基于地表地质调查剖面网络基础上的复杂造山带三维地质调查与建模方法

三维地质填图是一项探索性很强的开拓性工作,目前尚无成熟经验可循.对于地球物理和钻探资料相对有限的复杂造山带成矿带地区,区域性的三维地质结构的揭示更具挑战性.结合西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践,提出造山带基岩三维地质填图的基本思路,对具有一定幅面一定比例尺的区域三维地质填图与建模的方法技术进行了总结,提出针对造山带区域的“基于地表地质调查剖面网络基础上的地质-地球物理-钻孔联合约束的三维地质调查方法体系”,探索实践“基于地表地质调查剖面网络基础上的三维地质建模技术方法”,强调建模的数据基础来自地表基础地质调查的系统路线剖面和实测剖面,即以地表实测地质路线为基础结合地球物理和钻探资料向下合理延拓,从而实现“区域三维地质填图”概念上的三维地质结构的数字表达.      

西准噶尔中古生代复理石相遗迹化石及其古环境意义

西准噶尔复理石相遗迹化石主要分布于上泥盆统-下石炭统塔尔巴哈台组以及石炭系的包古图组、太勒古拉组和哈拉阿拉特组中, 典型遗迹属包括Phycosiphon, Nereites, Megagrapton, Glockerichnus, Cochlichnus, Lophoctenium, Gordia, Chondrites, Zoophycos, Scolicia, Thalassinoides.这些遗迹化石构成具有典型深水Nereites遗迹相特征的Phycosiphon-Nereites遗迹化石组合和Megagrapton-Glockerichnus-Cochlichnus遗迹化石组合.包古图组和太勒古拉组属于海底扇中下扇扇缘-盆地平原环境; 哈拉阿拉特组和塔尔巴哈台组则属于海底扇中下扇扇叶环境.西准噶尔复理石相遗迹化石分布与鲍马序列的厚度密切相关, 在毫米-厘米级鲍马序列中, 遗迹化石属种单调且保存较差, 可见单一属的Phycosiphon或Nereites; 而在厘米-分米级鲍马序列中, 可见不同直径大小和形态上具有过渡的Phycosiphon和Nereites, 可能代表同种造迹生物不同个体发育阶段的生物遗迹.海底扇不同亚环境单个鲍马序列的厚度决定了底栖生物是否有足够的时间形成较为成熟的群落(包括一系列幼年和成年个体).      

晚泥盆世牙形刺及软骨鱼类在西准噶尔塔克台组中的发现及意义

新疆西准噶尔哈拉也门地区原有一套地层划分为下石炭统和布克河组,岩性组合与标准剖面差异较大,因此,新建塔克台组.在该组参考剖面TK01第3层含化石的灰岩透镜体中,发现了少量非常重要的浅水相牙形刺,包括3属6种1未定种:Icriodus alternatus alternatus、Icriodus cornutus、Icriodus expansus、Polygnathus krestovnikovi、Polygnathus procerus、Polygnathus makhlinae、Ancyrognathus sp.,与这些牙形刺共生的还有软骨鱼类化石Protacrodus sp.和Phoebodus sp..该化石组合表明,新建的塔克台组的时代为晚泥盆世法门期早期.      

西准噶尔晚泥盆世新建岩石地层单位:塔克台组

西准噶尔塔克台高原周围一套碎屑岩地层曾被划为下石炭统和布克河组(洪古勒楞组的晚出异名),但其岩性组合、沉积环境与化石面貌均与和布克河组或洪古勒楞组的定义不符,也难以归纳到区域上其他已知地层单元中,故以此建立一个新的岩石地层单位:塔克台组,并分为上、下2段:下段为火山碎屑岩夹火山岩,上段为正常碎屑岩、火山碎屑岩、钙质碎屑岩夹少量灰岩、火山岩和薄煤层.该组与下伏文洛克统沙尔布尔组呈角度不整合接触,上未见顶,多门类动植物化石的发现限定了该组的时代为晚泥盆世,形成于水体逐渐变浅的滨、浅海至沼泽环境.塔克台组与邻区同期的朱鲁木特组、洪古勒楞组为同时异相关系,晚泥盆世研究区海水从西向东侵入并退出是造成这种同时异相关系的主要原因.      

西准噶尔俄姆哈剖面泥盆纪-石炭纪之交介形类的发现及其意义

为进一步丰富新疆西准噶尔地区泥盆纪-石炭纪(D-C)之交古生物地层资料,为研究区泥盆和石炭系划分、古环境重建提供新的证据,经野外采样、室内处理等工作,首次报道了西准噶尔俄姆哈地区D-C之交介形类9属12种(包括1新种):Cavellina sublatiovata, C.cf.obesa, C.sp., Glyptopleura sp., Healdianella renalata, H.sp., Bairdiocypris vafra, Bairdia sp., Rectobairdia sp., Fabalicypris sp., Youngiella calvata, Coelonella xizhunensis sp.nov..根据介形类生物地层,并参照共生的其他门类化石,认为西准噶尔俄姆哈剖面至少在第3层就进入了早石炭世,进一步证明了洪古勒楞组的时代应该是晚泥盆世-早石炭世.介形类的古生态研究表明,西准噶尔俄姆哈地区是火山岛弧区在火山间歇期的近岸浅水沉积环境.      

旋回地层学：地层学解读时间的第三里程碑

围绕对地质时间的认识,地层学取得了从岩石地层学、生物地层学和旋回地层学3次里程碑性的重大进展.以生物地层学为基础并与放射性同位素定年技术相结合建立的、以百万年为计时单位的地质年代表既创造了地层学的辉煌,也在一定程度上降低了地质学对精确数字定年的不懈追求和为人类社会服务的功能.本文以时间为线索,简要回顾了地层学解读时间的漫长过程,阐述了旋回地层学概念的起源、形成和发展,以及旋回地层学与层序地层学在科学目标、研究内容和研究方法上的异同.以广西晚泥盆世弗拉期-法门期之交海相碳酸盐地层为例,从理论与实践的结合上剖析了旋回地层学的研究方法以及在岩石地层学和生物地层学基础上构建高分辨率,并能与人类社会时间接轨的地质时间坐标的广阔前景和科学意义.     

新疆西准噶尔洪古勒楞组与泥盆系- 石炭系界线新知

通过对西准噶尔地区洪古勒楞组多条剖面的综合研究,提出洪古勒楞组与上覆黑山头组以钙质碎屑岩的消失、暗色细火山碎屑岩的出现为界,其顶界为一套近岸浅水沉积的碎屑岩（含舌形贝的钙质粉砂岩、凝灰质砂岩、细砾岩或含介壳的砂砾岩）,称之为“杨庄砂岩”,该界线在多条剖面上易于识别和对比。在洪古勒楞组上部和黑山头组下部发现三叶虫9属（亚属）14种： Omegops sp. , Pudoproetus sp. , Linguaphillipsia ? sp. , Belgibole sp. , B. abruptirhachis,Philliboloides sp. , Winterbergia（W . ）sp. , W. （Eowinterbergia ）? sp. , Weberiphillipsia sp. , Conophillipsia sp. 1 ,C . sp. 2, C . ? sp. 3, C. ? paucicostata,C. ? morganensis 。根据三叶虫生物地层学研究,认为西准噶尔地区存在泥盆系 石炭系界线,界线位置在 Omegops 的消失层位和 Belgibole Conophillipsia 组合带的首现层位之间,该界线与洪古勒楞组和黑山头组之间的界线基本一致。洪古勒楞组顶部的“杨庄砂岩”是泥盆纪末期海平面下降事件在西准噶尔火山岛弧背景下的沉积产物,也是泥盆纪 石炭纪之交Hangenberg事件在西准噶尔地区的体现。     

菌藻类繁盛:晚泥盆世大灭绝的疑凶?

广西桂林杨堤剖面的地球化学数据显示晚泥盆世弗拉期末—法门期海平面波折上升、水体从富氧变为贫氧,同时无机、有机碳同位素(δ13Ccarb和δ13Ckerogen)分别从 0.43(‰V-PDB)→ 3.54(‰V-PDB)和-29.38(‰V-PDB)→-24.14(‰V-PDB),可以与北美、欧洲等地进行对比.通过对海平面变化、缺氧程度分析,并结合岩石薄片,我们认为这种快速正向波动是由以菌藻类生物为主要生产者的海洋生产力迅速增加引起的.镜下观察发现,F-F大灭绝中菌藻类不但未受影响反而更加繁盛.与之相对应,对营养盐P及菌藻类生长刺激元素Fe、Zn的研究也发现在晚弗拉期出现几次含量突增.更值得注意的是其来源主要由陆地输入,这就印证了晚泥盆世陆生植物大规模繁盛使得生物化学风化盛行,导致地表径流向陆表海输送的营养物质增加改变了海洋化学环境,富营养化的海水使菌藻类繁盛并造成其他生物灭绝的假说.     

北戴河红色风化壳地球化学特征及气候环境意义

风化壳地球化学特征具有环境指示意义。用X射线荧光光谱法(XRF)和X射线衍射法(XRD)分别测试了秦皇岛北戴河燕山大学北侧红色风化壳(简称燕大风化壳)主量元素和粘粒粘土矿物。结果表明:除Ca外,Si、Al、Fe、Na、K的含量在风化壳上均有不同程度的波动,其中Si、Na、K波动轨迹基本一致,Al、Fe则与其相反,相关性分析显示SiO2与Al2O3、TFe、Fe2O3,Al2O3与TFe、Fe2O3,Na2O与CaO具有较好相关性;粘土矿物组合为1·4nm过渡矿物(25%~45%)+伊利石(10%~20%)+伊蒙混层矿物(20%~35%)+高岭石(15%~30%),矿物演化系列是长石、黑云母→(蛭石→1·4nm过渡矿物)→(伊利石)→高岭石。与粘土矿物以1∶1型高岭石为主的富铝化南方红色风化壳相比,燕大风化壳Si淋失度,Fe、Al富集度,矿物演化程度都较低,属硅铝化风化壳。燕大风化壳是上新世暖温带到北亚热带过渡型气候的风化产物,与现代秦皇岛暖温带半湿润型气候不同,这反映第四纪以来该区气候干旱因子增多。CIA、S/A等指示的风化强度异常表明,燕大风化壳形成后至少遭受过两次构造抬升,为剥蚀型风化壳,反映该区新构造运动间歇式上升的特点。     

石内真菌: 恐龙大绝灭的可能杀手

湖北省丹江口市温家坪剖面晚白垩世晚期胡岗组上部紫红色砂质泥岩中含丰富的恐龙蛋壳碎片. 运用环境扫描电子显微镜, 在保存良好的恐龙蛋壳柱状层中发现了大量的石内真 菌. 这些石内真菌以不同的角度钻掘寄主, 并有选择地富集在恐龙蛋壳柱状层差的生物结晶带内. 单个石内真菌呈针状、带状、丝状, 长5~18 μm, 基部宽0.3~0.5 μm, 不分叉. 石内真菌与寄主有相同的石化特征、脆性断口、质地和主要化学成分. 石内真菌的主要成分为氧、碳和钙, 次要成分为钠、钾、氯和硫. 认为石内真菌入侵恐龙蛋的时间发生在恐龙蛋形成后和石化作用前, 白垩纪末期石内真菌入侵恐龙蛋, 致使其不能正常孵化和夭折可能是导致恐龙大绝灭的直接原因.