江汉—洞庭盆地下更新统地层划分与对比——“白沙井砾石层”再研究

洞庭盆地周缘尤其是长沙一带"白沙井砾石层"和上覆"网纹红土"之间的接触关系存在分歧,由此产生了区内第四系更新统地层系统划分与对比的巨大差异。上世纪60年代以后,沈永欢、芮耀俊等将"白沙井砾石层"和"网纹红土"视为河流阶地二元结构的两个单元,并由此以阶地分析方法为理论基础,将长沙一带不同高程上分布的砾石层和网纹红土分别建立了诸多独立的岩石地层单位,并以其披覆的网纹红土为依据将其形成时代划为中更新世早期,并被广泛参考使用,由此造成了洞庭盆地内地层划分和对比的巨大困难。区域研究认为,江汉—洞庭盆地周缘发育一系列下更新统冲积扇或坡麓堆积,并向盆地内部倾向,这些冲积扇或坡麓堆积理应成为区内地层划分和对比的依据。长沙一带的砾石层是古湘江或其支流的冲积扇和在冲积扇基础上的辨状河流堆积,下游方向则发育湖泊三角洲沉积(汨罗组);网纹红土是在"白沙井砾石层"沉积并经剥蚀之后的堆积物,二者不是同时形成的,白沙井砾石层形成于早更新世(Q1),而上覆的网纹红土则形成于中更新世(Q2)。以阶地分析方法研究江汉—洞庭盆地下更新统应予以摒弃,而以阶地分析方法为基础建立的"洞井铺组"、"新开铺组"和"白沙井组",造成区内地层划分对比的混乱,应予以废止。建议将洞庭盆地周缘的下更新统砾石称之"常德组"和汨罗组(湖泊三角洲相),并将黄姑山组、陈家咀组、湖仙山组与下更新统汨罗组和"常德组"进行对比。洞庭盆地周缘的下更新统砾石层可与江汉平原周缘的下更新统云池组和阳逻组对比,马王堆组则与善溪窑组对比。     

江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比

为进一步厘清长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比,在区域地质调查基础上,识别出区内早更新世砾石层与上覆网纹红土之间的不整合关系,辅以年代学研究,开展了长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区第四系研究,建立了区域地层划分与对比格架。研究表明:白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层等是区内短程河流的冲洪积相沉积,时代为早更新世晚期(Qp_1),而上覆网纹红土则形成于中更新世(Qp_2),二者之间为不整合接触,并以此为基础构建了区内第四纪更新世地层格架;白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层与上覆网纹红土所代表的水动力条件和沉积环境的重大调整是长江三峡续接贯通的环境响应,暗示了长江上游"川峡二江"续接贯通的时限为早—中更新世之交。     

江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比

为进一步厘清长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比,在区域地质调查基础上,识别出区内早更新世砾石层与上覆网纹红土之间的不整合关系,辅以年代学研究,开展了长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区第四系研究,建立了区域地层划分与对比格架。研究表明: 白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层等是区内短程河流的冲洪积相沉积,时代为早更新世晚期(Qp₁),而上覆网纹红土则形成于中更新世(Qp₂),二者之间为不整合接触,并以此为基础构建了区内第四纪更新世地层格架; 白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层与上覆网纹红土所代表的水动力条件和沉积环境的重大调整是长江三峡续接贯通的环境响应,暗示了长江上游“川峡二江”续接贯通的时限为早—中更新世之交。     

江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比

为进一步厘清长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比,在区域地质调查基础上,识别出区内早更新世砾石层与上覆网纹红土之间的不整合关系,辅以年代学研究,开展了长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区第四系研究,建立了区域地层划分与对比格架。研究表明: 白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层等是区内短程河流的冲洪积相沉积,时代为早更新世晚期(Qp₁),而上覆网纹红土则形成于中更新世(Qp₂),二者之间为不整合接触,并以此为基础构建了区内第四纪更新世地层格架; 白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层与上覆网纹红土所代表的水动力条件和沉积环境的重大调整是长江三峡续接贯通的环境响应,暗示了长江上游“川峡二江”续接贯通的时限为早—中更新世之交。     

宜昌砾石层的沉积环境及地貌意义

宜昌砾石层上覆中更新世网纹红土,下伏白垩纪红层,共有22个岩性层组成,总厚超过100m。通过对宜昌地区剖面出露砾石层的沉积相分析表明,善溪窑和云池剖面由下至上出现冲积扇扇中-扇根亚相;李家院剖面与上述两剖面间有沉积间断,由下至上出现冲积扇扇端-扇中亚相。粒度分析也证明了该砾石层中的砂体属冲积扇中的辫状水道沉积,与沉积相分析所得结论一致。研究认为,宜昌砾石层具有典型的冲积扇沉积环境特征,主要为冲积扇扇顶部分。该冲积扇在宜昌东南地区如此大规模的发育,显示其形成时具有强大的水动力条件,通过对其形成的地貌环境意义进行探讨,初步认为,该冲积扇为长江三峡贯通的产物。据前人研究推断,宜昌砾石层的形成时代应该在1.08～0.73MaB.P.,三峡贯通应在1.0MaB.P.之前。     

鄂东南咸宁北部冲洪积物的ESR年代及意义

地处幕阜山西北缘低山丘陵与江汉平原过渡部位的咸宁市北部,分布着大面积的冲洪积物,与江汉-洞庭盆地充填演化密切相关.通过野外路线地质调查和工程地质钻探,查明了冲洪积物的分布范围及发育特征,以泥质充填为主、砾石分选差、磨圆差、混杂堆积等特征表明其为近源快速堆积.ESR年代学测试结果显示,冲洪积物形成于早更新世晚期至中更新世中期,具多期活动特征.结合前人对江汉-洞庭盆地周缘冲洪积扇堆积的研究,认为在江汉-洞庭盆地充填演化过程中,盆地周缘水系由山区进入盆地时普遍发育冲洪积扇堆积,其活动时代不仅限于早更新世,而是一直持续至中更新世中期.     

洞庭盆地第四纪红土地层及古气候研究

洞庭盆地周缘广泛发育着第四纪红土地层,我们在野外对典型红土剖面进行了考察,并在岳阳市月山红土剖面进行了取样,在室内对土壤样品进行了磁化率、粘土矿物和粒度等实验分析,从而对洞庭盆地第四纪红土地层的剖面特征进行了研究,在此基础上,对洞庭盆地第四纪古气候变迁进行了探讨。月山红土剖面地层界限清晰,剖面特征明显,与中国南方其它的红土地层具有较好的地层对比性。月山红土剖面磁化率和粘土矿物分析表明:中更新世早期洞庭盆地气候干凉,中更新世晚期转为湿热;晚更新世早期气候仍保持湿热,晚更新世晚期则转为干凉;全新世以来洞庭盆地的气候再次转为湿热。粒度分析表明月山红土剖面第四纪沉积物的沉积环境为洪水盆地中的泛滥平原环境。     

江西修水第四系网纹红土的地层学研究

根据大量野外观察和室内分析结果，较详细论述了江西修水地区第四系网纹红土的地貌地层、岩石地层、磁性地层和年代地层等方面的特征，并在此基础上，就有关网纹红土的形成时代、成因以及与黄土的对比等问题进行了讨论，提出１）网纹红土可分为强网纹化红土和弱网纹化红土两个岩性段，每个岩性段又由若干个密集网纹层与稀疏网纹层构成；网纹红土与下伏红色砾石层属同期产物；２）网纹红土中的密集网纹层的地质意义相当于北方黄土中的古土壤；３）网纹红土形成于早更新世末（约０．９ＭａＢ．Ｐ．）至晚更新世初（约０．１ＭａＢ．Ｐ．）；４）网纹红土发育于湿热气候条件下，地下水埋深浅，地表低洼、排水不畅的环境。     

湖北宜昌地区第四纪沉积物中锆石的U-Pb年龄特征及其物源意义

对于长江三峡的贯通近年来基本认为是第四纪以来的事件,但在具体贯通时间的认识上仍存在差异。紧邻三峡出口、具有第四纪以来完整地层和较好出露层位的江汉盆地西缘宜昌地区的第四纪沉积物沉积特征及测年资料显示,该地区的云池组为冲积扇—扇三角洲相沉积,善溪窑组下部为扇三角洲沉积,上部为湖相沉积。对云池组、善溪窑组、长江5级和4级阶地的015,024,YC02,00B剖面等4个典型剖面砾石层中砂质填隙物的锆石进行矿物学研究和LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,发现015,024剖面中锆石主要来源于三峡以东的黄陵穹窿、武当地块,少量来自鄂陕边境的庙川地区和湘鄂交接的华容地区,均为三峡以东的物质来源。而长江第5,4级阶地沉积物中的锆石不仅存在上述三峡以东物源区的物质,同时出现三峡以西米仓山—大巴山地区、龙门山—攀枝花地区,以及川西巴塘—德格地区岩浆岩物源的物质,也具有来自峨眉山玄武岩的特征岩浆锆石的存在,从而证实了以015,024剖面为代表的沉积并非前人认为的长江阶地产物,同时也表明三峡的贯通应在024剖面沉积结束以后,YC02剖面沉积以前,即长江三峡贯通的时间应该在0.75 Ma以后。     

长江中游高位砾石层的磁性特征与物源分析

在长江中游分布着一些高位的砾石层,尤其是在宜昌与武汉的阳逻附近。为了探讨这些砾石层的磁性特征及物质来源,对它们进行了磁性特征研究,结果表明:1不同砾石层剖面磁性物质的含量明显不同,其中云池砾石层磁性物质的含量最高,善溪窑、红花套、白洋渡砾石层次之,阳逻砾石层含量最低。2SIRM/χ和F300值显示,长江中游砾石层磁性矿物类型主要是磁铁矿等亚铁磁性矿物,其中阳逻砾石层不完全反铁磁性矿物含量比例比其他砾石层高。3χARM/χ、χARM/SIRM、χfd值表明,白洋渡、红花套及善溪窑砾石层的磁性矿物中以较粗的磁性颗粒为主,而云池和李家院的磁性矿物颗粒都较细,武汉阳逻砾石层的磁性颗粒以单畴、超顺磁颗粒为主。4宜昌附近的善溪窑、云池、白洋渡、红花套砾石层的磁性特征与长江现代沉积物的特征接近,指示其物质主要来自于长江沉积物;而阳逻砾石层的磁性特征却与江汉平原周边河流的现代沉积物磁性特征有些类似,结合野外砾石层岩性特征,认为阳逻砾石层是长江、汉江与江汉平原周边河流共同作用的产物。     

云南弥渡地区新近系三营组砾岩层砾组特征及其地质意义

通过对云南省弥渡地区哀牢山断裂带两侧的两个小型盆地内新近系三营组砾岩层砾性、砾度、砾态和砾向等的详细研究与分析,结合盆地基岩地层特点和周边构造带的岩性组合特征。对比了两盆地的砾岩层组合特征,得出两者皆为半干旱—干旱古气候条件下形成的沉积盆地,其中南涧盆地为一套冲积扇—河流相粗碎屑沉积,具有快速堆积的特点,其砾石成分组合在盆地不同位置有较多的差异,反映了其物源供应条件较复杂;而金宝山盆地虽也呈现冲积扇—辫状河—洪积相粗碎屑沉积的特性,但其砾岩组合特征表明水动力条件相对南涧盆地弱,且砾石层沉积前砾石遭受了较强的物理化学作用。就盆地基岩及周边地层岩性特点,结合砾石扁平面倾向统计,南涧盆地砾石主要来自盆地基底及周边高山,而金宝山盆地的砾石则主要来自盆地内部的基底地层及其西缘的哀牢山构造带。     

洞庭盆地中更新世洞庭湖组砾石特征及其意义

对位于洞庭盆地安乡凹陷东南部的两护村ZKC1孔中更新世洞庭湖组砾石层进行了粒度和砾态的统计分析。结果表明,砾石的粒度变化反映出2个较大尺度的由大→小的旋回,早旋回由洞庭湖组下段砂砾层组成,晚旋回由洞庭湖组中段上部的砂砾层组成,反映出中更新世早-中期安乡凹陷的两次由慢→快的幕式沉降过程。在上述2个大的粒度旋回之上,叠加有多个更小尺度的砾石粗、细变化,主要与气候干湿的频繁波动有关。洞庭湖组中段顶部砾石的磨圆度明显偏低,反映其沉积时期盆地沉降和周缘隆起区抬升活动的增强。     

华容隆起及周缘第四纪构造-沉积特征与演化

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中带。通过地表地质调查和钻孔资料对华容隆起及周缘第四纪构造-沉积特征与演化进行了研究。华容隆起总体呈EW向展布,北接江汉盆地,南与洞庭盆地安乡凹陷和沅江凹陷相邻,总体轮廓大致受到北面的EW向石首断裂、南西面的NW向南县—黄山头断裂、东面的NNE向砖桥断裂等正断裂所控制。隆起周缘凹陷第四纪各时代地层(冲积和湖积)发育较齐全。隆起内部低洼区及山地区边缘不同程度发育早更新世晚期—全新世沉积,其他地区分布前第四纪基岩或残坡积物。根据地貌、边界断裂、第四纪沉积以及前第四纪基岩分布等,重塑华容隆起和周缘第四纪构造升降活动、沉积和剥蚀特征及演化过程。第四纪初华容隆起内部因先期剥蚀切割而形成原始地貌分异。早更新世早期隆起周边断裂开始伸展活动,江汉盆地、安乡凹陷与沅江凹陷构造沉降并接受沉积,华容隆起遭受风化剥蚀。早更新世晚期—中更新世中期周边断裂继续伸展活动,华容隆起与周缘凹陷均构造沉降,前者沉降幅度较小而相对抬升。华容隆起内低洼地区及周缘凹陷接受沉积,期间在早更新世末有过构造抬升而受到剥蚀。中更新世晚期华容隆起及周边凹陷整体抬升并遭受剥蚀与网纹化,期间有过构造稳定时期并在华容—砖桥主隆起区的边缘形成河流与滨湖沉积。晚更新世区域构造较稳定,于主隆起边缘和外围平原形成冲、湖积。晚更新世末区域海平面大幅下降,导致华容隆起及周缘地区遭受剥蚀。全新世受海平面上升影响,周缘凹陷及隆起内部低洼地带形成河湖相堆积。受先期高地势控制,华容隆起主体、南部的南山次隆以及西部团山次隆局部地区等第四纪期间一直遭受风化剥蚀,部分地区形成较大规模的残坡积。受江汉—洞庭盆地整体沉降控制,华容隆起第四纪期间总体表现为明显的构造沉降。     

云南省南涧地区下白垩统南新组砾岩层 砾组特征及其物源意义

该文通过对哀牢山构造带西侧云南省南涧地区下白垩统南新组砾岩层的砾性、砾度、砾态和砾向等的详细研究与分 析,结合盆地基岩地层特点和周边构造带的岩性组合特征,发现南新组砾岩总体上具有砾石成分复杂、分选性较差、磨圆程 度中等-较好（次圆状-圆状）、风化程度较低等特征;探讨了砾岩层本身的性质、物质来源,以及砾石沉积时盆地的水动力条 件、气候环境、古地貌特征和构造条件。认为南新组砾岩层为半干旱-干旱古气候条件下的一套冲积扇-辫状河相粗碎屑沉 积,具有快速堆积的特点;砾岩层沉积前砾石遭受了较强的物理化学作用。根据盆地基岩及周边地层岩性特点和砾石扁平面 倾向统计,砾石的主要来源是盆地内部的基底地层及其东缘的哀牢山构造带。     

第四纪华容隆起构造活动、成因及动力机制

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中部。通过地表观察和第四系钻孔对华容隆起及周缘地貌、第四纪断裂和沉积进行调查,恢复华容隆起构造升降特征与过程,进而探讨华容隆起的成因及其构造活动的动力机制。研究表明:早更新世-中更新世中期华容隆起与周缘凹陷一道沉降,同时前者受周边正断裂控制相对后者有抬升,中更新世晚期一道抬升,晚更新世—全新世构造稳定或弱沉降。第四纪期间华容隆起总体表现为明显的构造沉降。以上表明第四纪华容隆起主要由前第四纪盆—山地貌分异造成,其次与第四纪期间相对周缘凹陷抬升有关。上述地质特征以及区域第四纪地质资料,表明早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地为断陷盆地,中更新世晚期—全新世转变为坳陷盆地。就华容隆起第四纪构造活动的动力机制进行了探讨并提出:1)早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关。2)中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关。3)江汉—洞庭盆地的整体性沉降导致盆地中部的华容隆起以沉降为主;华容隆起特殊的地壳物质结构可能导致深部物质更难向外迁移,使其相对周缘凹陷有抬升。     

西藏阿里地区札达盆地第四纪砾石统计及其意义

通过对西藏阿里札达盆地第四纪砾石层的砾组分析，以及对从基岩地层和第四纪砾石层的砾性、砾石粒度、砾态和砾向分析，阐述了札达盆地象泉河流域河流阶地和香孜地区第四纪砾石层的来源、成因、搬运方式及当时的水动力条件、古水流流向。研究表明，札达盆地的砾石层主要来源于盆地上部河湖相地层，砾石的风化程度普遍较低，象泉河流域古水流方向大致与现代河流的流向一致，伴随着青藏高原的整体隆升，象泉河流量有减小的趋势。     

宜昌地区砾石层的磁性特征与物源分析

分布于宜昌-宜都-鸦鹊岭-枝江一带的宜昌砾石层,是江汉平原边缘丘陵区厚度最大的第四纪沉积物,对地层划分、环境演化及长江形成等研究具有十分重要意义。通过对代表该砾石层完整沉积序列的善溪窑剖面（上段）、云池剖面（中段）与李家院剖面（下段）的磁学特征分析发现,从云池剖面距底部9m处向上,磁化率和磁化参数F_300mT等均明显高于其下部分,具体为：  1）下部磁化率平均值为28×10^-8 m³/kg,而上部磁化率平均达到17010^-8 m³/kg;   2）云池剖面距底部9m处以上主导砾石层剖面磁性特征的物质以低矫顽力的亚磁铁性矿物为主,而以下却含有更多的高矫顽力磁性矿物(如赤铁矿);   3）善溪窑和云池砾石层的亚磁性物质颗粒要粗于李家院样品。初步分析认为,上述磁性差异主要是物源变化引起的,距云池剖面底部9m以下的砾石层物源主要为鄂西山地,从云池剖面9m开始有四川以西的物质进入江汉平原,表明此时三峡已经贯通。根据已有的测年资料,推测长江贯通三峡的时间大约为1.0～1.1MaB.P.。     

1∶25万常德市幅区域地质调查主要进展及成果

1∶25万常德市幅区域地质调查项目对洞庭盆地第四纪地质特征及演化进行了重点研究,取得以下主要进展及成果:①厘定了洞庭盆地及周缘隆-凹构造格局,并分别对洞庭盆地各次级构造单元及其周缘地区的第四纪地质特征及演化进行了详细解剖。②通过孢粉组合和沉积物地球化学特征重塑了第四纪气候演化过程;通过重矿物组合探讨了洞庭盆地南部河湖变迁以及构造沉降过程。③确定洞庭盆地早更新世—中更新世中期处于断陷阶段、中更新世晚期以来处于拗陷阶段,并详细查明了各阶段构造活动特征,提出了新的构造活动动力机制模式。④新提出“构造-沉积地貌类型”的概念,对图区进行了构造-沉积地貌类型的划分。     

洞庭盆地第四纪地质研究现状

从第四纪地层划分、环境、构造活动、近现代洞庭湖构造沉降特征与发展趋势等方面,介绍了洞庭盆地第四纪地质研究现状。前人对洞庭盆地及其周缘地区分别建立了覆盖区和露头区第四纪地层系统,其中覆盖区第四纪下限年龄达3Ma左右。不同研究者对第四纪气候演化和全新世以来的气候与环境演化的认识存在程度不一的差异。对洞庭盆地周缘网纹红土的成因存在水成和风成两种不同观点。对盆地构造活动存在断陷、坳陷、先断陷后坳陷以及其他多种不同观点。对于构造因素和非构造因素对现代湖泊的控制作用存在不同看法。在洞庭湖未来演变趋势方面,由于研究问题的角度不一致,有的认为洞庭湖会逐渐加深扩大,有的认为不久将萎缩消亡。重复水准测量资料对比显示近现代洞庭湖构造沉降速率为3～10mm/a;而沉积速率法计算的晚更新世以来的平均沉降速率为0.06～0.25mm/a,局部为0.62mm/a。最后提出洞庭盆地第四纪地质今后研究的主要方向是气候演化的多指标约束、各次级构造单元构造-沉积特征的详细解剖、覆盖区晚更新世—全新世沉积特征的精细调查以及洞庭湖现代沉降特征的GPS监测等。     

江西抚崇盆地晚白垩世-古新世莲荷组砾石砾组分析

赣杭构造带中、新生代红色粗碎屑岩发育,对红层中砾石组构分析有助于理解红盆形成、演化过程.运用砾组分析方法,对江西抚崇盆地晚白垩世—古新世莲荷组砾岩层的砾性、砾度、砾态及砾向进行分析,并在此基础上对研究区红盆砾岩的物质来源、成因和形成条件等进行综合判断.研究结果表明,莲荷组砾岩为晚白垩世—古新世半干旱—干旱条件下的一套冲积扇相粗碎屑沉积,具有多物源和快速堆积的特点.总体上,砾石成分复杂,风选程度较差,呈次棱角—次圆状,风化程度较低.盆地不同地区砾石成分组合特征具有明显差别,反映了盆地周围复杂的物源供应条件.根据盆地周边出露基岩地层和扁平状砾石产状统计玫瑰花图判断,莲荷组沉积时期,物源主要来自盆地内部的基岩地层以及盆地西南部、西部和东北部.