碎屑锆石U-Pb年代学在地学应用中的现状

锆石U-Pb年代学作为地学研究中一种有效的定年方法,通过半个世纪的发展,已经形成了完善的理论体系和实验方法。随着其测试效率和精度不断提高,成本逐渐降低,其研究也朝更广的邻域延伸,近年来碎屑锆石U-Pb年代学在地学中得到了广泛的应用。本文重点介绍碎屑锆石U-Pb年代学在最大沉积年龄分析、物源分析、构造演化分析三方面的应用和扩展,以及碎屑锆石研究中需要注意的再循环锆石、锆石Pb丢失、锆石的滞后时间、锆石生产力差异以及分析结果存在误差导致的年龄偏差的问题。     

沉积相变迁对内陆湖泊沉积易溶盐作为古环境指标的影响--以西宁盆地为例

获取合适的气候变化代用指标,检验其在更长时间尺度内应用的有效性对于利用我国西部内陆湖盆沉积反映新生代以来大陆气候变化具有重要意义。易溶盐含量作为一种反映环境变化的代用指标,在沉积相稳定的内陆湖泊沉积物研究中已获得广泛应用。对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,其适用性需要进行考虑。本文对西宁盆地谢家剖面的一套年代为始新世到中新世的内陆湖相泥岩/石膏沉积进行研究发现,石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO2-₄和Sr2+的高值和低值变化。石膏层广泛分布的剖面下部 Ca2+、SO2-₄和Sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低,而石膏层逐渐消失的剖面上部Ca2+、SO2-₄和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl-含量略有升高。沉积相分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层和红色泥岩层交替到上部以红色泥岩层为主的岩相变化反映了区域范围上的干旱化进程。谢家剖面易溶盐含量强烈受控于上述沉积相变迁所决定的岩性变化,并清晰揭示出发生在约33 Ma的巨大干旱化事件。因此对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,易溶盐含量分析不但要考虑内陆湖泊浓缩演化过程中溶解度控制的碳酸盐-硫酸盐-卤化物相继发生的沉淀序列,还需考虑易溶盐在不同沉积相中的赋存迁移规律以及研究时段内的溶质补给类型是否存在差异。     

不同实验条件对早新生代沉积物有机碳同位素的影响

利用沉积物中有机质碳同位素相对丰度变化重建古环境、古植被已成为有效的方法和手段, 然而由于实验方法、所用仪器及测试环境不同, 使有机碳同位素测量结果与真实值之间存在较大偏差。对于年代较老地层的样品来说, 影响其有机质碳同位素的因素更为复杂, 而实验条件的研究相对较少, 从而限制了有机碳同位素在老地层中的应用。为此, 我们以早新生代沉积物为对象, 针对实验材料、不同仪器和实验温度等可能影响实验结果的因素进行了系统的对比实验分析。结果表明: (1)PC离心管在低温环境下对样品δ¹³C值无影响, 与利用玻璃烧杯的结果没有差别。(2)EA-IRMS在线技术整体比MAT-252离线技术δ¹³C值高2‰~4‰, 氧化温度和仪器测试环境的不同是导致偏差的关键。(3)对于老地层样品来说, 850℃的氧化温度不能使其完全氧化, 平行样品结果的重现性较差, 说明样品氧化没有达到稳定状态, 随着氧化温度的升高, δ¹³C值有偏正的趋势; 1020℃能使其完全氧化, 平行样品测试结果重现性较好, 达到稳定状态。(4)含石膏样品进行测试时, 应注意及时去除石膏加热时产生的水汽, 以减少水汽的不利影响。     

青藏高原东北部西宁盆地晚渐新世-早中新世沉积物岩石磁学特征及其古环境意义

文章通过对西宁盆地谢家剖面上部(620~819m)厚度190m,有精确年代控制且无明显相变的晚渐新世-早中新世的湖相沉积物样品的磁化率系统测量,建立了该区晚渐新世-早中新世高分辨率的磁化率变化序列,揭示高、低频磁化率在约25Ma和21Ma存在两次明显的台阶式长期增大趋势,并在约23.8Ma,21.6Ma和19.8Ma叠加短期峰值,在时间上可能分别对应全球此时的长期变冷趋势及全球性Mi-1.1事件、Mi-1a事件和Mi-1aa事件短暂快速变冷事件,而频率磁化率记录几乎没有变化。代表性样品的系列岩石磁学分析,揭示出沉积物的载磁矿物主要为假单畴(PSD)的磁铁矿,同时可能还存在赤铁矿和针铁矿;磁化率增大主要由假单畴磁铁矿的含量增多引起,而不是通常情况下的成壤作用形成的超顺磁颗粒的增多引起,推测青藏高原东北部隆升导致的侵蚀增强,或干旱化,或两者兼并,可能是导致西宁盆地上述磁化率增强的原因。     

敦煌鸣沙“共鸣箱”成因类型

关于鸣沙表面结构及发声机制方面的研究已取得一定的成果,鸣沙发声主要与自然沙粒表面的多孔（坑）结构构成的共鸣腔有关,其共鸣机制与亥姆霍兹共鸣腔相似。通过分析敦煌鸣沙所处的自然环境以及扫描电镜下沙粒表面形态结构等,对鸣沙共鸣腔的成因类型展开了全面的探讨。结果表明：敦煌鸣沙所处的独特的自然环境是鸣沙鸣响的天然共鸣箱,主要受地形的影响;鸣沙沙粒表面广泛分布有多孔状的物理结构,且其表面形态多样,这种形态多样的多孔状结构可构成鸣沙鸣响的自身共鸣腔,主要受化学作用、物理机械作用以及二者叠加作用的影响。     

细粒沉积物(岩)中重矿物提取方法的改进

随着近百年的重矿物研究,从沉积物中提取重矿物的实验方法已经形成了固定模式,然而这些传统方法都是对砂岩粗
颗粒矿物研究经验的积累,并不适用于泥质含量高的细粒沉积物。根据溶胶稳定(DLVO)理论,悬浮于溶液中的微细颗粒会因分
子间作用力的相互吸引絮凝成团,从而影响细粒沉积物中重矿物提取的效果。实验研究证明,影响重矿物提取的主要因素是微细
矿物颗粒间的絮凝作用,而并非有机重液的黏度。如何克服微粒间的絮凝作用是提取泥岩和粉砂岩中重矿物的关键。实验对比
分析表明,添加分散剂的超声波振动和自然沉降法可以在克服絮凝作用的前提下有效去除泥质成分,同时对粉砂级矿物进行精确
的粒径分选;离心分离同样也可以克服微粒间的絮凝作用,在重液分离过程中使重矿物顺利从轻矿物中分离。以上3种方法的联
合使用可以弥补传统的重矿物提取方法的不足,并显著提高泥岩、粉砂岩中重矿物的提取率。      

临夏盆地新生代沉积物粒度记录与亚洲内陆干旱化

临夏盆地毛沟剖面高分辨率粒度记录研究表明,29-7.4Ma间,临夏盆地的古气候一直保持相对稳定,而其中短暂的沉积相的改变是盆地对该期间青藏高原构造隆升事件的响应;从7.4Ma开始,流域外的风尘物质开始逐步被带人盆地,并经过了6.4Ma和5.3Ma的两次加速过程,揭示了我国西北内陆干旱气候可能从7.4Ma左右开始,且在6.4Ma和5.3Ma左右经过两次加强.通过与青藏高原构造隆升事件记录和全球气候记录对比。揭示高原在9-7Ma开始的逐步隆升和期后的阶段性加速隆升以及同期开始的全球变冷,尤其北极冰盖的形成和扩张可能是亚洲内陆干旱化的重要驱动机制.     

青藏高原东北缘西秦岭新生代抬升-天水盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

天水盆地位于青藏高原东北缘六盘山与西秦岭二重要构造带交汇处,该盆地充填较完整晚新生代沉积序列记录着该区构造变形历史,因此对该盆地沉积记录的研究对探讨青藏高原东北缘晚新生代构造活动事件具有重要的意义。通过对天水盆地晚新生代砂岩和含砾砂岩地层中碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学研究,推断23.7Ma左右天水盆地北部沉积物源区西秦岭发生了一次与青藏高原隆升有关的构造—热事件,该事件可能导致天水盆地的形成,并开始接受新近系冲积相沉积。约14.1Ma左右天水盆地物源区再次发生构造活动,使西秦岭剥露速率加快和盆地进一步拗陷广泛接受河湖相沉积。通过对剥蚀速率的估算,得出天水盆地沉积记录的23.7Ma和14.1Ma西秦岭北部快速抬升事件的平均剥蚀速率分别达0.34mm/a和1.05mm/a。      

青藏高原天水盆地中新世沉积物碳氧同位素对古气候演化的指示

青藏高原东北缘天水盆地位于东部季风区、西北干旱区及青藏高原区三大自然带的交汇地带,对气候变化十分敏感.根据该区下山剖面中新世沉积物碳氧同位素组成及TOC含量变化特征,揭示该区中新世气候演化经历了5个阶段:17.02～12.26 Ma时期降水较多,气候相当暖湿;12.26～10.92 Ma时期气候相对冷湿;10.92～8...     

羌塘盆地磁倾角浅化校正及其在构造上的应用——中侏罗纪以来约1 000 km的南北向缩短

古地磁磁倾角是古纬度的记录者,能真实反映块体在地质时期的古纬度,对块体构造活动有着很好的揭示作用。但最近众多的研究表明,沉积物所记录的磁倾角结果,往往存在浅化现象。因此,如何精确确定古地磁磁倾角方向,是研究块体南北向构造活动的关键。本文围绕古地磁研究相对薄弱的青藏高原腹地羌塘块体,针对雁石坪地区侏罗纪沉积地层开展了精细的古地磁研究,确定了雁石坪群沉积岩地层中灰岩和碎屑岩的剩磁方向(碎屑岩雀莫错组D_s=339.0°,I_s=24.4°,α₉₅=18.3°,灰岩布曲组D_s=336.9°,I_s=30.9°,α₉₅=7.8°),通过运用"E/I"统计方法对所获得的古地磁结果进行校正,发现雁石坪地区侏罗纪沉积岩由同沉积期间或沉积后的压实作用所造成的磁倾角浅化约5.7°～8.5°。该结果表明,羌塘块体在中侏罗世雀莫错组和布曲组期间存在约278 km北向漂移。校正后的古地磁结果,与同期的相邻块体塔里木极对比,揭示出磁倾角具有额外10.9°～14.6° 的浅化,可能指示了自中侏罗世以来,羌塘块体相对塔里木块体有约1 000 km的北向漂移和缩短。