地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候*

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

燕辽东段侏罗、白垩纪构造转变期古地理和古环境的初步分析

自中、晚侏罗世之交至早白垩世早期,中国东部发生了构造格局和古地理环境的巨大转变。对这一时期燕辽东段古地理和古环境的部分问题进行了多学科整合分析,初步认识如下:中侏罗世开始增强的板块汇聚造成中、晚侏罗世亚洲东部地壳增厚和地势升高,古太平洋伊泽纳崎板块持续俯冲引起深部岩浆上涌、地壳减薄和多期伸展裂陷,同时东亚洋陆过渡带形成一系列逃逸构造,上述构造演化导致燕辽地区在晚侏罗世至早白垩世中期形成高山和盆岭地貌。早白垩世137~131 Ma,嫩江—八里罕断裂至喀喇沁变质核杂岩延伸线两侧出现东高西低的地貌差异,相对下降的冀北—大兴安岭火山-地堑带地层中赋存热河生物群早期化石组合,而辽西—松辽地区为相对隆升的构造高地。130~110 Ma时期裂陷作用扩展,热河生物群中、晚期组合向周围扩散。热河生物群生存时期总体为以干冷为主的温带大陆性气候,这与中生代中国东部高原的潜在环境效应并不矛盾。全球气候演化和区域构造古地理条件共同导致燕辽地区自晚侏罗世至早白垩世的干旱化和寒冷化,并影响到中、晚侏罗世燕辽生物群和早白垩世热河生物群之间的生态群进化演替。     

甘肃永昌乌拉尔世Sphenopteris(楔羊齿)新记录: 兼论晚古生代Sphenopteris多样性及古地理演化*

Sphenopteris(楔羊齿属)叶化石在全球晚古生代地层中广泛出现,但该属的系统分类位置及演化特征仍有待深入探讨,而且只有极少数种的表皮及气孔微细构造得到揭示。笔者在甘肃永昌乌拉尔统山西组中发现了2种形态保存较好且具有角质层的楔羊齿,分别是 Sphenopteris yongchangensis sp. nov.(永昌楔羊齿—新种)和Sphenopteris nystroemii (弱楔羊齿)。前者小羽片呈扇形,基部连合,侧脉分叉1次,气孔作椭圆状且为两面生; 后者小羽片呈梭形且顶端钝圆,侧脉分叉1次并达缘,气孔分布于脉间区。经对比,文中报道的2种楔羊齿可能属皱羊齿目(Lyginopteridales)。此外,统计了Sphenopteris在晚古生代的269个化石记录,结合该属的形态学、解剖学特征和分布记录,探讨了其多样性演化和古地理分布,结果表明: 宾夕法尼亚亚纪至乌拉尔世,Sphenopteris广泛分布于全球中低纬度地区,呈现出高度变异和分化; 自晚泥盆世至二叠纪,Sphenopteris型叶化石在中国自华南向华北迁移演化,说明其多样性特征不仅与湿润气候密切相关,而且与其古地理分布相耦合。     

西藏自治区革吉县米多南地区欧利组厘定的古生物证据及其意义

研究区位于羌塘地块与班公湖—怒江结合带交汇处,保存有一套晚侏罗世—早白垩世海相沉积记录,是研究晚侏罗世—早白垩世班公湖—怒江特提斯洋沉积环境演化及其沉积盆地类型的理想地区。通过对岩性组合、沉积环境、古生物化石等方面进行研究,厘定出欧利组,并探讨了欧利组时代归属及沉积盆地类型。根据欧利组中发现的小光星珊瑚、轮形异通珊瑚、米契林柱剑珊瑚、安多准柱剑珊瑚等化石,确定欧利组时代为晚侏罗世。初步分析沉积环境为局限台地-潮坪沉积,局部具潮汐水道沉积,沉积相分析表明研究区晚侏罗世—早白垩世沉积盆地类型为弧后前陆盆地。     

中生代主要植物化石的古气候指示意义

中生代植物群以真蕨纲、苏铁纲、银杏纲、松柏纲为主,另有苔藓类、石松纲、楔叶纲及其他种子植物等。从化石的形态和结构、埋藏特点、分布及与现生类型的对比等方面，概要地分析了中生代植物群常见分子的古气候指示意义。其中,反映温暖潮湿气候或生境的主要有苔藓类,石松纲的Lycopodites和Selaginellites属等,楔叶纲,真蕨纲的单缝孢类、早白垩世的蚌壳蕨科、海金砂科的Ruffordia属、紫萁科及可能相关的小羽片大型的Cladophlebis,银杏纲银杏目的主要类型,松柏纲杉科的Athrotaxoites、Cunninghamia、Cephalotaxopsis、Sequoia等,紫杉科的Taxus、Torreya等，苏铁杉科Ferganiella、Podozamites、Swedenborgia等以及形态属Elatocladus；反映温凉气候的主要有松柏纲的松科和银杏纲的茨康目；适应热带、亚热带气候的包括真蕨类的海金沙科、合囊蕨科、马通蕨科、双扇蕨科、桫椤科、里白科以及中国蕨科的Onychiopsis等,苏铁目和本内苏铁目的主要类型；指示偏干旱型气候的主要有石松纲的Pleuromeia和Isoetites, 真蕨纲的Weichiselia, 本内苏铁目的Otozamites、Zamites、Ptilophyllum等,松柏纲掌鳞杉科的Pseudoflenelopsis、Flenelopsis、 Hirmeriella和可能属于掌鳞杉科的Brachyphyllum和Pagiophyllum,柏科的Cupressinocladus以及买麻藤目的Ephedrites等。     

赣东北樟树墩早侏罗世水北组碎屑锆石研究及其地质意义

赣东北樟树墩地区早侏罗世盆地处于江南造山带东南缘,揭示盆地沉积物质来源对于认识和探讨周缘早中生代造山事件和古地理格局具有重要意义。对樟树墩早侏罗世盆地开展了岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。结果表明: 盆地为类磨拉石建造与内陆湖沼含煤建造,碎屑锆石年龄跨度大(2 431~263 Ma),未出现同沉积或准同沉积的碎屑锆石; 碎屑锆石年龄呈现极强的早古生代峰值(420~380 Ma,ε_Hf(t)为-10.7~-3.0, T_DM^C为2.08~1.58 Ga)、弱的新元古代峰值(858~663 Ma,ε_Hf(t)为-18.8~-6.7, T_DM^C为2.79~2.09 Ga)和晚古生代峰值(370~355 Ma),另有少量早中生代((263±5) Ma)、中—古元古代(2 431~1 224 Ma)碎屑锆石记录。碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与华夏地块西北武夷山地区所出露地质体组成相似,而与扬子东南缘地质体组成存在显著差异,其碎屑物质主要来自陆内西北武夷山地区前寒武纪基底和古生代地质体,少量碎屑物质可能来源于浙西北地区,具有被动型大陆边缘盆地沉积特征。综合区域上早中生代盆地研究成果,认为江南造山带东段景德镇—黄山东南在早—中侏罗世并未整体隆升剥蚀,华南内陆中生代的构造-岩浆活动是其周缘多板块俯冲汇聚的构造响应,晚三叠世—早侏罗世古太平洋板块向东亚大陆的俯冲造成华南东南部隆升,使其开始为内陆盆地提供物源,至早—中侏罗世之交构造体制转换为古太平洋板块的俯冲消减。     

大兴安岭中生代火山岩地层时空分布与蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋板块俯冲作用响应

为了提高大兴安岭中生代火山岩地层的区域可对比性、深入研究大兴安岭中生代火山岩与古太平洋和蒙古—鄂霍茨克洋的构造关系,本文在大兴安岭地区1: 1 000 000地质图编图的基础上,依据岩石组合、古生物、接触关系、区域对比以及最新的年代学(锆石U-Pb、⁴⁰Ar/³⁹Ar测年)资料,对大兴安岭中生代火山岩地层重新进行了厘定。进一步界定了塔木兰沟组(172~161 Ma)、满克头鄂博组(162~148 Ma)、玛尼吐组(158~145 Ma)、白音高老组(145~129 Ma)、梅勒图组(143~128 Ma)、龙江组(128~120 Ma)、光华组(128~118 Ma)、甘河组(120~113 Ma)和孤山镇组(118~110 Ma)的形成时代。结合古太平洋、蒙古—鄂霍茨克洋板块对东亚大陆边缘的俯冲作用,解析了中生代火山岩形成的构造背景,认为中—晚侏罗世NE向展布的火山岩主要形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块向南东俯冲的伸展背景,早白垩世NNE向展布的火山岩主要形成于伊泽奈岐板块向东亚大陆俯冲的伸展背景。晚侏罗世与早白垩世火山岩地层之间发育的开库康组、木瑞组等类磨拉石建造,是两个构造体系转换阶段的主要沉积记录。     

广东梅县地区晚中生代伸展构造特征

广东梅县地区位于政和—大埔断裂南段之莲花山断裂带中。通过开展1:5万野外地质调查及室内研究表明,广东梅县地区存在晚中生代伸展构造体系,该体系主要由剥离断层和2个不同层次的剥离层组成,结合火山岩、侵入岩、沉积地层接触关系及高精度测年数据,讨论了该体系的形成时限,认为其形成和主导作用时期在晚侏罗世—早白垩世早期(160 ~135 Ma),最大伸展期在145 Ma左右; 前人认为莲花山断裂为早古生代俯冲带,但研究表明,其构造属性为晚侏罗世形成的剥离断层。因此,政和—大埔断裂一带很可能也存在晚中生代的伸展构造体系,说明华南主要构造形迹奠定于中生代,这为华南主要热液金属矿床区域成矿规律研究提供了新的参考模型。     

南海北部—东海南部中生代盆地演化与油气资源潜力

目前的勘探成果表明,南海北部到东海南部的广阔海域普遍发育中生代地层,但是除了在台西南盆地发现工业油气藏之外,其他地区的中生界尚未有大的勘探突破。本次研究将中生代南海北部—东海南部作为一个整体,开展大地构造背景分析,厘清各构造时期盆地的性质及其形成演化机制,探讨油气资源潜力。结果表明:南海北部—东海南部从晚三叠世到白垩纪整体为一个大型盆地,盆地的演化受其周围板块相互运动所控制;晚三叠世(T₃)主要受特提斯构造域控制,发育被动陆缘边缘海沉积盆地;从早侏罗世(J₁)到早白垩世均受古太平洋板块(伊泽奈崎板块)向欧亚板块俯冲机制的控制,其中早—中侏罗世(J_1-2)发育弧前坳陷盆地,晚侏罗—早白垩世(J₃—K₁)盆地性质为弧后断陷盆地;晚白垩世(K₂)受太平洋板块、欧亚板块和印度板块的联合控制,性质依然为弧后断陷盆地,与前期相比,裂陷强度加大;海水由东南方向侵入,地层垂向上由海相向陆相逐渐过渡,由东南向西北和东北方向,水体逐渐变浅,亦由海相向陆相逐渐演变;中生界在南海北部潮汕坳陷等地区发育深海相和海湾相泥岩,在东海南部基隆坳陷也发育良好的海湾相泥岩,生烃潜力大,具有形成大型油气藏的物质基础和地质条件,勘探潜力巨大。本次研究结果可以为南海北部—东海南部中生界的油气资源勘探提供依据。     

新疆拜城早白垩世孢粉植物群及其环境意义*

基于新疆拜城地区下白垩统舒善河组发现的29属48种孢子花粉化石的研究,建立了研究区早白垩世早期孢粉植物群。舒善河组孢粉植物群以松杉目掌鳞杉科的优势和真蕨目海金沙科的繁茂为特征。根据孢粉植物群的特征,探讨了该区早白垩世早期古生态、古气候和古地理特征。掌鳞杉科植物是耐干旱和耐热的乔木和灌木,当时掌鳞杉科和海金沙科植物在亚热带气候下都很常见,表明拜城地区早白垩世早期古气候属于亚热带干燥型,气候炎热干旱。孢粉植物群的生物多样性和植物地理分布明显的分带性显示该区早白垩世早期古地理具有复杂多样的景观,包括山峦、山谷、山涧、河流三角洲沼泽和沼泽湿地等。     

羌塘盆地查郎拉地区中新生代古气候演化初探

通过野外遥感调研和收集整理大量剖面及路线地质资料，讨论了羌塘盆地查郎拉地区气候常量元素、变价元素及微量元素特征；气候沉积物及其分布特征，结合已有的气候指示性古生物化石及岩相古地理资料，首次系统地演绎了本区中新生代古气候特征及其变迁演化史。划分出8个气候旋回，指出晚三叠世为热带亚热带温热半潮湿－潮湿气候，组成第I气候旋回；中株罗世呈热带亚热带半干旱→半潮湿气候的周期性变化，组成第Ⅱ、Ⅲ气候旋回；晚株罗纪经历了热带炎热半干燥→温暖半潮湿和潮湿→炎热半干燥气候的演化，组成第Ⅳ、Ⅴ气候旋回；白垩纪气候早期呈温暖半潮湿，晚期转为半干燥－干燥热带、亚热带气候，组成第既Ⅵ、Ⅶ气候旋回；第三纪为内陆亚热带的干燥、半干燥→高原温凉气候；第四纪曾出现过6次冰期和5次间冰期，新生代总体经历了剧烈而频繁的冷暖波动，气候日益干燥和寒冷。最后简单分析了气候旋回与沉积旋回、构造运动和青藏高原隆升的叠加耦合关系，以及古气候变迁的主因。     

谈女星介(Cypridea)在我国出现的最低层位

Cypridea(女星介 )分布在世界许多国家和地区。它的最早出现时代 ,除欧洲为中侏罗世外 ,都见于晚侏罗世。在我国Cypridea分布广泛 ,已在辽、吉、黑、京、冀、晋、蒙、沪、鲁、苏、皖、浙、赣、闽、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、滇、川、陕、甘、宁、青、新等 2 7个省、市、自治区以及渤海、黄海海域发现。关于Cypridea在我国出现的最低层位有着不同的意见 ,或上侏罗统或下白垩统。究其原因 ,或是对生物群认识上的分歧 ,或是对含化石地层划分上的异议。通过对四川、湖北、冀北、辽西、甘肃河西走廊、青海、陕甘宁盆地、新疆及东南沿海Cypridea出现最低层位的分析 ,将它们中女星介出现的相同、相似的属种与英国Purbeck层CinderBedsMember上下层位的带化石对比 ,确定了我国晚侏罗世及晚侏罗—早白垩世临界时的生物群 ,从而确认Cypridea在我国出现的最低层位为上侏罗统。     

北羌塘盆地油页岩形成环境及其油气地质意义

最近在北羌塘长蛇山地区新发现了晚侏罗世—早白垩世大套油页岩及巨厚膏盐层,该油页岩与近年来作者在胜利河、长梁山地区发现的多处油页岩连成一片,构成了目前我国规模最大的中生代海相油页岩带—北羌塘油页岩带。沉积岩相、古地理研究表明,晚侏罗世—早白垩世时期,北羌塘盆地总体上为一个向北西开口的相对闭塞的巨大海湾,发育了河流-三角洲、海湾(潮坪-潟湖)和浅海-陆棚等沉积相组合。古气候、古环境研究表明,油页岩(段)沉积期,胜利河地区处于潮湿的热带-亚热带环境,大量淡水的注入以及高的生产力等综合因素,控制了油页岩的形成,其分布主要位于局限海湾-潟湖的边缘带;膏盐层(段)沉积则发育于相对干旱、炎热气候条件下的闭塞环境。北羌塘晚侏罗世—早白垩世油页岩及其上覆膏盐层是重要的烃源岩和区域性封盖层。油页岩及含膏盐层沉积组合的发现,对于重新认识羌塘盆地生烃条件及保存条件,具有十分重要的意义。     

山东鲁西地块断裂构造分布型式与中生代沉积—岩浆—构造演化序列

鲁西地块的断裂构造有两类不同分布型式:一类呈放射状分布, 由陡倾、基底右行韧性剪切带和盖层内复杂力学性质的断裂组成; 另一类呈环绕地块基底核部同心环状分布, 由3个主要盖层伸展拆离带组成, 主滑脱面分别位于古生界盖层与基底间的不整合面、石炭系与奥陶系之间的平行不整合面和中新生代断陷-沉积岩系与新生代火山-沉积物之间的断层。中生代构造变形样式可以分为3个层次:印支期褶皱-逆冲推覆构造、燕山中期NNE轴向的隔槽式箱状褶皱和燕山晚期NW、NNE向共轭正断-走滑断裂。相应地鲁西地块经历了3个成盆期, 即早-中侏罗世、早白垩世和晚白垩世, 这些中生代盆地在空间上的叠置导致了地块内部复杂的盆-山耦合关系。鲁西地块中生代有两个岩浆活动集中时期, 即早侏罗世(约190Ma)和早白垩世(132~110Ma)。综合沉积记录、岩浆活动和构造变形过程, 将鲁西地块中生代构造演化历史划分为6个阶段:晚三叠世挤压变形, 早、中侏罗世弱伸展作用, 中、晚侏罗世挤压变形与地壳增厚作用, 早白垩世大陆裂谷与地壳伸展作用, 早白垩世末期挤压变形与盆地反转事件和晚白垩世区域隆升。这些构造演化阶段和构造事件对研究和理解中生代构造体制和深部岩石圈动力学转换过程具有重要意义。      

Phanerozic bauxite epochs

The Early Cambrian, Middle and Late Devonian, Middle and Late Carboniferous, Permian, Late Triassic-Early Jurassic, Late Cretaceous, Paleocene-Eocene, and Miocene epochs of bauxite formation have been the most productive. They lasted for no less than 10 Ma. The scope of bauxite deposition of various epochs is shown in the diagram, and the present-day localization of Cenozoic, Mesozoic, and Paleozoic bauxites is depicted in separate maps. The Cenozoic bauxite deposits are located in tropical and subtropical zones of the Southern and Northern hemispheres. The Mesozoic deposits occur in the Northern Hemisphere as far north as 50°N, and the Paleozoic deposits, as far north as 70°N. Palinspastic reconstructions show that during all the aforementioned epochs, bauxites were deposited at paleotropical latitudes. The current localization of the Paleozoic and Mesozoic bauxites at high latitudes up to the Polar Circle is caused by continental drift to the north in the Phanerozoic.     

150 Million year history of North China Craton disruption preserved in Mesozoic sediments of the Ordos basin

ABSTRACT

The Ordos Basin, situated in the western part of the North China Craton, preserves the 150-million-year history of North China Craton disruption. Those sedimentary sources from Late Triassic to early Middle Jurassic are controlled by the southern Qinling orogenic belt and northern Yinshan orogenic belt. The Middle and Late Jurassic deposits are received from south, north, east, and west of the Ordos Basin. The Cretaceous deposits are composed of aeolian deposits, probably derived from the plateau to the east. The Ordos Basin records four stages of volcanism in the Mesozoic–Late Triassic (230–220 Ma), Early Jurassic (176 Ma), Middle Jurassic (161 Ma), and Early Cretaceous (132 Ma). Late Triassic and Early Jurassic tuff develop in the southern part of the Ordos Basin, Middle Jurassic in the northeastern part, while Early Cretaceous volcanic rocks have a banding distribution along the eastern part. Mesozoic tectonic evolution can be divided into five stages according to sedimentary and volcanic records: Late Triassic extension in a N–S direction (230–220 Ma), Late Triassic compression in a N–S direction (220–210 Ma), Late Triassic–Early Jurassic–Middle Jurassic extension in a N–S direction (210–168 Ma), Late Jurassic–Early Cretaceous compression in both N–S and E–W directions (168–136 Ma), and Early Cretaceous extension in a NE–SW direction (136–132 Ma).     

华北克拉通东部早白垩世伸展盆地的发育过程及其对克拉通的破坏

在晚侏罗世华北克拉通东部破坏之初出现了区域性隆起,全区缺失上侏罗统沉积。在早白垩世早期,出现了区域性的伸展活动,断陷盆地形成,克拉通南、北缘伸展活动最强,北部燕山构造带以出现变质核杂岩为特征,南部出现宽裂谷型盆地。早白垩世中期华北克拉通东部普遍出现了火山活动与岩浆侵入。早白垩世晚期克拉通上以出现窄裂谷型盆地为特征,沿北北东走向的郯庐断裂带断陷活动最强。这些断陷盆地的演化过程揭示,经历地表抬升后,克拉通破坏之初的岩石圈热而弱,从而形成变质核杂岩或宽裂谷型盆地。这期间的破坏强度在空间上具有不均匀分布的特征,受控于早期岩石圈地幔的结构。经过早白垩世中期的大量岩浆活动之后,早白垩世晚期克拉通岩石圈温度降低、强度变大,从而利用早期大型断裂构造形成窄裂谷型盆地。这现象支持华北克拉通东部晚中生代的岩石圈减薄是以逐渐拆沉机制为主。     

Changes of Late Mesozoic Tectonic Regimes around the Ordos Basin (North China) and their Geodynamic Implications

A synthesis is given in this paper on late Mesozoic deformation pattern in the zones around the Ordos Basin based on lithostratigraphic and structural analyses. A relative chronology of the late Mesozoic tectonic stress evolution was established from the field analyses of fault kinematics and constrained by stratigraphic contact relationships. The results show alternation of tectonic compressional and extensional regimes. The Ordos Basin and its surroundings were in weak N-S to NNE-SSW extension during the Early to Middle Jurassic, which reactivated E-W-trending basement fractures. The tectonic regime changed to a multi-directional compressional one during the Late Jurassic, which resulted in crustal shortening deformation along the marginal zones of the Ordos Basin. Then it changed to an extensional one during the Early Cretaceous, which rifted the western, northwestern and southeastern margins of the Ordos Basin. A NW-SE compression occurred during the Late Cretaceous and caused the termination of sedimentation and uplift of the Ordos Basin. This phased evolution of the late Mesozoic tectonic stress regimes and associated deformation pattern around the Ordos Basin best records the changes in regional geodynamic settings in East Asia, from the Early to Middle Jurassic post-orogenic extension following the Triassic collision between the North and South China Blocks, to the Late Jurassic multi-directional compressions produced by synchronous convergence of the three plates (the Siberian Plate to the north, Paleo-Pacific Plate to the east and Lhasa Block to the west) towards the East Asian continent. Early Cretaceous extension might be the response to collapse and lithospheric thinning of the North China Craton.     

鲁西隆起区晚中生代地层碎屑石榴石分析及物源区构造演化示踪

以鲁西淄博、临朐、平邑、蒙阴盆地为重点研究区,通过盆地中生界砂岩中碎屑石榴石的成分分析,探讨鲁西隆起及周边地区中生代构造演化历史。研究表明,鲁西盆地砂岩中石榴石成分在早中侏罗世和中晚侏罗世期间出现变化,暗示着物源的转变,早中侏罗世时期主要物源是鲁西隆起,中晚侏罗世时期转变为胶东地区和鲁西隆起。侏罗纪时期石榴石的物源转变显示,苏鲁苏鲁造山带可能在中晚侏罗世时期已经抬升至地表。白垩纪鲁西盆地物源主要为胶东地区,鲁西隆起的物源贡献较小,但是青山组中段和王氏组中段物源略有波动。白垩纪鲁西盆地石榴石物源显示,控制鲁西盆地沉积的主要是苏鲁造山带,古地理格架显示东高西低的特征,盆地物源的波动暗示鲁西隆起可能在早白垩世中晚期和晚白垩世中期经历过抬升。