生物标志化合物与相关的全球变化

在各种地质体中广泛分布的生物标志化合物在全球变化研究中有着广泛应用,特别是在海洋和湖泊沉积物中,研究工作已涉及到古植被、古温度、古降水量、古大气CO₂浓度和古季风等的恢复.文章介绍利用气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪、气相色谱-热转换-同位素比质谱仪分析了一个长40cm泥炭岩芯(约222年)的生物标志化合物的分布及其单体氢同位素.结果显示,不管是生物标志化合物的分布,还是其单体稳定同位素特征都记载了气候(温度)的变化.正构脂肪酸的碳优势指数(CPI值)、正构烷烃C23/C31比值、正构烷烃C23的δD值与温度有很好的对应关系.     

蓟县剖面元古宙沉积物(1.8～0.85Ga)中的生物标志化合物特征

报道了蓟县剖面长达 10亿年的元古宙沉积物中生物标志化合物的组成和分布特征。结果表明 ,剖面样品具有基本类似的生物标志化合物组成 ,其中 ,特征的长链类异戊二烯化合物 ( >C2 0 )可能起源于元古宙燕山古海中的喜盐等古细菌 ,而 18 和 19 降松香 8,11,13 三烯则可能具有藻类起源。通过对生物标志化合物的组成分布特征与剖面各期古环境和古生物资料的对比 ,从分子的角度确证了古燕山盆地在其元古宙演化的各个时期环境与生物群落的转变     

古土壤干湿特征指示晚古生代气候演化

古土壤是地质历史时期气候变化的重要记录者,通过古土壤记录的信息,可以定性和定量重建深时古环境和古气候,为认识地质历史时期的各种地质事件提供依据。前人大多对特定区域展开古土壤研究,对全球性古土壤数据的整理和古气候、古环境研究相对较少。基于古土壤的干湿情况对古气候环境的指示作用,我们按照植物根迹、根系结构与根化石、黏土矿物以及古土壤的结构构造等依据,将前人报道的古生代(410～255 Ma)古土壤分为干旱古土壤和湿润古土壤两种类型。将古土壤干湿特征与其他气候敏感性沉积物进行对照,显示为干旱古土壤分布与钙质结核以及蒸发岩等指示干旱气候带的敏感性沉积物分布一致,湿润古土壤分布与高岭石、煤以及铝土矿等指示湿润气候带的敏感性沉积物分布一致。干旱古土壤大都分布在晚古生代中低纬度干旱地区;湿润古土壤大都分布在晚古生代赤道附近及中纬度湿润地区。通过以上分析认为,古土壤干湿特征可以作为一个新的气候敏感指标指示古气候环境,进而作为划分气候带的有力依据。     

贵州中三叠世盘县动物群产出地层剖面样品元素地球化学数据因子分析及其环境演化意义

应用地质统计学方法研究剖面沉积物化学组分的含量变化规律和相互关系,以了解剖面沉积物及其化学组分的影响因素和剖面地层的古环境演化。从R型和Q型因子分析结果得出,剖面沉积物及其化学组分含量主要受陆源物质影响,其次受火山源物质的影响,成岩作用及生物源物质也发挥了一定的作用。剖面的古环境演化以陆源物质、火山源物质和生物源物质混合沉积为主,其间至少经历了7次火山喷发。短期频繁的火山喷发及大量的火山喷发物可能严重影响该时期剖面位置的爬行动物及其他生物的生活环境,这可能是它们在这段时间大量死亡的重要原因之一。     

论断代构造-地层区划的原则与方法:以中国寒武纪构造-地层区划为例

基础地质调查的首项任务就是查清不同构造-地层区划单元内的地层层序和时代.因此,开展构造-地层区划和建立地层格架,是矿产能源、水文环境和工程地质等工作不可缺少的一项奠基性工作.本文强调构造、沉积和气候环境等对地层发育的主控作用,并提出断代构造-地层区划定义为:是指对一个国家或地区某一地质发展阶段(如新元古代,寒武纪等)内形成的地层,通过对其形成的构造环境、沉积和气候环境、岩石组合、古生物组合、地球物理和地球化学特征等记录的综合调查分析对比后,所进行的地层地理分布划分.根据新含义,本文以中国寒武纪构造-地层区划为实例,拟定出构造-地层区划的主要依据是:全球洋陆重建分布、地层建造大类、基底和盖层地层序列和洋陆转化时间、地层序列完整性与接触关系、地层岩性岩相序列对比、造山带对接缝合带洋板块地层分布与特征、造山带叠接缝合带洋板块地层分布与特征、生物古地理区系、构造-岩相古地理格局、古气候分区、区划边界11条识别标志.      

古土壤干湿特征指示晚古生代气候演化

古土壤是地质历史时期气候变化的重要记录者,通过古土壤记录的信息,可以定性和定量重建深时古环境和古气候,为认识地质历史时期的各种地质事件提供依据。前人大多对特定区域展开古土壤研究,对全球性古土壤数据的整理和古气候、古环境研究相对较少。基于古土壤的干湿情况对古气候环境的指示作用,我们按照植物根迹、根系结构与根化石、黏土矿物以及古土壤的结构构造等依据,将前人报道的古生代（410~255 Ma）古土壤分为干旱古土壤和湿润古土壤两种类型。将古土壤干湿特征与其他气候敏感性沉积物进行对照,显示为干旱古土壤分布与钙质结核以及蒸发岩等指示干旱气候带的敏感性沉积物分布一致,湿润古土壤分布与高岭石、煤以及铝土矿等指示湿润气候带的敏感性沉积物分布一致。干旱古土壤大都分布在晚古生代中低纬度干旱地区;湿润古土壤大都分布在晚古生代赤道附近及中纬度湿润地区。通过以上分析认为,古土壤干湿特征可以作为一个新的气候敏感指标指示古气候环境,进而作为划分气候带的有力依据。     

消息报道

《中国各地质时代地层划分与对比》在北京出版《中国各地质时代地层划分与对比》一书由中国地质调查局地层古生物研究中心组织编写,在总结和分析以往资料的基础上,根据近年来在地质调查和科学研究中所取得的新资料,分时代,按照构造古地理分区(或盆地)或地层区分布而写成的。主要内容包括:1通过对地层发育特征、岩相古地理和生物古地理的综合分析,结合不同地块之间地质演化,进一步修订了我国南华纪以来各时代构造地层分区(或地层区),进而在每个构造地层区内按照古地理、生物相和岩相分异特征又划分出相应的生物相区(或地层分区);2结合近年来…     

西藏特提斯喜马拉雅海相白垩纪—古近纪生物地层与重大地质事件研究进展

地质历史时期曾发过许多对生命的演化进程造成过重大影响与制约的全球性地质事件,白垩纪—古近纪就是一个重大地质事件频发的时期。随着冈瓦纳大陆在中生代时期的解体,全球海陆格局发生了根本的变化,地球的表层和岩石圈层均发生了重大的改变,由此引发了构造运动空前活跃,发生过诸如大洋缺氧事件(OAE)、大洋富氧事件(CORBs)、白垩纪/古近纪(K/Pg)生物大灭绝事件、古新世—始新世极热(PETM)事件、印度-亚洲板块碰撞、新特提斯洋的演化及最终消亡等一系列的全球性重大地质事件。对这些重大地质事件的研究,有助于加深我们对古海洋、古地理、古环境的认识。尝试追踪和捕捉这些重大地质事件,恢复和重建古地理,其基础是建立精确的年代地层格架。西藏南部保存了中国最为完整的海相白垩纪—古近纪沉积,完整地记录了上述的全球性重大地质事件,通过对札达、岗巴、定日、亚东、江孜、萨嘎和吉隆等地区高分辨率浮游和底栖有孔虫、介形虫、钙质超微化石和放射虫生物地层学研究,可直接约束全球性重大地质事件发生的时间,并为重建新特提斯洋古海洋环境和古地理提供证据。此外,在重大地质环境突变期间生物的演化过程,也可为探明极端环境变化发生时期气候-环境-生物之间的协同演化关系提供证据。本文系统总结了课题组为主的近年来对藏南白垩纪—古近纪海相地层中微体古生物学的研究成果及重要进展,并对未来研究提出展望。     

早三叠世生物环境年代地层研究

二叠纪末生物大灭绝及随后早三叠世复苏期是古、中生代之交重大地质突变期的主体。这一时期,生物演化更替显著、生态空间扩展快速广泛,因而生物地层分辨率高、可对比性强;各种重大地质事件活动频度和作用强度显著增加、影响范围广泛,因而其产生的识别标志明显、区域精时对比能力强;由于突变期伴随有强烈的地内构造活动,火山物质提供了丰富的精确地质测年素材,同时伴随重大突变过程而被强化的历史阶段性和时间节奏性地质记录,也为年代地层精确定年和计时提供了独特的条件。因此古、中生代之交的地质记录为高分辨率生物环境年代地层综合研究提供了最佳条件。文中以中国南方二叠系三叠系界线地层和下三叠统研究工作为基础,系统总结和分析了这一时期的生物地层序列、环境事件标志及其地层学价值、年代地层学研究进展,提出环境地层学研究是进一步深化古、中生代之交重大地质突变期地层学研究的新突破口。     

白洋淀漕河全新世早期古洪水事件的沉积特征及气候背景

古洪水沉积物是研究地史时期极端降水事件和古环境演化的重要载体。基于地质记录开展古洪水重建研究,可以为揭示区域洪水历史过程及机制提供依据,对水资源利用和工程建设等具有重要的现实意义。本文以漕河古河道北岸出露较好的李迪城村剖面为研究对象,综合地层序列、野外沉积特征、沉积构造及沉积物粒度分析,对白洋淀地区漕河古河道沉积记录的古洪水事件进行了识别,发现该剖面具有以下主要特征:古洪水沉积层与下伏地层存在明显的冲刷侵蚀面,沉积体形态呈透镜状,由泥砾、炭屑、双壳类及灰黑色粉细砂混杂组成,发育中小型交错层理;洪水沉积物粒度指标(中值粒径、砂含量、黏土/粉砂值及Q90)表现为高值,以细砂为优势组分,含混杂的粉砂及少量黏土,分选较差;古洪水沉积层中古树与双壳类集中埋藏,呈定向排列,其指示的方向与遥感影像揭示的古河道方向一致。通过该剖面沉积特征及地层AMS ¹⁴C年代分析,确定漕河在全新世早期约10.8~9.6 ka BP发生了4期古洪水事件,这4期古洪水事件可以与该时期华北地区其它古洪水事件进行对比。当时正值全新世早期,东亚夏季风增强,为气温和降水频繁波动上升时期,据此推断白洋淀地区全新世早期的古洪水事件是当时气候背景下的产物。     

粘土矿物在气候环境变化研究中的应用进展

在古环境和古气候的重建中,粘土矿物和碳-氧同位素、孢粉、树轮、冰芯等代用指标一样具有同等重要的地位。在没有地质构造运动影响时,气候是影响粘土矿物形成的主要因素,沉积物中的粘土矿物可用来分析古气候和古环境。粘土矿物及其组合可以独立或作为主要指标反映气候和环境变化,并已应用于高分辨率的晚第四纪地层的气候环境研究中。粘土矿物在很短的时间内也会发生明显地变化,不仅可以反映千年-百年尺度的气候环境变化,而且也可以反映几十年尺度的古气候环境变化过程。粘土矿物与其它指标对同一气候环境响应的相位差有待深入研究。不同的半定量分析方法测量出的同一剖面中粘土矿物的含量变化趋势和特征具有一致性。     

青藏高原东北缘若尔盖盆地晚新近纪地层的多重划分与对比

以新构造运动为背景,以岩石地层特征为基础,以多种方法的测年数据为依据,以生物化石种属与产出层位和气候地层为参考,按照多重地层划分观点,本文首次对若尔盖盆地更新统及全新统的生物地层、气候地层和年代地层的划分做了深入研究,进而提出了若尔盖盆地晚新近纪地层的多重划分与对比方案.在以新构造运动为背景下沉积的更新统一全新统生物地层、气候地层等在不同发展阶段具有不同的特征,相同时期不同沉积物之间可以相互对比.利用植物、孢粉和测年数据,"阿坝砾石层"时代划归为早更新世.黄河干流、黑河和白河地层中所产古脊椎动物化石和介形类化石的地质时代为晚更新世.由泥炭孢粉剖面和RM孔孢粉资料揭示出晚冰期到冰后期以来,若尔盖地区的气候表现出极大的不稳定性,冷暖变化频繁,可与由冰期与间冰期或干旱期与湿润期交替演进的气候地层划分的中更新世4366高地冰期和尼格曲一公巴拉克冰期,晚更新世末次冰期早期的木哈隆冰阶、扎尔吉冰阶、羊拱海冰阶、希门错沟冰阶和末次冰期晚期的安纳尔冰阶、全新世冰后期气候地层单位,以及河流堆积阶地划分和风成堆积划分相对应.     

岷江上游叠溪古堰塞湖沉积物粒度特征及环境意义

利用古堰塞湖沉积物中连续的地质记录来研究区域过去气候变化规律,这一方法是继通过深海沉积、极地与高山冰芯、黄土、湖泊、洞穴石笋、珊瑚等沉积物中的地质记录来研究全球气候变化途径之后的又一新途径。反映沉积物中环境信息的代用指标有多种,其中粒度特征就是其中一种,它可以反映沉积过程中的古环境、古气候特征。通过该项研究可以建立青藏高原东部边缘(岷江上游叠溪地区)2万年以来的古环境古气候演化规律以及地质环境的演化规律,找到气候环境变化与地质环境演化的相关性。本文采用精细粒度分析和系统粒度分析等方法提取了堰塞湖相沉积物的粒度特征资料,并与已有的冰川湖沉积物的研究成果进行了对比分析。通过精细分析得到了堰塞湖相沉积物多为粉土和黏土;深色沉积物与粗颗粒相对应,浅色沉积物与细颗粒相对应的关系;并结合有机质测试发现:深色沉积物有机质含量多于浅色沉积物,表明粗颗粒土代表的是雨水充沛水动力条件好且植被相对茂盛的气候环境特征,细颗粒土则与其相反;沉积物中深浅交替的纹层厚度约为2～5 cm;这些特征与冰川湖沉积物特征差别很大,因此其代表的气候环境意义也完全不同。通过整个剖面的系统粒度分析得到了整个沉积过程的粒度变化特征,并据此结合年代测试结果将整个沉积剖面划分了7个粒度变化周期,揭示了该沉积过程中该地区经历了7次气候环境的变迁。     

四川盆地东部黄龙组古岩溶地貌研究

作为川东地区最重要的天然气储集类型之一的石炭系黄龙组古岩溶型储层,业已引起众多油气地质工作者的重视。通过古岩溶作用标志识别和成因分析,采用残余地层厚度法、地貌法和印模法等技术手段对川东地区黄龙组古岩溶地貌进行恢复,从中划分出岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地三个岩溶地貌单元和峰丛、溶沟、落水洞、坡地、谷地、浅洼、残丘和槽地等微地貌单元,在平面上细分出七个典型的古岩溶地貌分区,并对分区内的岩溶地貌特征进行了研究,认为不同古岩溶地貌分区所处的地理位置及微地貌单元组成特征具有明显差异,从而直接影响到天然气藏的发育。在此基础上,对川东地区古岩溶及储层发育控制因素进行了分析,认为构造、气候、岩性、层位、古地形、古水文条件和不同的岩溶地貌形态影响和控制着古岩溶储层的发育与区域分布。上述研究成果将为川东石炭系古岩溶型储层评价与有利区带优选提供可靠依据。     

对溪洛渡工程库首区喀斯特洞穴发育的新认识

在讨论地质背景与洞穴关系的基础上,结合洞穴中冲,溶蚀形态特征、第四纪不同时期的沉积物剖面及沉积旋回分析、粒度分析、砾石统计等资料,系统分析了洞穴发育过程中的古水流方向。测年资料表明,多层洞穴不同时代的堆积物记录,反映了气候波动对洞穴发育的控制作用,为评价洞穴的发育规模,展布方向及对工程的影响,提供了可靠的科学依据。     

对溪洛渡工程库首区喀斯特洞穴发育的新认识①

在讨论地质背景与洞穴发育关系的基础上,结合 洞穴中冲、溶蚀形态特征、第四纪不同时期的沉积物剖面及沉积旋回分析、粒度分析、砾石 统计等资料,系统分析了洞穴发育过程中的古水流方向。测年资料表明,多层洞穴不同时 代的堆积物记录,反映了新构造运动和气候波动对洞穴发育的控制作用,为评价洞穴的发育 规模、展布方向及对工程的影响,提供了可靠的科学依据。     

西藏特提斯喜马拉雅海相白垩纪—古近纪生物地层与重大地质事件研究进展

地质历史时期曾发过许多对生命的演化进程造成过重大影响与制约的全球性地质事件,白垩纪—古近纪就是一个重大地质事件频发的时期。随着冈瓦纳大陆在中生代时期的解体,全球海陆格局发生了根本的变化,地球的表层和岩石圈层均发生了重大的改变,由此引发了构造运动空前活跃,发生过诸如大洋缺氧事件(OAE)、大洋富氧事件(CORBs)、白垩纪/古近纪(K/Pg)生物大灭绝事件、古新世—始新世极热(PETM)事件、印度-亚洲板块碰撞、新特提斯洋的演化及最终消亡等一系列的全球性重大地质事件。对这些重大地质事件的研究,有助于加深我们对古海洋、古地理、古环境的认识。尝试追踪和捕捉这些重大地质事件,恢复和重建古地理,其基础是建立精确的年代地层格架。西藏南部保存了中国最为完整的海相白垩纪—古近纪沉积,完整地记录了上述的全球性重大地质事件,通过对札达、岗巴、定日、亚东、江孜、萨嘎和吉隆等地区高分辨率浮游和底栖有孔虫、介形虫、钙质超微化石和放射虫生物地层学研究,可直接约束全球性重大地质事件发生的时间,并为重建新特提斯洋古海洋环境和古地理提供证据。此外,在重大地质环境突变期间生物的演化过程,也可为探明极端环境变化发生时期气候-环境-生物之间的协同演化关系提供证据。本文系统总结了课题组为主的近年来对藏南白垩纪—古近纪海相地层中微体古生物学的研究成果及重要进展,并对未来研究提出展望。     

浙江乌镇幅1∶50 000区域地质图数据库

浙江乌镇幅（H51E008002）1∶50 000区域地质图数据库综合采用遥感解译、槽型钻揭露、地质钻探和物探等多种调查手段,查明了主干断裂的第四纪活动性,详细总结了各地层单位岩性组合特征和时空分布规律,恢复了工作区第四纪以来气候特征及海平面变化特征,将末次冰期以来古地理古环境、海平面变化曲线重建与杭嘉湖平原古人类遗迹分布及迁徙特征相结合,探讨末次冰期以来海平面变化对古人类活动及迁移的影响。图幅数据库包含5个地层单元、10个钻孔,数据量约为 293 MB,涵盖了浅表沉积物属性特征及第四纪松散层、隐伏基岩及断裂构造等多方面的综合信息,充分反映了杭嘉湖平原第四纪沉积基底特征、地层结构及沉积环境演化特征,丰富了长江三角洲第四纪研究内容,为区域工程地质、水文地质调查提供了基础地质支撑。     

早石炭世上扬子地台区及其周缘古气候研究

古气候再造可以提高生物地理分区的准确性,有助于研究古植物及动物群生存的生态条件。古气候的研究着重查明过去气候的标志,如矿物、岩石、地球化学、古植物、古动物、岩石构造、地球物理及地貌标志,根据这些标志再造古气候和阐明地球的气候史。经过地质前辈的工作,杨子地台区早石炭世地层古生物和岩相古地理研究已具相当高的水平,积累了丰富的资料,但是对其古气候和古纬度还缺乏系统的研究和总结,尤其是在定量上。本文将依据腕足类壳壁氧同位素值及其它古气候标志,对早石炭世古气候及古纬度进行讨论。     

砂岩中重矿物的成因意义

砂岩形成过程中,不同的物源区、构造演化、风化剥蚀、古地貌与古气候以及古环境等多种因素都会影响其重矿物的分布,因此,研究砂岩中重矿物的分布特征,对于物源、构造演化和沉积环境的分析有着重大的意义。通过查阅文献和资料整理等方法,笔者对砂岩中重矿物组合特征、分布规律、重矿物特征指数、物化性质、含量变化等在物源分析、构造演化响应、指示沉积环境等方面的研究意义进行了综述和整理。笔者认为:复杂地质工作中,砂岩沉积物分析研究应结合其重矿物成因意义,进行总体评价和综合研究,将会得到更接近地质事实的结论。如物源分析方面除了综合考虑重矿物特征以及重矿物特征指数外,还应运用判别图解;重矿物信息的综合分析研究是反演盆地的构造活动是一种非常有效的手段;砂岩中重矿物的组合特征、分布规律和物化性质等可为反演其沉积环境提供有效的依据。