湖南黔阳镁铁-超镁铁质岩Sm-Nd年龄测定

本文首次报导湘西黔阳一怀化地区隘口岩体全岩Sm-Nd等时年龄为890±104Ma,钕同位素初始比值为ε_Nd(T)=+1.63±1.90。样品的岩矿地球化学体系表明,岩体源自略亏损的地幔原区,并非为典型的反映大洋成因的蛇绿岩套,而更可能是晚元古宙江南碰撞造山带中段的一个组成部分,如弧后盆地开张初期产物。这一推论对研究华南地区构造演化史有重要指示意义。     

179～129 ka B.P.时段千年尺度气候事件的湖北神农架石笋记录

根据湖北神农架1支石笋(SB11)13个230Th年龄和638个δ18O数据,重建了179～129 ka B.P.时段连续的高分辨率东亚夏季风历史.轨道尺度上石笋δ18O曲线呈现2个岁差旋回,指示东亚夏季风强弱变化受北半球夏季日辐射能量变化驱动.一系列千年尺度季风事件叠加于轨道尺度季风气候旋回上,与已有的东亚季风事件、北大西洋冰漂碎屑事件及地中海降温事件具有比较相似的变化规律,进一步证明了倒数第二次冰期千年尺度气候事件在北半球具有普遍性.山宝洞石笋记录与葫芦洞石笋记录的对比结果表明,最后两个冰期旋回千年尺度事件发生频率及变化幅度非常相似,有力地支持了千年尺度气候事件的冰量驱动模式.     

公元8世纪以来贵州荔波石笋高分辨率的气候变化记录

通过中国贵州荔波龙泉洞L1及L2两根石笋19件ICPMS230 Th测年和459件氧稳定同位素分析, L1时限范围为918-1910aA. D. , L2为724-1888aA. D. ;稳定同位素样品的平均分辨率分别为6. 6a和3. 6a。两根石笋δ18O记录取得了平行一致的结果,石笋记录可分为3个气候期,即: 中世纪冷期(公元8世纪- 995aA.D. ) ,石笋δ18O总的偏重,变化幅度较小,最轻为- 8. 84‰ ,最重为- 6. 72‰ ,平均值为- 7. 76‰ ;中世纪暖期( 995- 1340a A. D. ) ,石笋记录为两峰夹一谷, 200年级的一个半旋回,δ18O最轻为- 9. 47‰ ,最重为- 6. 58‰ ,平均值为- 7. 94‰ ;小冰期( 1340- 1880aA. D. ) ,石笋记录为四谷三峰相间交替,即季风表现出由弱到强的200年级3个半旋回,δ18O最轻为- 9. 50‰ ,最重为- 6. 07‰ ,平均值与中世纪暖期基本一致,为- 7. 92‰ ,但变化幅度要大一些,特别是弱季风期要偏重一些。L1及L2两石笋δ18O记录可以很好地和中国中东部物候记录对比。在总体变化格局上也可以和格陵兰冰芯记录进行对比。石笋记录也可以与宇宙核素产率及太阳耀斑记录进行对比,小冰期中石笋δ18O记录的4个低谷期(弱季风期) ,正好与宇宙核素产率及太阳耀斑曲线的低谷区相对应,并分别可以和太阳黑子1810年达尔顿极小值、1645- 1715年蒙德极小值1420- 1530年的斯波瑞尔极小值、1280- 1440年的沃尔夫极小值一一对应。太阳黑子的变化,直接改变地球接受太阳辐射能量的变化,说明低纬度地区短尺度季风气候直接响应于太阳辐射能量的变化。      

过去25万年黔桂地区千年尺度东亚季风气候的变化

对取自中国黔桂地区广西桂林水南洞、贵州都匀七星洞及荔波董歌洞的7根大型石笋,进行了系统的120件TIM S-U系测年及1295件稳定同位素分析,揭示的气候变化记录时限范围为25万年前至今,氧同位素样品平均分辨率为150～300a。研究表明,相当于海洋记录冰期旋回Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 终止点的石笋氧同位素跃变事件,其年龄值分别为11. 3 kaB. P. , 129. 3中kaB. P.及242. 5 kaB. P. 。相当于海洋同位素阶段MI S1～ M IS7各阶段界线的年代及其延续时间,通过石笋记录也得到了准确的界定,此外还揭示出了25万年来东亚季风气候的波动过程和变化规律。黔桂地区25万年来的气候在千年尺度上与深海氧同位素记录的可比性,及与N65°夏季太阳幅射能量变化的一致性,显示了亚洲古季风的气候变化规律,同样受轨道参数变化周期以及全球冰量变化所驱动。      

轨道尺度的亚洲夏季风演变:“困惑”与探索

亚洲夏季风影响着亚洲大陆数十亿人口.半个世纪以来,亚洲夏季风研究取得了许多重要成就,但一些科学问题依然有待深入探索.这其中包括轨道时间尺度的两个难题:(1)中国黄土的磁化率序列显示亚洲夏季风变化以冰期-间冰期~100kyr周期为主,而中国石笋氧同位素(δ18O)序列则以~20kyr岁差周期为主,两者主导周期的差异成为了悬而未决的"中国的100kyr周期问题";(2)亚洲大陆石笋δ18O序列与许多海洋沉积记录在岁差波段上的显著相位差异,是争议已久的"海-陆岁差相位的困惑".应当如何解答这些难题呢?首先,伴随着轨道尺度数值模拟的不断发展,岁差波段上降水量和风场变化在亚洲夏季风广大区域中的不均匀性及其区域模态差异逐渐明朗,不同气候记录的分歧在很大程度上可能只是这种降水和风场空间不均一性的体现.其次,不同记录载体有其固有的优势和局限,而此间差异则部分反映了这些局限性.总体而言,亚洲夏季风的黄土、海洋和石笋记录之间并不存在相互否定的关系,而是具有互补性;它们各自刻画了亚洲夏季风动力学系统的不同方面.因此,从整体季风系统的视角审视这些记录,能够基本解释亚洲季风的"中国的100kyr周期问题"和"海-陆岁差相位的困惑"这两个科学难题.     

贵州荔波1.5万年以来石笋高分辨率古气候环境记录

通过对董哥洞石笋进行高精度的 TIMS- U系测年和 C、O同位素分析,建立了贵州省荔波地区 15 470 a以来高分辨率的古气候变化时间序列.研究结果表明,荔波地区 15 470 a以来石笋记录的冷暖事件所反映出的古季风变化,大致可分为 4个气候变化阶段 : (1) 15 470～ 11 350 a期间的晚更新世晚期-- Heinrich (H1)事件和新仙女木 (YD)事件期间,反映本阶段东亚冬季风强盛, 气温降低, 有效大气降水相对减少, 表现为干旱寒冷的气候环境; (2) 11 350～ 9 190 a期间的早全新世--干热期,反映东亚夏季风相对增强,气温升高,有效降水相对较少,表现为干热的气候环境; (3) 9 190～ 3 320 a期间的中全新世--稳定的气候适宜期,反映东亚夏季风相对强盛,气温升高,有效降水相对较大,表现为温暖湿润的气候环境; (4) 3 320～ 130 a期间的晚全新世降温期,反映本阶段东亚夏季风明显减弱,东亚冬季风相对增强,有效降水相对增大,而气候变化的波动频率却在增加 ,越至现代冷温变化时间渐趋缩短.石笋的 C、O同位素记录所揭示的末次冰期最后的 2次冷事件,其冷谷年龄分别为: (15 440± 130) a(H1事件 )和 (11 910± 70) a(YD事件),同时,还确定了终止点Ⅰ的界线年龄为 (11 350± 70) a,并证实了末次冰期在中国南方东亚季风气候区也存在有与北大西洋 H1事件和 YD事件相对应的冷事件.荔波地区的古季风环流变化,反映了东亚夏季风由弱-变强-再逐渐变弱的趋势,有效大气降水由少-增多-变少-再增多,气温由低-变高-再次变低的变化趋势,显示了与北极地区存在着古气候的遥相关关系.     

山东省中部上寒武统碳酸盐风暴沉积的综合模式

我国的碳酸盐风暴岩丰富多样,但前人对不同环境风暴岩的沉积作用、沉积序列和沉积模式的总结还不够完善.山东省中部上寒武统炒米店组碳酸盐风暴岩发育频繁,分布广,提供了全面分析风暴沉积作用的理想场所.基于该区详实的露头观察,可识别出冲刷面、渠模、丘状交错层理等典型的风暴沉积构造,以及砾屑灰岩、递变层理含砾砂屑灰岩-砂屑灰岩、纹层状粉-砂屑灰岩等风暴岩类型.根据砾屑颜色、磨圆度、排列方式、支撑结构、充填物等岩石学特征,研究区首要发育的砾屑灰岩可被细分为紧密堆积棱角状砾屑灰岩、基质支撑砾屑灰岩、砂屑支撑砾屑灰岩、水平-叠瓦状砾屑灰岩和放射状排列砾屑灰岩5种岩相类型,其分别归属于台前缓坡带原地-近源堆积、碎屑流、高密度-低密度浊流、风暴砾滩和风暴涡流沉积.对台前缓坡、台地边缘和开阔台地等不同环境的风暴沉积序列进行了归纳,建立了缓坡型碳酸盐台地风暴沉积的综合模式,并指出研究区频繁的风暴作用与全球气候变暖、海平面上升以及地震活动存在密切联系.研究表明较多台地边缘发育的大型渠模构造,其充填砾屑呈放射状排列,指示了渠模的风暴涡流成因      

南京三台溶洞地貌形成与长江古水面关系初探

据洞穴分布位置与形态分析,南京幕府山临长江一侧水平发育的三大溶洞(头台洞、二台洞和三台洞)及附近不同高程洞穴均为短浅的袋状脚洞,系由长江侧蚀山壁而形成,不具排水功能.同时于山壁发现大量不同于基岩的钙板-角砾混杂堆积,由此推测长江在南京幕府山一段活动历史久远,相应有不同时代的洞穴发育:老一代洞穴是具有排水功能的地下管道,但已经崩塌并为大量钙板充填;而崩塌角砾和钙板组成的混杂岩在一些地貌部位构成了新一代洞穴的围岩.对钙板做铀系定年确认,已消亡洞穴的年代至少老于40～50万年;高位脚洞很可能也老于这个年代,而低位脚洞经长江水流长期侵蚀改造直至最近历史时期.     

桂林水南洞1号石笋的沉积年代学研究

通过综合研究广西桂林盘龙洞1、2号、响水岩1号石笋,年龄分别为3万a,＞35万a,5．6万a;贵州荔波董歌洞3、4号、衙门洞1号石笋,年龄分别为16．3万～9．1万a,15．5万a,5．3万～0．7万a;都匀七星洞14、16号石笋,年龄分别为6．4万～1．9万,18．9万～14．9万a;湘西莲花洞1、5号石笋,年龄分别为6万～21a,8万～6万a。这些1．2～4 m高的巨型石笋,沉积旋回、纹(微)层、层面构造等特征,都很有典型性和代表性。根据石笋的宏观、微观沉积特征和系统测年,拟逐步取代测年精度不高的现行第四纪地质年表。笔者以水南洞1号石笋11个沉积旋回及其相关沉积特征为基础,采用TIMS-U系方法测年,精度高,作为桂林地区距今25万～15万a的地质年表。居于第四纪下限趋向＞250万a,建议以20万前后作为第四纪晚更新世与中更新世的断代分界,该分界处于石笋第3次沉积间断,期间形成厚达3 mm的风化壳,上下物质结构构造有显著差异。11个沉积旋回中,凡寒冷期沉积的碳和氧同位素都偏重,极值都是转冷的跃(突)变点,或沉积间断面。11次沉积间断时间长、短差别大,其中第3次、第9次分别为2万a、2千a。这些综合地质、气候信息在1号石笋纵剖面上呈协调显示,是重建古气候环境的可信依据。     

东亚季风95～56 ka BP期间D/O事件年代的精确测定:以中国神农架山宝洞石笋为例

据中国湖北神农架山宝洞内两根石笋的 23个U/Th年龄和532δ18O测试数据,建立了末次冰期95～56 ka BP时段平均分辨率为80 a的石δ18O时间序列.该记录可与南京葫芦洞δ18O记录作良好拼接,从而完整地揭示95 ka BP以来东亚夏季风环流千年尺度气候变化特征,其变化趋势与65°N太阳辐射曲线类似.与格陵兰冰芯δ18O记录的Dansgaard/Oeschger (D/O)1-22事件对比表明,东亚夏季风千年尺度气候振荡与高北纬地区海-气快速重组存在遥相关效应.石笋记录对D/O 事件的精确标定有可能进一步校正格陵兰冰芯时标.研究时段石笋记录的D/O事件与格陵兰North GRIP和GISP2冰芯时标存在不同程度的差别,其中D/O19-20两个事件的年龄偏差远超出铀系定年误差(±0.6ka).D/O19-20晚于North GRIP时标1～2 ka,而早于GISP2时标3～4 ka.与南半球巴西石笋δ18O记录对比表明,南北半球降水的D/O事件存在反相位关系,支持千年尺度海-气耦合的跷跷板("See-saw")模式.