y/Ho比值相似,表明磷块岩来源于海水.鉴于华南寒武纪早期广泛的氧化事件、缺氧分层的海水化学结构和上升流活动,本文认为磷块岩的形成源于氧化背景下较高的磷酸盐浓度和深部还原环境中的磷酸盐随上升流活动携带至氧化-次氧化浅水区域.     

三峡地区前寒武纪-寒武纪转折期黑色页岩地球化学特征及其环境意义

通过对三峡地区秭归滚石坳前寒武纪—寒武纪界线(PC-C)剖面黑色页岩稀土元素、微量元素的地球化学组合特征的分析,对这一特殊转换时期的古海洋演化特征展开了研究,并就岩家河组硅质岩成因做了初步探讨。研究结果表明:岩家河组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层样品具不同程度的LREE亏损,Ce负异常和Eu正异常;水井沱组样品呈轻微LREE亏损,Ce未见明显异常,Eu具轻微正异常。整个剖面样品稀土元素总量∑REE明显低于PAAS中的含量,其中硅质岩样品的∑REE含量更低,表明硅质对稀土元素含量有稀释作用。样品的氧化还原敏感元素富集系数及V/(V+Ni)、U/Th比值演化趋势显示岩家河组沉积早期(埃迪卡拉纪晚期),海水呈现强烈分层的还原硫化环境,随后到早寒武世Nemakit-Daldynian期水体的还原程度及分层状态有逐渐减弱的趋势;水井沱组沉积早期(早寒武世Tommotian早期),广泛的海侵使得水体环境又恢复到分层不强的缺氧甚至硫化环境,到早寒武世Tommotian晚期至Atdabanian期,水体含氧量又逐渐上升,过渡到弱还原-弱氧化或贫氧状态,暗示了这一特殊时期古海水物理化学特征的不稳定性。岩家河组全岩样品Ce负异常可能与海水分层和氧化还原界面波动对区域环境变化的影响有关,而水井沱组全岩样品由前者的Ce负异常迅速上升变为Ce异常不明显,则可能与这一时期陆源碎屑物质对该地区水井沱组细粒沉积物Ce异常起正反馈作用有关。三峡地区PC-C界线附近岩家河组硅质岩地球化学特征显示本期硅质岩具明显热液成因特征。     

大水金矿区碳酸盐岩稀土元素地球化学特征及其成因初探

大水金矿区广泛发育碳酸盐岩,大量的稀土元素分析发现区内不同类型碳酸盐岩(未矿化和矿化)显示出不同的稀土元素地球化学特征。研究表明,未矿化碳酸盐岩样品稀土元素配分模式为较一致略向左倾斜,重稀土谱线呈锯齿状,具强烈的Eu正异常(δEu=11.32~13.13)和中等Ce正异常(δCe=1.24~1.61);矿化碳酸盐岩样品稀土元素配分模式为较一致略向右倾斜的曲线,具弱Eu负异常→无Eu异常→弱Eu正异常(δEu=0.60~1.19)和Ce负异常明显—不明显(δCe=0.55~0.88)。未矿化碳酸盐岩在成岩过程中有热水作用的参与,是热水与海水相互作用的产物;矿化碳酸盐岩是热水、大气降水及深源流体与海相碳酸盐反应的产物。     

黔中地区震旦系洋水组地球化学特征及其对古海洋环境的指示

为重建黔中地区震旦纪陡山沱期古海洋环境,选取小河磷矿(XH)、息烽磷矿(XF)含磷岩系剖面,通过系统采样及岩矿鉴定、扫描电镜、微量元素和稀土元素分析,揭示古海洋环境对磷块岩沉积的影响作用。结果表明,磷矿成矿受黔中古陆长期剥蚀夷平形成的无障壁海岸海滩环境控制。陡山沱期洋水组磷块岩Sr/Ba值一般大于1,均值分别为1.90 (XH)和0.95 (XF),而澄江组沉积物Sr/Ba值均小于1,均值分别为0.11 (XH)和0.18 (XF),说明沉积环境由澄江期的湖泊相转变为陡山沱期的海相。小河剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.77和2.17,息烽剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.26和2.83,均位于弱氧化—氧化区间。息烽磷矿磷块岩δCe为0.75～0.95,均值0.85,小河磷矿磷块岩δCe为0.74～1.09,均值0.88,Ce负异常由底部至顶部逐渐增大,显示沉积环境由次氧化—氧化的转变。这种氧化转变不仅造成了浅水富磷海岸大洋生产力的提升,进一步促使与生物作用相关的磷块岩沉积,同时造成的生命演化也改变了大洋含氧结构,因此成磷环境的氧化转变是对新元古代氧化事件与生命演化的响应。     

华南埃迪卡拉纪陡山沱海洋中无机碳同位素组成变化

报道了贵州江口桃映深水相剖面陡山沱组碳酸盐岩δ13C值的变化特征,结合其他已报道的数据,分析了华南扬子地区埃迪卡拉纪陡山沱海洋不同沉积环境,包括盆地相、斜坡相、台地相、台地边缘相碳酸盐岩中δ13C变化趋势及绝对值的异同,发现浅水区剖面记录的δ13C漂移次数多于深水区剖面,且不同相区δ13C值也有差异。δ13C值的差异与埃迪卡拉纪陡山沱海洋的阶段性演化密切相关。基于不同相区的δ13C值变化,埃迪卡拉纪陡山沱海洋的演化历史可分为3个时期:1)陡山沱组1段盖帽白云岩沉积期华南扬子地区很可能为一个开阔台地,白云岩中δ13C值可能继承于幔源CO2的碳同位素特征,深水区和浅水区碳酸盐中δ13C值无显著差异;2)陡山沱组2段和陡山沱组3段下部沉积时期盆地深水区中δ13C值显著低于浅水区,且深水区δ13C值与陡山沱组1段时期无显著差异,浅水区的δ13C值则显著升高;3)陡山沱组3段上部和陡山沱组4段沉积时期陡山沱盆地中δ13C值均显著下降,且不同沉积环境中的δ13C值差异度降低。盖帽后埃迪卡拉纪陡山沱海洋阶段性演化主要与不同时期深水区DOC库的逐步氧化有关。     

截潜工程在计算山前侧向补给量中的应用

在计算山前侧向补给量的方法中,最常用的就是达西断面法,但达西断面法需要获取较多的参数,对于山前无钻孔或只有少量钻孔且水文地质研究程度较低的区域,很难采用达西断面法来计算得到山前侧向补给量。对于无法运用达西断面法但存在完整式截潜工程的山丘区,可以结合完整式截潜工程的截潜量利用水量均衡法计算山前侧向补给量。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

Global repeating events in the history of the Earth and the motion of the Sun in the Galaxy

Chronological analyses of correlations between certain global repeating events (mass extinctions of marine organisms, meteorite impacts, and flashes in the frequency of geomagnetic reversals) during the Phanerozoic Eon and the motion of the solar system in the Galaxy are presented for five rotationally symmetrical models for the regular Galactic gravitational field. Thirteen of sixteen mass-extinction events can be described by a repetition interval of 183±3 million years. This is in agreement with the anomalistic period (interval between two subsequent passages of the Sun through the apocenter of its Galactic orbit) in the model of Allen and Martos. The positions of the minima and maxima in Gaussian functions approximating the frequency distribution for geomagnetic reversals also agree with the times of passage of the Sun through the apocenter and pericenter, respectively, of its Galactic orbit in this model. The maximum in the distribution of the deviations of the dates of mass extinctions from the nearest dates of impacts of large, crater-forming bodies is close to zero, providing evidence that many such events are correlated. As a rule, extinctions follow impact events. The impacts of large bodies have occurred most often when the solar system passes through the Galactic plane, while mass extinctions occur more often at some distance from the Galactic plane (about 40 pc). As a rule, intervals of increases in the frequency of geomagnetic reversals coincide with dates of impacts of large bodies. At the same time, these intervals do not show a clear correlation with the dates of mass extinctions. The intensity of mass extinctions, like the energy released by impacts, is consistently higher in periods when the Sun is moving from the apocenter toward the pericenter of its orbit, than when it is moving from the pericenter toward the apocenter. Thus, there is evidence for a variety of relationships between repeating global events in the Phanerozoic and the motion of the Sun in the Galaxy. Long-period variations in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with the orbital motion of the Sun, and increases in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with impacts. Mass extinctions are correlated with the impacts of large bodies, whose motions may have been perturbed by clouds of interstellar material concentrated toward the Galactic plane and by the shock front associated with the Perseus spiral arm, through which the solar system passes. The velocity of the Sun relative to the spiral pattern is estimated.     

关中盆地大荔地区地下水氟水文地球化学规律

为了研究关中盆地大荔地区氟的水文地球化学规律,采集239个地下水样品及35个土壤样品,分析了水化学类型和水化学组分对氟的影响,结果表明在弱碱性环境下,重碳酸钠型是促进氟富集并增强围岩向地下水中转化的主要因素;硫酸钙镁型的地下水抑制氟富集。水化学组分中Na+、Cl-、HCO3-、pH与氟呈正相关,而Ca2+则抑制水溶液中氟含量增加;迁移系数与HCO3-、pH呈正相关关系,与其他主要离子呈负相关关系。利用Preeqic软件分析了饱和指数和Ca2+、F-的离子活度,得出萤石的平衡控制着氟和钙的水文地球化学行为,F-可能来源于萤石和方解石的分解。     

Determination of Emissions in the City by the Rate of Change in the Integral Content of Impurities in the Atmospheric Boundary Layer

Doklady Earth Sciences - A new approach to the problem of determining the density of emission fluxes of anthropogenic impurities from distributed urban sources by the rate of growth of the integral...     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。