青藏高原东缘盐源盆地古近纪风成沙丘及其古地理意义*

盐源盆地始新世丽江组沉积时期发育了一套具大型高角度交错层理的红色砂岩,其确切成因对于厘定青藏高原东缘古近纪古地理格局、恢复东亚新生代干旱带与古气候演化过程具有重要意义。文中通过对盐源盆地始新统丽江组红色砂岩的沉积特征进行系统分析,证明该套砂岩的岩性、粒度分布、石英颗粒表面特征与沉积构造等明显不同于水成沉积,而与典型风成沙丘相应特征完全一致,表明其为风成沙丘沉积。结合古近纪研究区的古气候条件、大气环流样式与大地构造背景,笔者进一步推断盐源盆地始新世风成沙丘可能沉积于中国古近纪干旱带内的沙漠环境。根据目前相关研究资料,确认青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪风成沙丘富集带。     

基于扫描电镜分析的猪野泽全新世砂层成因探讨

猪野泽全新世沉积物剖面中存在砂层和灰绿色湖相沉积层相间分布的现象。本研究对猪野泽QTH01、QTH02剖面砂层的石英砂样品进行扫描电镜分析,且与古湖泊岸堤和现代沙丘砂样做了对比,探讨了猪野泽全新世剖面中部和底部砂层的成因。研究发现,猪野泽QTH01、QTH02剖面样品中大部分石英砂兼具风成结构和水成结构,且水成特征大都覆盖于风成特征之上,V型坑分布频率相对较小,磨圆度特征与现代沙丘样品较为相似,与岸堤石英砂具有相似的结构特征,但剖面砂层不具岸堤典型的斜纹层理。结果说明,猪野泽砂层先经历了风成环境,后期转向湖相沉积,也有少部分砂是通过河流沉积于剖面位置;剖面砂层与岸堤砂层的成因相似,但剖面所在位置并非湖泊岸堤;剖面砂层形成时期风沙活动强烈,湖泊水动力条件稳定,河流对湖泊影响较小。     

甘肃兰州黄河北岸疏松砂岩成因

广泛分布于甘肃兰州黄河北岸红城以东至皋兰以西一带的桔红色疏松砂岩体几乎全由石英颗粒组成,对其研究不仅具有较高的经济价值,而且对于了解中国西北地区干旱环境演变具有极其重要的意义。长期以来,该层砂岩的成因问题一直备受中外地质学家的关注。为此,针对该层疏松砂岩,通过野外沉积构造描述、室内颗粒分析试验及扫描电镜分析等方法,分别从沉积构造、粒度及石英颗粒表面形态特征等方面对其成因进行分析。研究结果表明,兰州黄河北岸水阜乡至曹家湾一带疏松砂岩水平层理沉积特征明显,砂岩粒度累积曲线具有典型水成特性,石英颗粒表面可见比较发育的贝壳状断口及因溶蚀作用而导致的鳞片状剥落等水下沉积特征;朱家井至红城一带疏松砂岩中风成板状斜层理沉积特征明显,其粒度累积曲线具有典型风成特性,石英颗粒表面可见比较发育的麻面、蝶形坑等风成特征。该层砂岩并非单纯的风成或水成,其成因具区域性。     

黄河源区玛曲段末次冰消期古洪水事件及其光释光测年研究

通过对黄河源区玛曲段河谷开展野外考察,在太吾若(TWR)发现典型的古洪水滞流沉积剖面。根据野外沉积学宏观特征判别,并结合粒度分布、磁化率、地球化学元素和石英颗粒微形态特征等室内实验分析测定结果,准确鉴别出TWR剖面所夹一组多层洪水滞流沉积物(SWD),属典型的河流洪水在高水位滞流环境下沉积的悬移质泥沙。结果表明,TWR剖面古洪水SWD和现代洪水SWD沉积学分类为沙质粉沙,现代土壤为黏土质粉沙,现代风成沙为中沙。古洪水SWD粒度自然分布频率曲线为正偏,呈单峰,主峰高且峰值集中,分选性良好。古洪水SWD和现代洪水SWD磁化率较低,介于现代土壤和现代风成沙之间,化学元素明显区别于现代土壤和现代风成沙,表明它们尚未受到风化成壤作用影响,为古洪水悬移质快速沉积形成的滞流沉积物。石英颗粒微形态特征的分析表明,古洪水SWD和现代洪水SWD石英颗粒表面分布明显的三角痕、V形坑、撞击坑和凹面等水成沉积物的典型特征,属于河流沙类型。采用单片再生剂量法(SAR)光释光技术测年,证明在13.6~13.0 ka BP,黄河源地区经历了一期多次的大洪水事件,发生时段对应末次冰消期向全新世转折的时期,与欧洲和格陵兰冰芯记录末次冰消期中的Bolling/Aellrod暖期相对应,此时青藏高原地区冰川大规模消融,这期古洪水事件正是流域内冰融水大量下泄汇入黄河而形成的大洪水。     

云南剑川盆地古近纪沙漠沉积特征和古风向重建

气候模拟显示,中国在古近纪曾被带状干旱带控制并被大面积沙漠沉积覆盖,然而在中国境内,尤其是在青藏高原周边气候变化与青藏高原隆升耦合敏感地区却鲜有发现,一定程度制约了东亚季风起源时间和气候变化研究。本文通过岩性、沉积结构、沉积构造、石英砂颗粒表面特征、铁质黏土套的化学成分特征和风成沙丘分布面积综合分析,证实了剑川盆地古近系始新统宝相寺组中段典型沙漠沉积的存在。古风向重建显示,沙漠早期为西风控制,晚期为西北风控制并伴随有初始季风雨。综合分析区域地质证据可见,青藏高原东缘始新世中晚期经历了一个由干旱到潮湿的气候剧变事件,而沙漠的消失即为该事件的标志。研究区古近纪风向偏转、初始季风雨的出现以及沙漠的消失表明,东亚季风可能始于晚始新世。本文进一步确证了青藏高原东缘古近纪沙漠的存在,对深化研究东亚季风起源的时间及其与青藏高原隆升的耦合关系具重要意义。     

克里雅河沿线沙丘沉积物石英砂表面特征分析

对沙漠内部典型河流沿线沙丘石英颗粒表面微形态特征的系统研究尚少。沿塔里木盆地南缘克里雅河下游丹丹乌里克、喀拉墩、圆沙古城、北方墓地及其北部塔里木河一带的沙丘顶部采到5件表沙样品。扫描电镜观察172颗经能谱挑选的石英颗粒表面微形态,筛析法测定5件样品的粒度。结果表明:1）丹丹乌里克样品以极细沙为主,其余均以细沙为主,各样品几乎不含黏土;2）样品磨圆度特征以次棱和次圆状为主,圆状很少,未见棱状特征,次棱状与次圆状特征之间消长关系显著,沙漠南北边缘样品的次棱状特征出现频率较腹地高;3）颗粒中V形坑频率呈现出沙漠边缘较高腹地低的特征,而沙漠边缘的化学作用结构特征低于腹地。石英砂表面特征结构以机械作用为主,同时伴生化学环境作用特征,可认为克里雅河下游沙物质包括了河流、冰川与戈壁成因及风输送而来的颗粒;颗粒表面特征总体新鲜,沙丘应较年轻。纵穿塔克拉玛干沙漠沉积物样品的表面微形态观察与粒度测定,为该地区沉积环境分析与沙丘砂溯源研究增添了新数据。     

青藏高原东北缘若尔盖盆地黄土的成因

通过对盆地黄土的粒度组分、石英砂的表面结构以及其它地质现象的综合研究,对若尔盖盆地黄土成因进行了探讨.在黄土的概率累计曲线上,跃进组分和悬移组分反映明显,以悬移组分为主,并采用矩阵法计算了黄土的粒度参数.对黄土扫描电镜观察和石英颗粒表面特征的统计分析,反映出气流搬运的特点,以发育碟形坑为其主要标志,具有风成环境的表面特征组合.黄土中孢粉稀少,并在邻区黄土层中发现有冰楔构造.根据上述特征分析出,若尔盖盆地黄土应为冰缘风成黄土.以测年资料为依据,黄土形成年代主要为马兰期茶镇梁子黄土和离石期索克藏寺黄土.      

兰州地区新生代最老的风成沉积

黄土高原西部风成沉积的研究,是近年古气候研究的重要问题之一,但对新生代风成沉积底界的认识仍存在争议。渐新世晚期发育于兰州地区的咸水河组的岩性特征与黄土高原的风尘沉积有相似的特征,对其进行系统的沉积相和沉积环境研究对认识黄土高原西部早期风尘沉积有重要意义。本研究对兰州以北厚约916m的凤凰山剖面进行了岩石磁学、粒度、成份分析和电镜等多种分析,初步结果表明,咸水河组大部分黏土没有水平层理,其粒度概率分布曲线、概率累积曲线、组成特征和磁化率、元素含量及扫描电镜与典型黄土、古土壤和红黏土非常相似,为风成沉积,是目前发现的兰州地区新生代最老的风成沉积。这套黏土的色调和磁化率等环境代用指标与黄土高原的第四纪黄土接近,指示了第三纪早期一个低温干旱的地质环境。咸水河组中出现的砂砾石层,以颗粒大、分选差、一般无水平层理或层理不明显为特征,其粒度概率曲线、累积概率曲线与典型河流沉积物非常相似,是河流沉积物,指示了多期河流发育,可能与青藏高原的隆升有关。     

图门江下游沙丘粒度分布与石英表面结构研究

图门江下游沙丘粒度频率累积曲线形态全部为双峰,负偏态,粒度变化范围大,平均粒度数值小,标准偏差平均值为0.61;粒度分布特征方法判断沙丘沉积环境以河流成因为主。通过扫描电镜研究其石英颗粒表面结构,机械作用以贝壳状断口、V形坑和次棱角状形态组合为主,化学作用为中等-强烈溶蚀特征;石英颗粒表面结构特征表明沙丘为河口沉积;热释光测年结果表明沙丘受全新世海平面变化的影响,经历海水及风力改造。     

青海循化盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射和扫描电子分析方法,对青海循化盆地晚渐新世沉积物的矿物组成、坡缕石的矿物学特征以及古气候指示作用进行了深入的研究。结果表明,晚渐新世循化盆地沉积物中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石一般呈纤维状或者针状,沿片状蒙脱石的边缘及表面交代生长,为典型自生成因的坡缕石。坡缕石是干旱-半干旱气候条件的特征矿物,其出现表明循化地区晚渐新世气候特征较为干旱,与粘土矿物组合及伊利石结晶度所反映的气候环境信息相吻合;沉积物中坡缕石相对含量及有序度自下而上逐渐增大,说明循化地区的干旱化逐渐加剧。循化地区晚渐新世(～23 Ma)的干旱化可能与青藏高原隆升或者全球气候变冷事件密切相关。     

三大自然区过渡地带近50年来气候类型变化及其对气候变化的响应

The transition area of three natural zones (Eastern Monsoon Region, Arid Region of Northwest China, Qinghai Tibet Plateau Region) is influenced by the Asian monsoon and middle latitude westerly circulation because of its special geographical position. And it is more sensitive to global climate change. The Koppen climate classification, which is widely used in the world, and the accumulated temperature-dryness classification, which is usually used in China, were used to study the climate zones and changes in the region of longitude 97.5°~108°E, latitude 33°~41.5°N, from 1961 to 2010. The changing areas of each climate zone were compared to the East Asian Summer Monsoon index, the South Asian Summer Monsoon index, the Summer Westerly index, the East Asian Winter Monsoon index, the Plateau Summer Monsoon index, the North Atlantic Oscillation index, the Southern Oscillation index, NINO3.4 index, to explore the response of the transition area of three natural zones to each climate system. According to the results, this region will become wetter when the Summer Westerly or the East Asian Winter Monsoon is relatively strong. When the East Asian Summer Monsoon or the South Asian Summer Monsoon becomes strong, the climate in low altitude region of the study area will easily become drier, and the climate in high altitude region of the study area is easily to become wetter. When the Plateau Summer Monsoon is relatively strong, the climate in the study area will easily become drier. When the North Atlantic Oscillation is relatively strong, the study area will easily become wetter. And when the El Niño is relatively strong, or the Southern Oscillation is relatively weak, the study area will easily become drier. In general, the moisture status of this region is mainly controlled by the middle latitude westerly circulation. The enhancement of the Asian summer monsoon could increase the precipitation in the southeast part of this regional, but, according to the degrees of dryness and the types of climate change in this paper, warming effects could offset precipitation increasing and make the area drier. The transition area of three natural zones is influenced by multiple interactions of climate systems from East Asia. A single climatic index, such as air temperature or precipitation, can not completely represent the regional features of climate change. As a result, areas of climate zones can be used as an important index in the regional climate change assessment.     

青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述

青藏高原隆升作为新生代的重大地质事件对亚洲乃至全球气候环境变化产生了深远的影响,因而高原隆升的气候环境效应一直是备受关注的重要科学问题。在过去近半个世纪中,国内外学者利用气候数值模式开展了大量高原地形气候效应的数值模拟研究,这些研究结果极大地提升了对地形抬升影响气候的物理机制以及高原隆升对古气候演化驱动作用的认识。本文简要回顾了过去有关青藏高原隆升气候效应数值模拟研究的进展,并按照高原隆升模拟研究发展的3个阶段总结了目前取得的主要研究成果。从数值模拟结果看,新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中其动力和热力作用对东亚季风的形成、南亚季风的演化、内陆干旱化的发展以及亚洲季风-干旱环境格局的变迁都具有深远的影响。青藏高原及其周边不同区域地形隆升的气候效应不同,青藏高原隆升的气候效应与大陆漂移背景下海陆分布和古地理格局的变化密切相关。南亚热带季风的建立是由大陆漂移的位置和热带辐合带季节性移动共同决定的,而东亚季风的建立则主要取决于青藏高原的隆升和北移。亚洲副热带干旱区的存在取决于大陆的位置和行星尺度副热带高压的控制,而亚洲内陆中纬度干旱区的形成则是青藏高原隆升的结果。本文最后简要梳理了高原隆升气候效应数值模拟研究目前存在的问题和未来可能的改进。     

Reconstruction of millennial-scale variations in the East Asian summer monsoon over the past 300 ka based on the total carbon content of sediment from Lake Biwa,Japan

The total carbon content analysis for Takashima-oki core extracted from Lake Biwa with time resolutions of approximately 150 years was used to reconstruct millennial-scale climate change in the East Asian monsoon region over the past 300 ka. The total carbon content of the Takashima-oki core is an indirect proxy for the East Asian summer monsoon, because the total carbon content reflects primary productivity within the lake, which is controlled by precipitation in the catchment area. Using these data, we clarify temporal variations in the East Asian summer monsoon prior to MIS 5, which were previously unresolved. The observed variations show a ∼1,500-year cycle that is also recorded by paleoclimate indices in the North Atlantic region. We propose that the East Asian summer monsoon underwent abrupt millennium-scale changes during interglacial stages such as MIS 5 and 7.     

皖浙赣相邻区晚中生代多期构造变形特征及其动力学背景

通过详细系统的野外地质调查和构造解析,文中在皖浙赣相邻区识别出晚中生代的五期构造变形。第一期为中侏罗世末到早白垩世初的北东东向逆冲推覆构造,形成时间大约为160~150 Ma;第二期为早白垩世初的高角度正断层和北东东向左行平移断层,形成于150~135 Ma;第三期为早白垩世晚期的北北东向左行平移断层,形成于125~120 Ma;第四期为北东-北东东向右行平移断层,形成于早白垩世末期的100 Ma左右;最后一期为形成于晚白垩世早期(约75 Ma)的北北东向逆冲断层构造。区内晚中生代的多期构造变形与华南和华北板块的最后阶段的碰撞,晚中生代以来太平洋板块在不同阶段向欧亚大陆不同方向的俯冲,甚至与印度板块向北碰撞产生的向东远程挤压效应等诸多作用有关。     

长江中游石笋年层厚度作为东亚夏季风强度代用指标的研究

利用Olympus偏光显微镜,直接在光学薄片上对长江中游和尚洞HS4石笋进行微层计数,并测量微层厚度。微层计数结果与其对应的UTh定年结果相吻合,证明该支石笋微层为年层;统计分析说明,该石笋的年层厚度变化响应近百年来东亚夏季风强度变化,两者呈负相关,说明长江中游石笋生长受东亚夏季风制约。因而,长江中游石笋年层厚度可以作为高分辨率的东亚夏季风强度代用指标。     

日本在亚洲前沿的构造定位及其对中国东部区域构造的含义

日本列岛是晚古生代以来洋、陆沿活动陆缘汇聚及南来地体拼贴的产物，在日本海中新世张开以前曾是亚洲大陆的一部分，因此其历史对于完善东亚显生宙后期的构造演化记录是极为可贵的。本文在有关研究成果的基础上提出：(1)日本列岛主体是中亚造山带沿走向的延伸，记录了从朝鲜半岛向南中生代亚洲大陆的增生历史。中朝克拉通的东界应在它的西面经图们江带弧形转折后沿朝鲜半岛以东南下。(2)从锡霍特阿林到菲律宾，亚洲前沿以侏罗纪为主的消减-增生杂岩也可能在闽粤沿海的大片中生代火山岩下面发现；长乐-南澳变质带可能相当于巴拉望或西菲律宾地块并与日本的黑濑川带有关。(3)日本学者有关飞骅边缘带是秦岭-大别缝合带向东延续的论述，提示该带可能是中亚和秦岭两个造山带向东延续的复合，中朝和扬子陆块在它以西依次尖灭。     

The Late Jurassic age and geochemistry of ultramafic-mafic massifs of the Selenga-Stanovoy superterrane (southern framing of the North Asian craton)

We present new data on the age and geochemistry of the Veselyi and Petropavlovsk ultramafic-mafic massifs of the Selenga-Stanovoy (West Stanovoy) superterrane on the southeastern framing of the North Asian craton. The massifs are composed of rocks of peridotitewebsterite-gabbro and peridotite-gabbro-monzodiorite associations, respectively. The latter combine normal, subalkalic, and alkaline rocks and thus are of diverse composition: from ultrabasites and pyroxenites through gabbroids to monzodiorites. The U-Pb zircon age of these massifs is 154 ± 1 and 159 ± 1 Ma, respectively, which permits them to be referred to as the youngest rocks of ultramafic-mafic complexes on the southern framing of the North Asian craton. The rocks of the studied massifs are enriched in LILE (K, Rb, Sr, Ba, LREE) and are depleted in HFSE (Zr, Nb, Hf, Ta). These rocks formed, most likely, in the rear of subduction zone or in the setting of the subducting-slab detachment.     

What is responsible for development of the Asian–Pacific transition zone: The geodynamics of oceanic plates or the Asian continent?

The main unusual feature of tectogenesis of the Asian–Pacific transition zone in the Mesozoic–Cenozoic consists in the formation of left-lateral strike-slip faults, which form the East Asian global shear zone with paragenesis of its constituent variously oriented fault systems. Paragenetic analysis has revealed that continental blocks of the Asian–Pacific transition zone were displaced along systems of transit left-lateral strike-slip faults of the East Asian global shear zone by hundreds of kilometers in the southerly to southwesterly direction due to tectonic activity of the Asian continent, which drifted southwestward. This process was accompanied by the formation of compression and extension structures. Otherwise, it is difficult to explain the structuring of the overhanging margin of the continent by subduction of oceanic lithospheric plates in the northerly to northwesterly direction opposite relative to the displacement of the continental crust as is usually thought.     

中国的全球构造位置和地球动力系统

现今之中国位于亚洲大陆东南部,西太平洋活动带中段;在全球板块构造图上,中国位于欧亚板块的东南部,南为印度板块,东为太平洋板块和菲律宾海板块。地质历史上,以中朝、扬子、塔里木等小克拉通为标志的中国主体属于冈瓦纳和西伯利亚两个大陆之间的转换(互换)构造域:古生代时期,位于古亚洲洋之南,属冈瓦纳结构复杂的大陆边缘;中生代阶段,位于特提斯之北,属劳亚大陆的一部分。显生宙中国大地构造演化依次受古亚洲洋、特提斯-古太平洋、太平洋-印度洋三大动力体系之控制,形成古亚洲洋、特提斯和太平洋三大构造域。不论古亚洲洋,还是特提斯,都不是结构简单的大洋盆地,而是由一系列海底裂谷带(小洋盆带)和众多微陆块组合而成的结构复杂的洋盆体系。加之中、新生代的太平洋构造域和特提斯构造域叠加在古生代的古亚洲洋构造域之上,使中国地质构造图像在二维平面上呈现镶嵌构造,在三维空间上呈现立交桥式结构,使中国不仅是亚洲,也是全球构造最复杂的一个区域。不同阶段的地球动力体系在中国的叠加、复合,使多旋回构造-岩浆和成矿作用成为中国地质最突出的特征。因而中国的造山带大多是多旋回复合造山带,成矿(区)带大多是多旋回复合成矿(区)带,大型含油气盆地大多是多旋回叠合盆地。     

阿拉善地块北缘恩格尔乌苏地区发现志留纪侵入体

阿拉善地块北缘地区位于中亚造山带的南缘中段,连接了兴蒙造山带和北山造山带等构造单元,其古生代的构造演化对于中亚造山带南缘构造单元的对比连接具有重要的意义,是研究中亚造山带古生代构造演化的关键位置。统计归纳近年来阿拉善地块北缘地区的年代学数据发现,该地区的岩浆活动主要集中在晚古生代期间,特别是二叠期间,尚没有早古生代侵入岩的报道。恩格尔乌苏蛇绿混杂岩是阿拉善地块北缘地区出露的一条重要蛇绿岩带,本次研究在该混杂岩带中发现了早古生代的黑云母花岗岩。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试发现其时代为423±4.5 Ma和434±1Ma,代表了其岩浆结晶年龄,表明该侵入岩形成于志留纪期间,是阿拉善地块北缘地区最早发现的早古生代侵入体之一。该志留纪岩体的发现,表明恩格尔乌苏混杂岩在带志留纪期间已经出现岩浆活动,具有多期活动的特征。该志留纪岩体的发现,是研究、认识阿拉善地块北缘地区早古生代构造环境的重要对象,对于连接对比东、西相邻构造单元具有重要的意义。结合相邻白山组地层的碎屑锆石时代及晚泥盆世侵入岩的发现等研究成果推断,阿拉善地块北缘地区在早古生代开始就存在岩浆活动,该地区可能并非是早古生代的稳定被动大陆边缘。