哈尔滨荒山岩芯重矿物特征对松花江第四纪水系演化的指示

松花江水系演化研究对于理解该区域的构造-气候-地貌演化具有重要意义,但其研究相对较为薄弱,特别是对于第四纪松花江中上游流向是否存在反转,一直存在争论,也没有确切的证据。河流沉积物是河流地质过程的产物,是研究水系演化的重要地质档案。对哈尔滨荒山岩芯(深度101.11 m,底界年龄1.68~1.70 Ma)沉积物进行了古地磁、磁化率和重矿物分析,结果表明:岩芯62.3 m(0.94 Ma)深度的上、下地层的磁化率和重矿物特征存在明显不同。62.3 m以下地层的磁化率极低(甚至为0),且重矿物特征和依兰方向的河流相近;而62.3 m以上地层的磁化率突然增大,并呈现出周期性的高低变化,重矿物特征与松原方向的现代河流相似。磁化率和重矿物组合特征反映的沉积物物源变化指示了松花江中上游水系的反转。早更新世早期,松花江肇源-依兰段的水流从依兰方向向西注入松嫩湖盆;早更新世中晚期,佳依分水岭不断抬升,三江平原和松嫩平原不断下降,导致分水岭两侧河流溯源侵蚀加剧;在0.94 Ma B.P.,佳依分水岭被切穿,松花江水流发生反转,自西向东流经佳依峡谷进入三江平原。     

哈尔滨地区罗家窝棚组地层的沉积学、矿物学及地球化学特征:对沉积环境的指示

罗家窝棚组是哈尔滨地区的第四纪下限地层,其岩性是紫红色砂砾石,被认为是冰碛物堆积。早期的区测资料对其进行了岩性描述,对于其它地层属性,特别是地球化学属性的认识尚未涉及。为此,本文选择黑龙江五常拉林镇罗家窝棚村层型剖面作为研究对象,首次对其沉积学、矿物学、元素地球化学展开综合研究,以揭示其沉积过程和沉积环境。结果表明,这套砾石分选和磨圆较差,风化程度很高,无定向性排列,砾石成分以陆源碎屑岩(砂岩和粉砂岩,44.2%)和花岗岩(37.4%)为主,其次为凝灰岩(11.2%),石英质、闪长岩、流纹岩和玄武岩等少量出现。重矿物组成以赤/褐铁矿占绝对优势(87.5%),其次是白钛石(5.0%),其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,罗家窝棚组中的细颗粒碎屑以及泥质基质经历了很强的化学风化过程,是初次循环的结果。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了这些碎屑主要来源于长英质母岩,但中性和铁镁质母岩也有少量贡献。综合沉积学、矿物学和地球化学地层属性,本文认为罗家窝棚组地层是在炎热气候条件下的洪积物堆积,而非寒冷气候条件下的冰碛物。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世构造—地貌—气候—水系演化等地质事件的重建具有重要意义。     

松花江早更新世水系演化:来自TIMA矿物和地球化学的证据

水系演化研究是揭示流域地貌—构造—气候演化之间相互作用的重要途径。松花江水系演化研究目前还相对薄弱,尤其是第四纪松花江中上游是否发生流向反转存在争议。自动定量矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)在源区识别和古地理重建方面有极大的应用潜力。为此,本文利用TIMA技术对位于松花江T2阶地的哈尔滨荒山岩心沉积物进行重矿物及全岩矿物地球化学组成分析。结果表明,以深度62.3 m为界,岩心上、下地层沉积物的重矿物(例如,锆石、磷灰石、金红石、榍石、石榴石、钛铁矿、铁磁矿物和硅铁矿)及全岩矿物地球化学组成均存在明显差异。62.3 m以上地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+榍石+铁磁矿物,硅铁锂钠石在上段地层中出现,全岩矿物地球化学元素较为稳定,波动幅度较小;62.3 m以下地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+钛铁矿+榍石,方解石、铬铁矿、蛇纹石、黄铁矿和磁黄铁矿仅在下段地层中出现,全岩矿物地球化学元素波动幅度较大。TIMA重矿物和全岩矿物地球化学组成反映了岩心沉积物的物源发生明显变化,进而指示了松花江的水系演化。结合在依兰发现的河湖相地层,我们提出了松花江水系演化的新模式。早更新世时期,佳依(佳木斯—依兰)分水岭将松嫩水系和三江平原水系分隔开,作为松花江上游的牡丹江向东流经依兰—通河—哈尔滨,最终注入松嫩古湖。在0.94 Ma B. P.之后,松辽分水岭局部隆升,古松花江发生反转,从西向东流至通河—依兰地区形成古大湖。湖泊水位不断升高致使湖水溢流切穿佳依分水岭,形成现代松花江水系的基本格局。这挑战了以前的向源侵蚀导致佳依分水岭被切穿的水系演化模式。     

塔里木盆地西北缘库孜贡苏剖面晚白垩世-早中新世沉积物岩石磁学研究

对塔里木盆地西北缘库孜贡苏剖面晚白垩世-早中新世沉积物进行了热退磁及岩石磁学研究,结果表明岩石热退磁及岩石磁学特征随沉积环境可分为三种类型:潮下、台地边缘浅滩相岩石主要磁性矿物为磁铁矿及少量针铁矿、磁赤铁矿,磁性矿物含量较少、颗粒较小（假单畴）,其天然剩磁强度较小,一般小于1×10-2 A/m,在250℃~500℃能获得稳定特征剩磁方向,特征剩磁由磁铁矿携带;潮间、潮上带岩石主要磁性矿物为磁铁矿,〖JP2〗并含有少量磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿,磁性矿物颗粒为假单畴和多畴,天然剩磁强度一般在1×10-2 ~1 A/m之间,在250℃~580℃能获得稳定特征剩磁方向,特征剩磁由磁铁矿携带;河湖相岩石主要磁性矿物为磁铁矿、赤铁矿,并含有少量磁赤铁矿、针铁矿,磁性矿物含量较多、颗粒较小（假单畴）,天然剩磁强度一般在1×10-1 A/m以上,多数样品特征剩磁由赤铁矿携带,少数由磁铁矿与赤铁矿共同携带。岩石磁学研究对于在沉积环境复杂剖面进行古地磁研究具有重要的意义。     

临夏盆地黑林顶剖面沉积物在8.6 Ma前后岩石磁学特征及其意义

通过对临夏盆地黑林顶剖面晚新生代沉积物的岩石磁学研究, 揭示在11.8~8.6 Ma 磁化率波动较小, 基本保持相对稳定的低值(0.58~6.9/10-8 m3kg-1); 从8.6 Ma 开始受软磁性矿物控制明显持续增加(0.75~10.6/10-8 m3kg-1)。通过沉积物磁学性质与环境变化之间的模式分析, 结合盆地周围构造条件研究, 认为物源的变化可能是造成黑林顶剖面磁化率增强的主要原因。     

柴达木盆地西部地区新生代演化特征与青藏高原隆升

通过对柴达木盆地西部地区(柴西地区)地震剖面构造沉积相演化的分析, 结合基底岩性及区域构造运动历史, 重建了柴西地区新生代构造沉积动态演化框架。柴西地区新生代以来一直处在印欧板块碰撞所引起的青藏高原阶段性隆升的挤压构造背景下, 经历了两大构造变形期: 第一变形期主要发育在古近纪, 变形高峰在下干柴沟组上段, 第二变形期发育在新近纪-第四纪, 变形强度日益加剧。剖面沉积相的变化体现柴西地区经历了水进-静水沉降-水退的过程, 平面沉积相演变是沉积中心受构造运动控制的直接结果; 受构造演化控制柴西地区以Ⅺ号(油狮断裂)和油北断裂为分界线, 由南至北地表形态表现为3种不同样式: 柴西南区断裂发育,柴西中部为英雄岭新生造山带,柴西北区主要发育冲断褶皱。柴西地区构造沉积演化特征是对青藏高原阶隆升的响应, 同时记录了青藏高原向北间歇性蔓延生长的过程。     

大兴安岭东麓龙江县白土山组地层特征:化学风化、沉积循环、源-汇体系和沉积环境

白土山组地层是大兴安岭东麓地区第四纪下限,早期仅对地层的岩性特征进行了调查,缺乏对地层全面属性的认识,并且对其成因和沉积环境仍存在较大争议.本文选择大兴安岭东麓龙江县白土山组标准剖面为研究对象,选取200块砾石进行沉积学观察,实验进行重矿物鉴定和地球化学分析(常量、微量和稀土元素),确定白土山组沉积物的化学风化特征、物...     

松嫩沙地地球化学特征及其对风尘物质贡献的指示

中国北部沙漠-沙地作为亚洲风尘系统的重要组成部分，是亚洲重要的粉尘源区。对松嫩沙地和欧亚黄土带最东端黄土沉积的源-汇系统进行研究，有利于了解松嫩平原冰期-间冰期大气环流模式与粉尘传输路径之间的关系，并为区域生态环境和沙尘天气治理提供科学依据。本研究采集了松嫩沙地全范围的47件样品（<63μm）进行元素地球化学分析（常量元素、微量元素和稀土元素），建立了完整的松嫩沙地地球化学数据库，并通过主成分分析和频率模型进行物源定量重建，结合物源判别图解探讨松嫩沙地对下风向区域风尘物质的贡献度。结果表明：松嫩沙地处于化学风化初级阶段，沉积物的成熟度较低，由大多数初次循环和少数再循环沉积混合组成。定量重建结果将松嫩沙地划分为西北部、西南-W部、西南-E部3个分区，对哈尔滨黄土的贡献度依次为西南-E部（即松花江水系沉积物）40.5%～66.3%、西南-W部24.9%～48.9%、西北部1.9%～13.2%。物源判别图解表明哈尔滨黄土与现代尘暴粉尘有相似的源区，揭示了松嫩平原冰期-间冰期粉尘传输路径一直以西南方向为主，与冰期以西北风为主导的环流模式存在差异。哈尔滨西北方向粉尘源区（松嫩沙地西北部和呼...     

东北沙地重矿物组成及其对物源的指示

了解中国东北沙地的重矿物组成并探讨其在亚洲风尘系统研究中的作用具有重要意义。目前较少甚至缺乏的重矿物数据，这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为分析东北沙地的重矿物组成并探究其在东北风尘系统研究中的作用，分别从浑善达克沙地（OD）、科尔沁沙地（HQ）、呼伦贝尔沙地（HL）和松嫩沙地（SN）采集了34个风成沙和河流沙样品并进行了分粒级处理（<63μm及63～125μm）。同时，从哈尔滨荒山黄土剖面采集了4个末次冰期黄土样品（<63μm），利用Frequentist模型对哈尔滨黄土物源进行了定量重建。通过范围检验、非参数Kruskal-Wallis H检验和逐步判别函数分析（DFA），选择了7种重矿物及特征指数（蓝晶石、锐钛矿、石榴子石、辉石、钛铁矿（磁性）、稳定系数W、GZi指数）作为最佳复合指标进行定量重建。结果表明，钛铁矿（磁性）为浑善达克沙地的特征矿物，磁铁矿为科尔沁沙地的特征矿物，氧化铁矿物（赤铁矿、褐铁矿）为呼伦贝尔沙地的特征矿物，氧化铁矿物（磁性）、绿帘石、角闪石和石榴子石为松嫩沙地的优势矿物；不同粒度组分的重矿物含量存在明显差异，极稳定矿物优先富集于细颗粒。哈尔...