土楔和冰楔假形及其古气候意义

由于土楔及冰楔所处冻土的含冰状况不同,二者对冻土退化的响应不同。土楔的形状及大小乃至其中的充填物可以完整地保存下来,而冰楔在融化过程中经受强烈变形,其原形状很难保存下来,以至无法辨认。已报道的冰楔假形中,有相当部分可能是原生土脉,甚至是活动层土楔。冰楔在多年冻土环境下生长,其假形可以指示古冻土曾存在过。但它与温度之间没有简单的对应关系,因为楔形构造的形成是地-气综合因素相互作用之结果。土楔可以是原生的,也可以是次生的,它与多年冻土环境并无必然联系。     

中国东北首次发现冰楔

1983年在中国东北的北纬50°32′、东经121°29′的伊图里河首次发现冰楔。这些冰楔可能为不活动冰楔。这是我国第一次发现冰楔,也是迄今为止地球上所发现的纬度最靠南的冰楔。     

黄土高原北缘中部末次冰期冰楔假型的发现及意义

冰楔假型是反映古气候环境的重要标志,其蕴涵的气候地层信息对地貌演化过程具有重要的指示意义。通过对黄土高原北缘中部环江T1阶地上新发现的冰楔假型群特征的研究和光释光(OSL)测年,结果显示这些发育在冲积砂砾石中的冰楔假型的充填砂体的年代为 (30.01±3.31) ka B.P.,形成环境推测当时的年平均地温比现今要低17.7 ℃。该冰楔假型的发现也为末次冰期阶段性冻土南界的位置和变迁提供了证据。另外,据冰楔与阶地冲积物的关系推测,在冰楔形成的冰冻期河流阶地的堆积缓慢甚至停滞,在(28.64±3.13) ka B.P.之后的气候温暖期河流快速下切、T1阶地形成。这为河流阶地成因机制的探讨提供了依据,反映了气候波动对阶地发育的控制。     

黄河源区冰楔假型群的发育及其古气候意义*

在黄河源区两岸的第二级阶地砂砾层和基座中发现了两种不同形态的冰楔假型群。一种是发育在阶地砂砾石层的冰楔假型,其特点宽而浅,底部边界呈圆滑锅状,深约0.5~0.9m,宽0.8~1.4m;另一种是发育在第二级阶地基座的基岩中,以窄深倒三角状为特点,其底部尖锐,深约0.7~2.0m,宽为0.3~1.0m。前者形成于全新世中期(5.69±0.43kaB.P.,5.43±0.41kaB.P.),后者形成于末次冰期的冰消期(13.49±1.43kaB.P.)。另外,还在洪积的砂砾石层中发现了规模较大的冻融褶皱(宽3~4m),其时代晚于39.83±3.84kaB.P.,也是末次冰期的产物。根据冰楔假型的对比研究,在全新世的中期(约5.5kaB.P.前后)和冰消期,黄河源区的降温幅度达6~7℃。尤其值得注意的是全新世中期的冰楔假型形成,表明了大暖期气温的不稳定性。     

成都平原第四纪化石冰楔的发现及古气候意义

最近,在成都平原西缘,大邑城西氮肥厂附近,斜江河西岸,上新统-下更新统大邑砾岩剖面的北端新开挖的露头上,发现了4条化石冰楔。这里的地理坐标是30°35'N103°31'E,海拔530m.这些冰楔发育于大邑砾岩露头的顶部。其中最大的一条,顶部宽3m,向下延伸2.5m.这些冰楔垂直向下延伸,与大邑砾岩层面斜交。所以,它们是在大邑砾岩沉积之后并经过构造变动后形成的,是大邑砾岩的后生冰楔。化石冰楔的充填物的特征与大邑砾岩有明显差别:前者为棕黄色,后者为灰白-黄色;前者砾径分选较好,砾径较细,一般长5cm~15cm,而后者砾径分选较差,粗大者20cm~30cm;前者的砾石含量高,约95%,后者的砾石含量低,约85%;前者砾石ab面产状无优势方向,而后者的ab面产状显示优势方向,倾向170°~210°,倾角30°~40°.由于两者有上述差别,所以,化石冰楔在露头上可以被识别出来。采用ESR法测定冰楔充填物的时代为0.171Ma.由此看来,这些冰楔的形成时代可能相当于V28-238深海岩心氧同位素曲线第6气候期(0.195Ma~0.128Ma),也可与中国黄土L_2~5(0.195Ma~0.180Ma)和L_2~4(0.180Ma~0.167Ma)所记录的气候波动和青藏高原倒数第二次冰期对比。
一般认为,冰楔是多年冻土的指示器,所以这些化石冰楔反映了成都平原在第四纪曾一度发育多年冻土。据研究,冰楔只能形成于年均温<-6℃的地方,高海拔多年冻土下界大致与-2℃~-4℃年均等温线相符。现今,大邑附近年均温约16℃.那么,化石冰楔形成时期,成都平原年均温至少比现今下降了18℃.      

鄂尔多斯地区倒数第二次冰期冰楔假型的发现以及中国倒数第二次冰期多年冻土边界重建

首次发现鄂尔多斯地区发育有倒数第二次冰期冰楔假型,并根据此发现结合以往资料恢复了中国倒数第二次冰期多年冻土的边界,即105° E以东,118° E太行山一线以西地区的冻土南界在36°33' N附近,太行山以东地区位于40°20' N附近;而105° E以西的青藏高原地区多年冻土则分布在36°～29° N,现代海拔为2 000～3 100 m的地区.边界附近倒数第二次冰期时的年均气温比现今要低10～15 ℃.     

构造楔形体的识别与勘探——以准噶尔盆地南缘为例

构造楔形体的形成需要两个条件,一是两条相互连接的断层,二是这两条断层的位移传递方向相反。当反向传递的位移量切割了上覆地层,通常在楔形体前翼形成具指示意义的背斜构造,此类背斜可作为判断深部构造楔形体存在的直接依据。准噶尔盆地南缘3排背斜内带的构造楔形体模式非常典型,并表现为“混序”的特征。在山前深部楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成第二排和第三排背斜带。在总位移量保持稳定的前提下,这3排背斜带在走向上的此消彼长反映了位移量在南、北两个方向上的转换。准噶尔盆地南缘第二、三排背斜带中-新生界内部发育多个小型的构造楔形体,这些互相叠置的楔形构造横向延伸不大,但有可能构成独立的成藏系统,具有不同的油气水特征,从而造成同一个背斜带不同部位的含油气性迥异。在油气勘探中应通过加强地震采集、处理和解释攻关,力求精细刻画各个楔形构造在三维空间的展布,再针对已落实的楔形体展开钻探。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果.前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定.准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式.准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减.紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带.准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度.     

罗圈组冰碛岩变形构造

冰碛岩中常存在一些变形构造,国外屡见报道,但国内报导甚少。本文以豫西上震旦统罗圈组冰碛岩为例,采用形态分类法,将冰碛岩的变形构造分为向斜状构造,褶曲构造与楔状和脉状构造。这些变形构造分别赋存于各不相同的冰碛岩中,其成因也各异。向斜状构造最可能的成因是沉积物重力负载的作用,褶曲构造是冰湖滨岸带堆积物沿斜坡滑动的产物,相当于滑塌构造;楔状构造则可能是冰缘环境的冰楔体融化泄水的结果;脉状构造虽赋存形态多样,但却均由相似的成因机制,即饱和液化砂顺裂缝贯入形成的。     

湖北省钟祥县首次发现第四纪冰缘揉皱构造遗迹

1986年夏、秋.笔者在湖北省荆门——钟祥一带进行晚新生代地质调查中,初步认为发现了第四纪地层间的冰缘揉皱构造现象.其赋存层位处于下更新统卢演冲组顶部的砂砾层中.表现在顶部的两层褐红色铁锰质风化层(单层厚 10—20Cm)发生显著揉皱.并有冰楔体穿切,两者的空间展布关系:冰楔体周围揉皱现象较发育,且褶曲度较大;离冰楔体愈远,揉皱愈舒缓.并很快消失而恢复正常产状.揉皱层界面附近孢粉和重矿物组合资料所反映