中国南方红土年代地层学与地层划分问题

南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳,也是我国分布最广的第四纪土状堆积。本文在探讨第四纪松散沉积物上红色风化壳的形成机制的基础上,根据风化壳发育程度将其划分为砖红土风化壳、红壤土风化壳和红化土风化壳3种类型。南方地区第四纪松散沉积物主要有河流相沉积、滨海相海滩砂和海岸风成砂——"老红砂"以及以下蜀土为主的风尘堆积。近年来在上述沉积物中多处发现旧石器遗址,促进了南方红土的地层年代学研究。根据前人及近期对南方红土的研究成果,讨论了南方红土的年代地层学问题,提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位初步划分框架:老红砂划分为中更新统北海组、晚更新统晋江组;风尘堆积划分为中更新统宣城组、晚更新统下蜀组;河流相沉积只划出中更新统白沙井组,晚更新统留待以后研究再划出。     

第四纪网纹红土的类型与网纹化作用

第四纪网纹红土在中国南方红土发育区内广泛分布,具有特殊的结构,是第四纪红粘土的重要组成部分,按照质地网纹红土可分为均质类网纹红土和非均质类网纹红土。测试结果显示:（1）均质类网纹红土的粒度组成以粉砂（5～50 μm）和粘粒（<5 μm）为优势粒级,砂（>50 μm）含量很小,不足3%;粒度频率曲线多数呈单峰正偏形态,众数峰值位于5.5～6.5之间,部分呈双峰形态,两个峰值分别位于6和8附近;CIA值较高（84.31%～89.26%）,ba值较低（0.19～0.30）;稀土元素平均含量和分布模式与风尘沉积相似,87Sr/86Sr值与佳县上新世红粘土接近;εNd（0）介于-10.54～-12.66之间,表明物质源区基本稳定;均质类网纹红土的理化特征体现了风成沉积的特性和风化成土作用的显著影响,可称之为加积型网纹红土。（2）非均质类网纹红土发育自冲洪积相、坡积相沉积物或基岩风化壳红土,土体粉砂含量明显减少,多小于50%,砂含量大大增加,>50 μm和>250 μm粒级的离散系数较高,指示了显著的非均质特征;CIA值多数大于84%,化学元素和风化指标的离散系数多小于10%,显示其经历了较为强烈和稳定的风化作用。第四纪网纹红土的形成先后经历了风化成土过程和网纹化过程,南方红土区在网纹红土发育期内具有整体湿润的气候条件。     

九江地区网纹红土的时代

长江中下游地区广泛发育网纹红土。本文对九江长虹大道剖面进行了初步研究。该剖面地层自下而上可分为河流相冲积砂砾石、以发育水平状网纹为特征的铁质网纹红土、以垂向网纹为特征的网纹红土、红色粘土和风成下蜀黄土,分别厚3.3、4.5、5.9、3.6和4.1m。磁性地层研究结果,布容正向极性带/松山反向极性带的界限出现于网纹红土层中部,距顶深部12.9m处;贾拉米洛正向极性亚带出现在铁质网纹红土层中,距顶深度15.1-16.1m处。根据CandeandKent古地磁极性年表的模式年龄和热释光年龄,计算出沉积速率,进而计算出各层的界限年龄。结果表明,铁质网纹红土沉积于1232-869kaBP;网纹红土大约沉积于869-392kaBP;红色粘土沉积于392-101kaBP。九江长虹大道剖面代表了该地区从河流沉积、铁质网纹红土、网纹红土、红色粘土到风成黄土沉积的演变过程,并显示出准0.4 Ma的周期变化。这与黄土高原、青藏高原构造层和地球公转轨道偏心率变化所反映的准0.4 Ma构造气候旋回基本一致。      

0.44Ma以来南方风尘加积型红土物源分析:重矿物和碎屑锆石年代学证据

中亚热带地区的风尘加积型红土是中国南方第四纪环境研究的重要陆相沉积载体.许多典型剖面自0.4 Ma以来红化和网纹化程度明显减弱,气候趋于干凉,物源尚有近源、远源、远近混合源等说法.以九江地区JL剖面为研究对象,基于重矿物组成及碎屑锆石U-Pb年代学证据,重点探讨该沉积剖面第⑥～⑧层加积型红土(底界年龄0.44 Ma)物...     

华南雷州半岛第四纪多旋回火山岩-红土系列的层序与年代

根据大量野外剖面测量和多种测年技术(包括全溶样品铀系等时线测年法、氩-氩法、热释光法和磁性地层法),初步确定了华南沿海雷州半岛第四纪多旋回火山岩-红土系列的层位、地层关系和主要层位的年龄,将火山岩-红土系列划分为7个组,其年代跨度分别为0～0.31MaB.P、031～0.48MaB.P.、0.48～0.85MaB.P.、0.85～1.25MaB.P.、1.25～1.65MaB.P.、1.65～2.05MaB.P和2.05～2.50MaB.P..这里存在着57000a.0.1Ma、0.4Ma和0.8Ma等不同时间尺度的喷发周期,这反映了华南沿海红土所记录的古环境演化的多旋回性与黄土-古土壤系列、冰碛系列以及河-湖相系列所记录的全球变化的多旋回性有着某种程度的相似性,红土的发育和演化很可能也受控于气候-构造耦合系统,并服从于气候-构造旋回的规律.     

渤海海峡BHS01孔沉积物磁性地层学研究

磁性地层学研究是建立渤海地区第四纪沉积序列地层年代框架的主要技术手段之一。通过对渤海海峡地区BHS01孔(孔深121.3 m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明:BHS01孔岩心记录了布容(Brunhes)正极性时至松山(Matuyama)负极性时底部,包括贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)正极性亚时。早、中更新世界线即布容(Brunhes)正极性时/松山(Matuyama)负极性时界限(B/M)深度位于该钻孔的46.4 m处。根据沉积速率,推测钻孔底部121.3 m处的年龄约2.25 Ma。综合沉积物的岩性、磁性及沉积速率变化特征,将BHS01孔沉积物记录的区域沉积过程自下而上划分为3个阶段:阶段Ⅰ(2.25～1.46 Ma)以河流相沉积为主;阶段Ⅱ(1.46～0.78 Ma)为稳定的湖泊相沉积;阶段Ⅲ(0.78～0 Ma)发育海陆交互相沉积。这一研究为该钻孔提供了可靠的年代标尺,为渤海海峡及邻区第四纪地层的划分对比和沉积演化过程提供了新的依据。     

风成三趾马红土与第四纪黄土的粘土矿物组成异同及其环境意义

文章基于X射线衍射、热分析和理化分析,对西峰三趾马红土的粘土矿物组成进行较系统研究,并与上覆第四纪黄土和古土壤样品进行对比.结果表明,二者的粘土矿物类型相似,以伊利石为主,其次是绿泥石、蒙脱石和高岭石; 但伊利石结晶度明显低于第四纪黄土,而与发育较好的第四纪古土壤(如S4和S5)相当; 三趾马红土中的粘土矿物组成主要为碎屑成因,成壤作用只对伊利石结晶度有明显影响.根据现代土壤粘土矿物地带性分布规律,三趾马红土的粘土矿物组合指示了大约6Ma以来,我国北方黄土高原地区一直处于温带半湿润-半干润的环境条件下,以后的气候主要在此范围内波动.但伊利石结晶度的变化指示了晚中新世-上新世总体比第四纪较高的风化成壤强度,体现了较强的夏季风效应.     

红土型金矿床的地质特征、成矿条件及找矿评价标志

红土型金矿是８０年代新发现的金矿类型，它可分为初生型和改造型两类。矿床规模大，矿体成层状、似层状和透镜体，产状平缓。矿石呈松散状，品位低，金主要呈次显微状或微粒状的游离自然金存在，其沉淀富集主要发生在地下水流动带。形成红土型金矿的条件为：相对稳定的地质区及地台区，存在含金矿源体，古气候为热带雨林和热带稀树干草原气候，准平原及低山丘陵地貌，找矿评价标志为：发育红土型风化壳是找矿前提，金矿源体存在是找矿基础，化探异常、红土发育区残留的“硅帽”及红土化剖面中的铁质带为重要的找矿标志，网纹状红土下面的高岭土层为矿体顶板的标志层，砂金为指示其上游红土发育区可能存在红土型金矿的标志     

网纹红土中的植硅石组合及其环境意义的初步研究

长江中下游地区网纹红土中的古气候记录，在第四纪全球变化研究中具有十分重要的意义，阐述了江西修水网纹红土的岩性特征和形成时代，重点讨论了网纹红土中的植硅石及其古气候信息，根据植硅石形态的环境意义，结合因子分析，将修水剖面网纹红土所含的植硅石划分为１２个组合带。并将其与黄土－古土壤气候旋回和深海氧同位素气候旋回进行了对比，提出网纹红土也是第四纪全球变化的良好信息载体。     

太平洋板块形成以来的中国东部构造动力学背景

构造动力学研究是分析区域构造、沉积演化、岩浆活动及矿产分布的重要前提,前人研究证实自太平洋板块形成以来中国东部构造动力学背景发生了多次转变,但对于具体的转换机制还缺乏深入研究.为此,首先基于对近年来发表的同位素年龄和古地磁数据的系统收集和整理,对太平洋板块形成以来围限中国东部的太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块等的形成年代、漂移轨迹和速率变化规律进行了详细梳理.然后依据这3大板块及其周缘板块的运动学规律,结合区域上的构造变形特征,将太平洋板块形成以来的中国东部构造动力学背景划分为:中侏罗世—早白垩世((175 ～ 170) ～ (145±5),(145±5) ～ 125和125～95 Ma BP)、晚白垩世—古近纪(95 ～ 80,80 ～ 43和43 ～ 23 Ma BP)和新近纪—第四纪(23 ～ 10 Ma BP和10 Ma BP至今)等多个阶段.指出中国东部中侏罗世—早白垩世为压扭性背景,晚白垩世—古近纪则转为伸展拉张背景,到了新近纪—第四纪又转变为挤压背景,并对这3大阶段不同时期构造动力学背景作了进一步的论述.     

新疆塔里木盆地胴甲鱼类化石发现的意义

在塔里木盆地北缘草湖２＃井下近６０００ｍ处的巴楚组下段发现了胴甲鱼类化石，根据这些材料，认为该段的时代为晚泥盆世，与其相当的东河砂岩时代也应属晚泥盆世。     

赣南印支期清溪岩体的锆石U-Pb年代学研究及其含矿性评价

清溪岩体是赣南地区缺少精确年龄数据的含稀土岩体之一。对赣南清溪岩体中的锆石样品进行了U-Pb法年代学研究,测年结果显示该岩体主体年龄为229.3±0.8Ma和227.0±1.0Ma,属于印支期产物,并不是前人认为的属于加里东期。对清溪岩体进行了岩石学、地球化学的研究,简要论述了其含矿性,认为清溪岩体主体为黑云母花岗岩,为过铝质钾玄岩系,轻稀土和重稀土中等分馏,负Eu异常不明显。岩石化学资料数据显示,该岩体稀土总量较高,具备成矿母岩的基本条件。     

辽南黄土覆盖的红色风化壳发育特征及区域对比

通过分析辽南七顶山黄土覆盖的红色风化壳地球化学特征,研究其发育特征并与湘桂黔滇青藏陕甘红色风化壳发育特征进行比较,为了解黄土覆盖的红色风化壳发育特征及不同地区红色风化壳发育特征的空间差异提供初步依据。化学元素实验表明,七顶山剖面红色风化壳主量元素平均值分布呈现如下趋势:SiO₂ > Al₂O₃ > Fe₂O₃ > K₂O > CaO > MgO > Na₂O,化学蚀变指数（CIA）介于83.19 ~ 86.89,盐基淋溶率（ba）介于0.26 ~ 0.35,铝饱和指数A/NK介于6.10 ~ 7.47,A/CNK介于3.93 ~ 4.99,S/A介于5.24 ~ 6.47,S/R介于4.53 ~ 5.50。结果表明:七顶山剖面红色风化壳呈正风化序列,是下伏基岩原地风化的产物,化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,三者之和超过86%,处于还原环境,属于脱硅脱铁富铝阶段,发育于近似亚热带的气候条件,处于高等化学风化水平。辽南在116.13 ~ 90.48 Ma B.P.至17.70 ~ 9.44 Ma B.P.时具备红色风化壳发育的气候条件,结合残存红色风化壳和石芽的情况,可以认为其开始发育于中新世中期或更早。辽南红色风化壳第四纪以前为二阶段发育过程,即夷平—成壳、切割—红化期,第四纪至今仅有切割—红化期。湘桂黔滇青藏陕甘辽红色风化壳元素组合特征高度一致,各区域红色风化壳风化强度、风化方向接近,除辽南呈现较弱的脱硅脱铁富铝趋势外,其他区域均表现为脱硅富铝铁化趋势,这暗示了黄土覆盖下的红色风化壳处于还原环境。纬度因素和经度因素对红色风化壳脱硅富铝铁化进程影响程度接近,相较于经度因素,纬度因素对红色风化壳碱金属及碱金属盐基淋溶作用影响程度更大,总体而言,在母岩影响较小的前提下,纬度控制下的气候因素是决定红色风化壳发育的主要因素。     

江西九江中更新世红土物质来源研究

华南地区广泛分布中更新世红土。目前, 对其物质来源尚有争议。九江红土剖面的沉积时代已得到很好限定, 同时由于其沉积连续、地层出露较好, 是开展中更新世红土物质来源研究的理想剖面。通过对九江中更新世红土2件碎屑锆石样品的分析, 共获得177颗谐和锆石U-Pb年龄, 主要峰值集中在新元古代(816 Ma、801 Ma和991 Ma)、古元古代(2019 Ma、2022 Ma和2481 Ma)和新太古代(2502 Ma), 并具有不显著的中生代峰值(135 Ma)。将其与潜在远源和近源物源区的锆石U-Pb年龄组成进行对比, 结果发现中国北方戈壁、沙漠和黄土高原、塔里木盆地、华北平原并不是九江中更新世红土的主要源区。庐山北麓早更新世发育的洪积扇为九江中更新世红土发育提供了充足物质。九江中更新世红土和九江晚更新世黄土的碎屑锆石U-Pb年龄组成存在明显差别, 后者主要来自长江河漫滩的碎屑物质。不同的气候条件主导了九江地区红土和黄土的发育, 二者都受控于青藏高原构造隆升产生的环境变化。     

广东省河台金矿区糜棱岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

河台金矿区位于广东省高要市境内,普遍认为其是典型的韧性剪切带型金矿。本次对采自韧性剪切带中的糜棱岩和初糜棱岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,以约束剪切带的活动时代,并为金矿化事件提供依据。利用糜棱岩中的热液锆石约束韧性剪切带的变质变形时间,获得两组年龄:糜棱岩中热液锆石增生边加权平均年龄约为240Ma,代表左旋运动的年龄;初糜棱岩中热液锆石加权平均年龄约为204Ma,代表右旋运动的年龄。因此,矿区在印支期可能经历过两期剪切变形,并且这两期变形事件在整个华南都是普遍存在的。结合前人对矿化时间的研究,河台金矿的成矿时间(燕山期)要晚于韧性剪切带的形成时间(印支期)。样品中继承性锆石(糜棱岩中核部锆石)年龄显示云开群最晚沉积时间为早古生代早期,而并非前寒武地层。另外,本次研究还测试了锆石的Lu-Hf同位素,实验表明,可以根据热液锆石与继承性锆石的Lu-Hf同位素关系,判定热液锆石的形成条件。云开群的成岩物质主要来自1.8Ga地壳增生事件所形成的地壳物质发生重熔而产生的岩浆岩。     

黔北新蒲红色风化壳剖面的粒度分布特征--兼论岩溶区上覆土层的物质来源

粒度分析在风化壳物源示踪方面是一种新的尝试,具有指示直接的特点。尤其当常规的地球化学、矿物学等方法难以直观反映母岩的不均一性对风化壳的影响时,粒度分布特征却可以建立两者的对应关系,从而更为合理地指示风化壳和下伏基岩的关系。黔北新蒲剖面的下伏基岩为局部夹碎屑岩薄层的连续型碳酸盐岩,本文通过对其酸不溶物及上覆红色风化壳粒度分布特征的研究,表明基岩的垂向不均一,导致上覆风化壳粒度分布特征的差异性,同时存在与下伏不同基岩酸不溶物粒度分布特征相对应的风化壳,指示了碳酸盐岩为其上覆风化壳的成土母岩。化学风化指标在剖面的变化也支持了粒度分析结果,即风化壳母岩的不均一性。从碎屑岩夹层和碳酸盐岩对风化壳提供物源的相对份额中指出碳酸盐岩的酸不溶物对上覆风化壳的优势贡献。从粒度参数角度进一步诠释了连续型碳酸盐岩风化残积成土的现实性,为正确理解中国西南岩溶区红色风化壳的成因提供了新的探索手段。综合资料显示,碳酸盐岩特别是连续型碳酸盐岩酸不溶物构成中国西南岩溶区上覆红色风化壳的主要物质来源也是可能的。     

赣南花岗岩风化壳型稀土矿床中纳米级稀土矿物的研究

为揭示次生风化成因稀土矿物的赋存形态和分布特征,对赣南安远岗下稀土矿区花岗岩风化壳剖面进行了研究。采集风化壳不同层位的样品进行分选、提纯,场发射扫描电镜和透射电镜研究结果表明,与稀土矿物紧密相关的粘土矿物是高岭石和埃洛石等,风化壳中发现的纳米级稀土矿物既有附着于其他矿物表面的微细颗粒,也有呈集合体存在的稀土矿物(可能为方铈石),这一现象有助于进一步认识风化壳稀土矿床的形成过程。     

江西龙南稀土花岗岩的锆石U-Pb年龄、内生矿化特征及成因讨论

江西省龙南地区离子吸附型稀土成矿花岗岩出露广泛,然而由于缺乏精确的同位素年代学依据,致使对各岩体的侵位时代、岩石成因等方面的认识存在分歧。本文对足洞、牛坑及半坑花岗岩的风化壳(或基岩)样品进行了LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年,获得206Pb/238U加权平均年龄分别为:(168.2±1.2)Ma、(168.3±1.7)Ma和(209.75±0.86)Ma,表明足洞和牛坑花岗岩体的侵位时代一致,均形成于燕山期,晚于寨背—关西岩体(~195 Ma),更晚于印支期侵位的半坑岩体。足洞—牛坑岩体的稀土配分类型为重稀土型,岩石学、矿物学方面具有相似性,可能为同源岩浆同期分离结晶的产物;寨背—关西岩体和半坑岩体的稀土配分类型均为轻稀土型,岩石学、矿物学方面具相似性,可能为同源岩浆不同期次形成的产物。而足洞—牛坑岩体与寨背—关西岩体具有不同的稀土矿物组合、稀土配分模式和微量元素特征(寨背—关西花岗岩风化壳的Zr/Hf比值(20~60)大于足洞—牛坑岩体(20),且Zr/Hf比值与Nb/Ta比值正相关),可能来自不同的岩浆源区。     

北大别的多期深熔作用及山根垮塌的新证据

大别山是由华南板块在245～210 Ma向华北板块之下俯冲并发生陆陆碰撞形成的。随着南、北板块的汇聚继续,地壳持续加厚。然而,加厚的下地壳岩石（特别是镁铁质下地壳岩石）在重力作用下密度增大、稳定性降低,在145～130 Ma 时发生深熔作用;130 Ma 左右加厚下地壳拆沉,引发软流圈上涌,产生了130～110 Ma的大规模镁铁质和花岗质岩浆作用以及北大别发生强烈的混合岩化作用。其中,北大别混合岩中不同类型浅色体（至少可以分为4种）和碰撞后变质闪长岩的甄别及其岩石地球化学和同位素年代学方面系统研究为大别山印支期深俯冲陆壳的折返以及燕山期镁铁质下地壳岩石拆沉和山根垮塌所引发的多期深熔作用提供了新的关键证据。山根垮塌诱发的地幔对流导致～145 Ma时岩石圈开始减薄,进而导致加厚镁铁质下地壳温度和地壳中下部地热增温率升高,并使其发生部分熔融;加厚下地壳的部分熔融导致造山带下地壳持续弱化,加剧其重力不平衡,从而引发深部俯冲的镁铁质下地壳岩石的大规模拆沉和山根垮塌。