西藏改则盆地渐新世-中中新世沉积物中矿物组合特征及其对气候的指示意义

为了揭示西藏改则地区渐新世-中中新世古气候环境演化,结合改则盆地的沉积环境和沉积相,并利用X射线粉晶衍射对改则盆地的样品进行了全岩分析。结果表明,沉积物中主要矿物组成为石英、长石、方解石和少量白云石等,通过沉积物中矿物含量变化和石英/长石的比值显示青藏高原改则盆地康托组在气候总体为干冷的大背景下经历了4个阶段:Ⅰ(早渐新世):石英含量最高,碳酸盐矿物次之,长石含量最少,白云石在该阶段出现频繁,且含量变化明显,指示气候以季节性干旱为主;Ⅱ(晚渐新世):石英含量最高,但相比上一阶段有所下降,碳酸盐矿物和长石含量增加,指示气候进一步趋向干冷化;Ⅲ(早中新世):石英含量最高,但相比之前两个阶段进一步减少,长石含量进一步增加,碳酸盐总体呈现增加趋势,特别是白云石,相比之前两个阶段含量增加明显以及下降的石英/长石比值,指示气候变得更为干冷;Ⅳ(中中新世):石英含量相对上一阶段有所增加,长石和碳酸盐矿物含量降低,石英/长石比值也有所增长,但相比Ⅰ和Ⅱ阶段仍然较小,指示该阶段气候虽有所回升,但依旧处于干冷环境下。对比青藏高原隆升和全球气候变化,可知改则盆地气候阶段性变化可能是高原隆升和全球气候变化共同影响的结果。     

末次盛冰期以来科尔沁沙地古气候变化及其边界重建

利用光释光测年技术,获得了覆盖科尔沁沙地内部及外围的20个风成沙-砂质古土壤沉积序列的年代.在分析前人研究的基础上,结合地层和气候代用指标重建了末次盛冰期以来科尔沁沙地的演化过程.结果表明:科尔沁沙地的气候变化和沙丘的固定与活化主要经历了4个阶段,即:26 ～ 12ka,气候极端干冷,沙地大面积活化;12.0 ～9.5ka,气候趋于暖湿,但仍比较干冷,沙地由大规模沙化向固定成壤过渡;9.5～2.5ka,气候暖湿,沙地基本固定;2.5ka以来,气候呈干冷与暖湿交替状态,沙地亦存在多次固定与活化,其中,从1.5ka开始,沙丘活化明显.基于风沙沉积序列的空间分布和光释光测年结果,末次盛冰期科尔沁沙地同时向南和北扩展:南至翁牛特-库伦旗一线,至少扩张了26km;北至霍林河一带,至少扩张了30km;东界受东辽河限制,与现代边界几乎一致.沙地面积较现代扩张了至少2.05×104km2,扩大了37.7％.全新世大暖期,沙丘大面积固定.研究表明,科尔沁沙地气候与环境演变受东亚季风影响,也是全球气候变化的区域响应.     

11.5kaBP以来尕海沉积物氧化物地球化学特征及其环境意义

通过对柴达木盆地尕海DG03孔沉积序列的年代学测定和沉积物分析,选取对气候环境较为敏感的SiO2,Al2O3,TiO2,Fe2O3,MgO,ＣaO,K2O,Na2O等作为环境代用指标,分析了尕海地区11.5 kaBP以来的气候环境变化。研究表明尕海地区在11.5 kaBP以来存在4个明显的气候变化期:晚冰期晚期（11.5～10.16 kaBP）的气候波动较大,其中11.5～11.16 kaBP是暖干气候;11.16～10.16 kaBP,气候冷干,可能是新仙女木事件的反映;全新世早期（10.16～7.83 kaBP）气候转暖,有短期极干冷事件的发生;中全新世适宜期（7.83～4.73 kaBP）,气候温暖湿润;4.73 kaBP以来的全新世晚期,气候环境明显恶化,期间出现气候暖湿与干冷的多次波动变化。     

石英与钠长石浮选分离的研究

用十八胺(阳离子捕收剂)和十二烷基磺酸钠(阴离子捕收剂,SDS)作浮选为捕收剂分离石英与钠长石,研究了浮选条件对分离效果的影响以及捕收剂在矿物表面的吸附行为.结果表明,最佳浮选条件是浮选液的pH=2,阴、阳离子捕收剂的浓度分别为3.0×10-6 mol/L和4.0×10-6 mol/L;阴阳离子捕收剂在石英与钠长石两种矿物上表现出相同的吸附行为.在最佳浮选条件下,对不同配比的石英和钠长石混合物进行浮选,石英回收率为14%,钠长石回收率达80%,分离效果显著;对含微量长石的石英矿粉进行浮选,分离效果与石英与钠长石混合物相近.     

钙长辉长无球粒陨石中普通石英与鳞石英成因研究

钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)是 Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石的重要成员,也是研究灶神星壳演化历史的重要对象.本文研究了多个玄武质Eucrite样品中主要的SiO2相——普通石英和鳞石英的成因,进而讨论其对Eucrite陨石热演化的启示.研究对象包括不同冲击程度样品,以探讨陨击过程对SiO2同质多象转变的影响.冲击程度较弱的包括未角砾化样品NWA 3162 、NWA 6594 和Igdi,冲击程度较强的为单碎屑角砾岩Millbillillie、Camel Donga和NWA 1654.研究结果显示,不同样品中的普通石英和鳞石英各自均具有相似的岩相学和化学成分,但不同冲击程度样品中普通石英产状存在系统差异.结合Eucrite热变质历史,本研究认为普通石英并非来自共生鳞石英的相变,而是形成于更早期高温 SiO2相的转变.Eucrite 中广泛存在的鳞石英则很可能是普通石英在后期撞击事件中发生部分熔融快速结晶形成.Eucrite中普通石英和鳞石英可能经历的主要形成过程如下:① 岩浆喷发形成高温SiO2 (方石英和/或鳞石英);② 随后长期热变质中高温 SiO2转变形成普通石英,并因体积缩小发育孔洞结构;③ 后期冲击作用再加热,导致普通石英部分熔融形成鳞石英,在高冲击程度的样品中还普遍发育普通石英的羽状裂理.本研究在Eucrite中观察到的普通石英和鳞石英分别形成于不同阶段热事件.大多数Eucrite中存在普通石英和鳞石英共生,表明Eucrite在热变质后普遍受到热扰动,内部微区受热不均一性明显.上述普通石英和鳞石英成因的厘定,为微区或单碎屑矿物同位素年代学定年样品的选择以及年代学结果的地质解释提供了依据.     

榴辉岩中石英出溶体的拉曼光谱学研究及其构造意义

利用拉曼光谱学和费氏台方法对若干地区超高压榴辉岩中柯石英和榴辉岩中石英出溶体的超显微构造特征进行了研究.研究结果表明, 石榴石(或绿辉石) 中柯石英向石英相变是一个连续变化过程.绿辉石中石英出溶体和主晶具有一定的晶体学拓扑关系, 即石英出溶体长轴有两个展布方向: 平行于绿辉石(10 0) 裂理面和平行于绿辉石(- 10 1) 面.目前, 部分学者推断榴辉岩绿辉石中石英出溶体可作为超高压变质作用的标志.笔者认为, 棒状定向石英在绿辉石中出溶的温压条件和出溶机理尚未查明.因此, 需加强过量二氧化硅单斜辉石出溶机理的超高压实验研究, 从而为证实石英出溶体作为超高压标志提供实验定量约束.      

若尔盖高原全新世气候序列的类脂分子化石记录*

基于可靠的年代标尺,结合青藏高原泥炭沉积剖面的有机碳、孢粉等相关资料,首次在该区利用类脂分子化石指标建立了全新世以来的气候与环境演化序列。结果表明,正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇等类脂分子化石指标存有意义的规律性变化。其中,反映低等菌藻生物和高等植物相对变化的轻组分与重组分之比L/H以及平均碳链长度ACL具有很好的古气候意义,即L/H高,ACL低,指示气候偏暖湿;L/H低,ACL高,指示气候偏干冷。各个类脂分子化石指标记录的气候信息在细节上具有一定的差异,可能是不同类脂物分子的地球化学行为和生物组成结构的不同以及对气候因素温湿组合变化响应各异的体现。同时,也较好地揭示了类脂分子化石具有自己的敏感性,在细节上较传统的有机碳指标在记录气候信息上更为敏感。该研究进一步突出了这些泥炭类脂分子化石在第四纪研究中的重要地位和应用潜力。     

距今220 ka以来大同盆地沉积物磁化率反映的气候变化

大同盆地地处我国季风影响的北部边缘, 第四纪以来盆地内发育厚层的河湖相地层, 其上覆盖马兰黄土或全新世沉积, 蕴含着丰富的气候环境变迁信息, 是研究气候环境变化的理想场所. 在对盆地内地层考察的基础上, 对晚近地质时期河湖相与风成相互层沉积剖面的磁化率、粒度变化进行了分析. 结果表明: 220 ka BP以来大同盆地气候变化经历了中更新世(220~199 ka BP)暖湿期、中更新世(199~138 ka BP)干冷期、末次间冰期(138~71 ka BP)暖湿期、末次冰期(71~11 ka BP)干冷期、全新世(11 ka BP至今)频繁的干冷暖湿波动变化过程, 每个阶段仍有次一级的气候波动. 大同盆地这种气候变化与深海氧同位素以及我国北方萨拉乌苏河地区、岱海等地揭示的气候变化有很好的对应, 反映出本区气候变化是对全球冰期-间冰期气候波动的响应.     

大别山北麓黄土地球化学特征及其古气候意义

通过对大别山北麓GS剖面系统的氧化物地球化学的测试及综合分析,讨论该地区中更新世以来GS剖面的氧化物地球化学分布特征及其所记录的古气候变迁规律.综合分析表明:大别山北麓富含硅、铝、铁,三者之和高达85%,该区中更新世以来以湿热气候为主;氧化物地球化学分布特征和变化规律可推断该地区中更新世以来经历了8次暖湿期与8次干凉期的交替过程;氧化物比值分析验证该地区经历多次干冷-温湿大幅度的波动,同时伴随着成壤程度、淋溶和化学风化强弱多次旋回.     

福建晋江科任剖面老红砂主元素反映的晚更新世以来气候变化*

以福建晋江科任剖面老红砂为研究对象,对剖面主元素地球化学特征及其指示的古环境意义进行初步研究。结果表明：（1）科任剖面以湿润型元素SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,含量范围依次为68.88％～93.77％、9.03％～19.1％和2.14％～5.32％;干旱型元素CaO、Na₂O、MgO和K₂O的含量均小于0.5％,K₂O的含量略高于2％,表现为较强烈淋溶;主元素分布特征、风化特征值、CIA值等均表明,科任剖面老红砂总体上属于轻度富铝化。（2）对特征元素组合、元素比值和磁化率等古气候古环境代用指标进行分析,认为晚更新世中期以来,科任剖面记录了较干冷—暖湿—干冷—暖湿4个阶段的气候变化：55.9～43.9 ka BP和27.0～10.8 ka BP两个时期,气候干冷,冬季风强烈,为风沙堆积的两个主要阶段;43.9～27.0 ka和10.8 ka以来,气候温暖湿润,为风沙经历强烈风化和红化作用阶段。     

贵州碳酸盐岩风化壳中晶体石英形成条件分析:氧同位素证据

贵州碳酸盐岩风化壳中的晶体石英具有较强的测年潜力,其成因判别是年代学研究的前提和基础。对黔北、黔东地区3个碳酸盐岩风化壳剖面中的晶体石英和圆状石英进行了研究,拟通过晶体石英的δ18O值探讨其形成条件。结果表明,晶体石英的δ18O值在17.3‰～22.7‰范围内,平均为19.8‰,与火成岩、变质岩及热水(液)沉积中高温成因石英δ18O值明显不同;与砂岩中的碎屑石英、现代海滨砂中的石英以及风成沉积物中的石英等混合来源石英的δ18O值也有差异;尽管黔东大兴剖面中晶体石英和圆状石英的δ18O值相近,但它们的硅氧同位素相关关系不同,它们具有不同的成因;晶体石英的δ18O值分布在低温成因石英δ18O值范围内,这与其中未见两相包裹体的现象一致。结合实际资料和已有认识,推断晶体石英是包气带地表温度(15～25℃)条件下缓慢生长形成的;其形成过程与碳酸盐岩风化成土的两阶段模式密切相关:酸不溶物风化形成的含硅流体向下淋滤至风化壳底部后被圈闭在已形成的孔隙、空洞中,由于蒸发作用达到过饱和而缓慢结晶形成晶体石英。     

萨拉乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球变化反映非常敏感,是研究全球变化的理想区域。本文根据地质测年、气候地层对比,以及地层中气候代用指标的分析,将萨拉乌苏河流域地层和气候变化划分为全新统的风成相与湖相沉积(0~11.5kaBP),早、中期气候较暖湿,晚期气候较干旱;上更新统城川组的风成相沉积(11.5~80kaBP),气候干旱寒冷;上更新统萨拉乌苏组的湖相沉积(80~140kaBP),气候温暖较湿润;中更新统上部的河流相与风成相互层(140~190kaBP),气候冷干与温凉半干旱波动;中更新统上部的冲洪积沉积(190~220kaBP),气候较暖湿等阶段。指出自中更新世晚期以来气候发生频繁波动,无论是暖湿还是冷干阶段,气候都波动频繁,气候变化不稳定性明显。     

文象花岗岩的成分、结构和成因机制

文象花岗岩具有特殊文象结构,研究其三维拓扑结构和形成过程有助于了解花岗质岩石的结晶作用.以北京周口店房山岩体和湖北罗田蕙兰山的文象花岗岩为研究对象,综合利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和电子背散射衍射等技术方法,对岩石矿物组成、结晶学取向和拓扑结构进行了系统研究.结果表明:(1) 文象花岗岩的矿物组成与其形成地质环境有关,石英和长石的含量变化范围很大,其中石英含量通常在20%~45%,但是相同地区同期形成的文象花岗岩具有相对稳定的矿物组成;(2) 长石作为寄主矿物通常呈半自形－自形粗大晶体,可以是碱性长石或斜长石,其端元组分以钾长石和钠长石为主,低温下常分解为条纹长石;(3) 石英在长石寄主矿物中规则穿插生长,在三维空间通常呈近似平行板状、长条状/柱状或非连通枝杈状,并只在特定岩石断面形似象形文字;(4) 正交偏光显微镜下,石英可以具有多种消光位,但是通常在一定范围内同时消光;(5) 石英普遍发育道芬双晶,偶见日本双晶;(6) 条纹长石中钾长石与钠长石对应(100)、(010)、(001) 面和[001]轴近似平行;(7) 多数石英颗粒与寄主长石之间具有密切结晶学取向关系,即石英[1123]轴近似平行长石c[001]轴.该研究证实文象花岗岩是石英和长石同时生长的结果,而长石作为寄主矿物影响并控制着石英的成核与生长方向.      

东营凹陷中晚始新世古气候演化特征及其意义——以Hk1井为例

始新世中晚期是东亚地区古近纪气候的关键转变期,其古气候演化过程及影响因素非常复杂。以往主要是依据中国中西部地区的沉积资料对这一时期的古气候演化进行研究,但是中国东部缺少广泛分布的沉积地层证据,使得这一时期的古气候演化仍然是争论的焦点。位于中国东部的东营凹陷中晚始新世发育有一套连续的红层—膏盐层—湖相泥岩沉积序列,对古气候变化非常敏感。以东营凹陷Hk1井沙四段为研究对象,综合利用沉积学资料和Na/Al比值、化学变化指数（CIW’）等地球化学指标,探讨了其中晚始新世古气候演化特征及其意义。研究表明:中国东部中晚始新世气候演化分为五个阶段,其中,第1~3阶段古气候变化与中国中西部古气候变化基本一致,即长周期的干冷趋势中出现一个短暂的急剧变暖过程（MECO）;第4~5阶段古气候演化与中国中西部古气候变化趋势出现明显差异。第4阶段沉积时期,中国东部古气候变得湿润,纬向分带古气候开始格局被打破;第5阶段时期,古气候整体转变为东湿西干的气候格局,东亚季风开始盛行并成为中国东部地区气候的主导因素。     

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

贵州碳酸盐岩红色风化壳次生石英的裂变径迹测年研究

贵州位于青藏高原东南缘,由于缺乏沉积记录其新生代的地质演化历史还不很明晰,而广泛分布于云贵高原的碳酸盐岩红色风化壳可能蕴涵着重要的地质演化信息.本文对贵州多个原位碳酸盐岩红色风化壳中产出的晶体形态较好的石英进行了裂变径迹方法测年.结果显示,石英的裂变径迹年龄数据呈现出较大的变化范围,从 1 Ma到 25 Ma,且远远地小于其三叠纪和寒武纪的母岩年龄;结合贵州 25 Ma到 1 Ma的区域地质演化历史,裂变径迹年龄值可以排除石英来源于母岩碎屑、成岩过程的次生形成以及火山活动产生的热水沉淀或交代形成的可能性,而只能推断为该晶体形态较好的石英于碳酸盐岩风化作用产生的富硅流体中沉淀形成;各剖面石英的年龄值与新生代的青藏高原夷平期、华南红土期、贵州构造稳定期乃至世界范围内的风化气候期有着良好的对应关系,说明次生石英裂变径迹测年具有很好的可行性和可靠性.     

石英的结构和微量元素特征研究进展及其在岩浆-热液矿床中的应用

石英(SiO₂)具有稳定的化学性质和晶格结构,因此在地质演化过程中可以保存成岩成矿的基本信息。本文系统总结了国内外关于石英中微量元素的种类、分布、含量变化等诸多研究,详细论述了石英中微量元素的赋存状态和进入石英晶格中的机制,以及控制这些微量元素进入石英中的因素:如温度、压力、pH值和流体/熔体成分等;介绍了岩浆-热液矿床中石英复杂多样的结构,包括:单向固结结构(UST结构)、石英眼、晶洞以及雪球结构;评述了石英中微量元素的具体应用:石英的Ti温度计(TitaniQ)、Ti的扩散计时器、石英中Al温度计、Al的pH计,以及石英微量元素比值对岩浆-热液过程的指示作用;最后总结了阴极发光(CL)在揭示石英中微量元素的扩散过程、石英的世代关系等方面的应用,及相关的分析测试方法。据此,利用石英的特性可了解寄主岩石的成因,并分析岩浆-热液矿床中成矿流体的演化过程及石英中微量元素的沉淀机制,为找矿勘查提供依据。     

青土湖地区9500a BP以来的环境变化研究

通过对青土湖地区ZY剖面的代用指标分析,研究了该区9500aBP以来的气候环境变化.在9500～6700aBP期间,剖面为风成砂沉积,平均粒径、磁化率、碳酸盐含量和C/N代用指标值均出现了的最低值,代表了湖泊干涸状态下强烈的风力搬运堆积,反映为一种暖干的古气候环境;6700～5800aBP期间,为碳酸盐粉砂质粘土沉积,代用指标的值均为高值,指示高水位、暖湿的古气候环境;5800～2700aBP为碳酸盐粉砂沉积,代用指标的值均表现为中等,代表了低水位状态下的碳酸盐沉积,反映夏季风减弱,区域降水量减少;2700～1100aBP期间为沼泽沉积,此时湖泊水量变化是以人为因素为主还是自然因素为主,需要进一步研究.     

火星陨石NWA11288岩石矿物学和冲击变质特征

NWA 11288 是一块2015 年发现的玄武岩质辉玻无球粒陨石,具有典型的次辉绿结构,主要由辉石(面积比68. 6%)和熔长石(面积比28. 1%)组成,含少量磷酸盐(面积比 1. 35%)、不透明矿物(面积比 1. 45%)和二氧化硅等副矿物.通过扫描电子显微镜、电子探针和拉曼光谱等实验分析方法,对NWA 11288 进行了岩相学、矿物学及冲击变质作用研究.基于辉石核部的Ti/Al 比值,推测其结晶压力为 930 MPa,结晶深度约为50 km,接近火星壳幔边界.NWA 11288 经历过强烈的冲击变质作用,其中长石全部熔长石化,发育冲击熔脉及熔融囊并出现重结晶的辉石和柯石英.柯石英具有一种前人未报道的新产状:以柯石英-石英-二氧化硅玻璃三相集合体共生,柯石英和石英主要分布在集合体的边部,包裹着核部的二氧化硅玻璃,指示柯石英是在卸压阶段从熔体中结晶形成,且在后续的卸压阶段部分柯石英转变为石英.此外,熔融囊中可见自形的斯石英形态的二氧化硅玻璃;粒间区域可见具有斯石英/赛石英典型特征的二氧化硅颗粒.这些冲击变质特征说明NWA 11288 经历的峰值温度至少为1600℃,峰值压力或可高达15～20 GPa.通过对比NWA 11288 和NWA 8657/8656 的岩石结构、矿物化学成分以及冲击变质特征,本文认为NWA 11288 很可能是NWA 8657/8656 的成对陨石.     

近800a来内蒙古岱海湖水的盐度定量及其气候意义

在干旱半干旱地区 ,封闭湖泊的湖水盐度对气候变化反应敏感。首先通过现生介形类 (Lim nocytherecf.inopinata)壳体与湖水Sr/Ca比值的测定确定了Sr/Ca的分配系数 ;然后测试现代岱海湖水盐度与湖水Sr/Ca比值 ,建立湖水盐度与湖水Sr/Ca比值的函数关系 ;最后利用湖泊沉积剖面中介形类壳体的Sr/Ca比值定量恢复了岱海湖水近 80 0a来的盐度。通过分析岱海湖水盐度变化过程 ,揭示了研究区小冰期前期降水增加的冷湿气候 ,这明显不同于东部其它地区的冷干气候 ;研究区在小冰期中后期以偏干旱气候为主 ,这与东部其它地区干冷气候相一致 ;推测了 2 1世纪初 10～ 2 0a ,岱海地区降水将有所增加 ,干旱趋于缓和。