藏北羌塘盆地中央隆起带下二叠统展金组沉积岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

对于青藏高原北部羌塘盆地中央隆起带晚古生代的构造演化历史,学术界目前仍存在不同观点。位于盆地中央隆起带角木日地区的羌资5井揭示出的下二叠统展金组细碎屑岩,对于该地区古地理研究和构造背景约束具有重要意义。通过对该井中17个展金组粉砂质泥岩和泥质粉砂岩样品的稀土元素地球化学研究表明:样品 ω(ΣREE) 整体较高,ω(ΣLREE)/ω(ΣHREE)及(La/Yb)_N等比值显示其具有较弱的轻、重稀土元素分异;Ce_anom,Ce/Ce^*,Eu/Eu^*等参数反映样品主要形成于具有一定深度的浅海还原环境;(La/Yb)_N值自下而上呈降低趋势,表明下部的沉积速率低于上部。稀土元素组合及其比值特征指示展金组物源以玄武岩和沉积岩混合为主。根据La-Th-Sc构造背景判别图解分析,并与不同构造背景下的杂砂岩稀土元素特征比较,认为展金组沉积岩的物源可能来自于具有类似岛弧构造特征的环境。     

旋回地层学理论基础、研究进展和展望

在过去30余年中旋回地层学研究得到了极大发展, 对理解和解决地球科学领域众多科学问题做出了很大贡献.旋回地层学(Cyclostratigraphy)已被定义为"对地层记录的(准)周期性旋回变化进行识别、描述、对比和成因解释, 并将其应用于地质年代学以提高地层年代框架的精度和分辨率, 实现地层高精度划分与对比的一门地层学分支学科".能够反映古气候变化的岩性、岩相、地球物理和地球化学参数(即古气候替代指标)均可用于旋回地层学分析.通过岩性组合识别、频谱分析、连续窗口频谱分析、小波分析、滤波和调谐等方法可进行识别米兰科维奇旋回信号和建立高精度天文年代标尺.中国学者在北方黄土剖面、南海新近纪海相沉积、古生代海相沉积和部分中新生代陆相沉积中获得了良好的旋回地层学研究成果.对中国东北松辽盆地陆相白垩系和华南海相二叠系乐平统—中三叠统开展旋回地层学研究有望取得重要突破.      

初论发现于西太平洋富钴结壳的羟锰矿

大多数研究者认为富钴结壳中的锰矿物主要是水羟锰矿。X-射线衍射数据表明这次所研究的富钴结壳中主要的富锰矿物相是羟锰矿,这是在以往的结核和结壳研究中鲜为人知。探讨了羟锰矿和水羟锰矿的名称由来、化学式、晶胞参数及X射线粉晶衍射值,建议将X-射线衍射特征值为2.4×10^-10 m和1.4×10^-10 m的锰矿物相统称为水羟锰矿;通过研究这两种矿物的成因、产状及环境,认为结壳中羟锰矿的存在表明结壳在生长中后阶段仍处于还原环境。     

中、西太平洋多金属结壳生长速率变化与制约因素

多金属结壳在不同生长区域、层位存在生长速率的差异,这在一定程度上反映了其生长条件的优劣,说明其受到了诸多海洋要素的制约。本研究在总结生长速率变化与结壳生长区域、年代和结构构造的关系的同时,分析生长间断发生与生长速率变化的关系,并尝试对多金属结壳生长环境条件的转变进行探讨。多金属结壳的生长速率随采样海山区位置由东向西(莱恩海山区—麦哲伦等海山区)、结构构造由致密到疏松再到较致密和生长期由老到新由高至低变化。最低含氧带之下合适的深度、较强的氧化性、较丰富的陆源物质供给和海洋中较高的碳酸钙溶解率有利于结壳的生长,使其具有较大的生长速率。多金属结壳生长间断的发生对应3种生长速率变化情形:①在生长速率由低升高前,主要对应65～60 Ma的间断期,此时水动力条件不佳,结壳因生长环境过差而间断,由差转好时复生长;②生长速率由高转低时,主要对应51～42 Ma和40～35 Ma的两次间断期,此时气候回暖同时陆源风尘供应水平较低,结壳在生长环境变差时间断,稍好时复生长;③生长速率持续偏低时,对应28～18 Ma的间断期,此时大洋CaCO_3溶解率持续偏低,结壳在长时间较差的生长环境中断续生长。     

麦哲伦海山富钴结壳的稀有气体丰度及He、Ar同位素组成

使用MM5400质谱计对麦哲伦海山富钴结壳和结壳基岩进行稀有气体同位素分析,以此示踪结壳形成期间的海洋环境。富钴结壳的He、Ne、Ar、Kr、Xe稀有气体同位素丰度模式与ASW(air-saturated water,饱和空气的海水)的变化趋势一致,说明结壳是在与海水交换平衡的流体环境中形成的。结壳的分馏因子F_3比饱和空气的海水的F_3高2～3个数量级,表明其相对于海水而言是富集~3He的。其相对于空气亏损~3He、富集Kr和Xe的模式与高度富集~3He、亏损Kr和Xe的星际尘粒的模式完全不同,暗示地球外物质并不是支配富钴结壳稀有气体同位素丰度模式的主要因素。结壳中高的R值甚至超过上地幔代表MORB(大洋中脊玄武岩)的典型值8R_a(R_a为地球大气中~3He/~4He比值,R为样品中~3He/~4He比值),揭示了热点型地幔热液对西太平洋海洋环境的局部贡献。圈层结壳的各结壳层之间的R值差异明显,各结壳层之间的尺值的变化趋势是"较高→最高→较高",结壳中层具有高达15.60R_a的R值,明显有深部地幔流体的加入,这进一步表明滋养结壳生长的热液环境本质上是源于地幔柱型的热点热液。玄武质基岩具有较低的R值,说明该类基岩在形成时严重混染有地壳物质,也说明结壳的物源并非来自玄武质基岩。结壳的~(40)Ar/~(36)Ar比值接近于饱和空气的海水值,也表明结壳的成矿流体与周围海水发生了充分的交换。     

白垩纪黑色页岩与大洋红层:缺氧到富氧的过程与机制

白垩纪是地球历史中一个重要的阶段,期间发生了以黑色页岩为特征的缺氧事件和以大洋红层为特征的富氧环境等许多重大地质事件,从白垩纪大洋缺氧到富氧转化的过程与机制,提出上述两个典型事件是同一原因形成的两个不同结果。一方面,白垩纪大规模的岩浆活动,引起大气中CO2气体浓度的升高和地球内部大量热能释放,并且改变了海陆面积的对比,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO2浓度的增加导致海洋环境中溶解O2的降低,缺氧事件随之而产生。另一方面,剧烈的岩浆活动在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩,在与海水发生反应时,岩石中的铁元素进入海水中。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO2,并且产生等量的O2。随着海水中O2浓度的不断升高,以富含Fe3 的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。然而,由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物—海洋地球化学过程。     

多金属结壳Os同位素组成区域性和阶段性偏高异常

Os同位素地层法可以得到包含生长间断期的分辨率较高的结壳年代框架,相对传统定年方法具有更优的发展前景.在比对多金属结壳分层Os同位素组成曲线与大洋海水标准曲线从而为多金属结壳定年的同时,研究标准曲线的区域性特征及其与壳源、幔源物质供应的关系.依据比值和趋势贴合原则,得到的多金属结壳生长期包括80~75 Ma、70~65 Ma、60~50 Ma、42~40 Ma、35~28 Ma、15~10 Ma、8~0 Ma.在中、西太平洋地区,麦哲伦和马绍尔海山区结壳Os同位素组成测定值与标准曲线形态和取值贴合良好,而马尔库斯威克和莱恩海山区结壳测定值虽与标准曲线趋势较为贴合,但分别在7 Ma以来和33 Ma以前相对标准曲线取值异常偏高.这种异常偏高现象的出现与2个海山区进、出盛行西风带和赤道信风带的过程有关,结壳在处于风带时接收到风力输运的美洲和亚洲陆源风尘物质,使得其记录的Os同位素组成相对标准曲线偏高.      

孟加拉湾和东经90°海岭260 ka以来的古海洋学记录与印度季风的影响

通过相轮分析, 讨论了北印度洋孟加拉深海扇扇区和东经90°海岭岭区的沉积记录部分环境指标间可能存在的相互联系. 60 kaBP以来短周期的快速变化在扇区得到充分反映, 其中, 古生产力的变化与夏季季风的兴衰并非呈简单的线性关系. 与西北印度洋的替代性指标意义相反, 上升流种Globigerina bulloides 的相对富集在研究区不是印度夏季季风增强反是其减弱的信号的相对富集在研究区不是印度夏季季风增强反是其减弱的信号. 岭区记录在更长的时间范围内显示了与扇区记录基本对应的气候演化特征. 还初步讨论了发生于165 kaBP前后的重大海洋生态环境恶化事件, 认为其很可能亦是印度季风活动的产物.     

湖北清江榨洞石笋中可溶硅的测定及其古气候意义研究

洞穴石笋蕴含着丰富的古气候信息，其正确解译有赖于各类古气候替代指标的开发，应用改进的硅钼兰分光光度法测定湖北清江榨洞石笋中痕量可溶硅，探讨其古气候指示意义。结果表明，石笋中可溶硅含量记录了岩溶地下水的硅酸组成，后进反映了气候控制下土壤的化学风化作用。因而，石笋可溶硅是一个潜在的古气候（特别是古湿度）替代指标。     

全新世东亚季风活动在印度尼西亚多岛海的表现

印度尼西亚多岛海位于印度洋东部 ,北印度洋和西太平洋交界处 ,由至少 8个盆地通过相对较浅的海槛相连而成 ,海盆水深一般能达 45 0 0ｍ以上。它属于表层水温大于2 8℃的西太平洋暖池范围 ,并受强烈的季风活动影响。由于风场模式差异 ,太平洋海平面较印度洋海平面有一个显著高差 ,致使海水自太平洋向印度洋流动产生印度尼西亚穿越流。 2 0 0 0ｍ深的帝汶海和位于巴厘岛和龙目岛之间的龙目海峡是印度尼西亚穿越流两个最主要的传输通道。南半球冬季 (8月 )澳大利亚上空的高压系统与亚洲上空的低压系统之间的相互作用 ,在印尼海区形成东南方向…