新疆叶城晚新生代山前盆地演化与高原北缘的隆升—Ⅰ地层学与岩石学证据

叶城晚新生代山前盆地的岩性主要由中新世的细粒泥岩和砂岩（乌恰群）,上新世的砂岩夹薄层砾岩（阿图什组）及上新世－更新世的粗粒砾岩（西域组）构成。中新世的沉积以细颗粒泥砂岩为主,表明物源区较远,古流域坡度较小,搬运距离较长。古流向分析显示物源区位于南和偏南方,此时昆仑山的地势起伏尚不大。到上新世的阿图什组沉积时,开始出现砾石沉积,反映西昆仑山已经开始有规模地隆升。西域砾岩的沉积标志着作为物源区的西昆仑山民有相当的高度,随着山系的隆升,基底岩石被暴露和剥蚀。     

东亚东倾地形格局的形成与季风系统演化历史寻踪——综合大洋钻探计划683号航次建议书简介

围绕IODP 683号建议书,介绍东亚东倾地形格局与季风系统演化历史的相关研究。新生代全球宏观环境格局发生了一系列重大变化,表现为岩石圈活动强烈,板块漂移导致海陆格局和地貌格局的变化,并引发洋流和大气环流的改组,最终导致全球气候的重大变化。新生代岩石圈运动和气候变化表现最为典型的地区是亚洲,其中最具标志性和全球意义的地质事件是喜马拉雅山和青藏高原的隆升及亚洲季风系统的形成与演化。青藏高原隆升最直接的结果是亚洲地区现代地貌格局的形成,大江大河的发育,并在很大程度上影响了亚洲季风系统的形成与演化。综合大洋钻探计划683号航次建议书,计划在长江中下游盆地和东海陆架盆地实施钻探,以获得长江历史演化和东亚季风演化的地质记录,并为研究青藏高原的演化提供新的证据。     

南海的氧同位素3期

以南海北、西、南部3个沉积速率相对较高而且连续的沉积柱状样MD2904,MD2901和MD2897为基础,通过粒度、碳酸盐、有机地球化学和元素分析,并综合前人研究成果,对南海MIS3期进行探讨。结果显示,南海MIS3是末次冰期中的弱暖期,海水表层古温度比相邻的MIS2和MIS4期略高,但是明显比MIS1和MIS5期低。MIS3的最大特点就在于其气候的不稳定性,发生了多次气候快速变化事件。在格陵兰冰芯中记录的千年尺度快速气候变化事件（D/O事件和Heinrich事件）基本上在南海北、西、南部都有响应,具有与全球同步的特征。南海MIS3古生产力都显示出较高的特点,这与东亚季风有着密切的关系,北部主要受冬季风影响,西部和南部主要受夏季风影响。南海南部MIS3表现出比MIS5更高的古生产力和更强的夏季风强度,这一特点有待更进一步深入研究。     

48万年来南海及周边地区火山喷发作用的沉积学记录

通过对南海西部越南岸外MD05-2901孔的研究,建立了48万年来高分辨率的氧同位素年代地层。针对磁化率结果显示的13层厚度超过4 cm的磁化率峰值层,将其年代和菲律宾巴拉望岛岸外的MD972142孔的火山灰层进行对比,发现其中10层完全对应,证明磁化率峰值层是由火山喷发作用造成的,说明48万年来菲律宾火山带喷发的粉尘可以沉积到南海西部。磁化率峰值层样品的粒度特征明显不同,呈双峰态分布,粗颗粒组分较多,空隙率高,密度和颜色反射率较小。由此证明,磁化率和粒度分析可用于寻找肉眼不可见的火山喷发作用的沉积学记录。研究发现的受火山喷发作用影响的特殊层位,可作为地层对比的参比标志,并为追溯48万年来大气和洋流的变迁提供了参考资料。     

邙山黄土Laschamp事件的缺失及成因探讨

邙土黄土岩石磁学研究表明，其岩石磁学性质与黄土高原的黄土基本一致，而古地磁学的研究表明其中本记录“Laschamp”事件。研究发现，样品加热到300℃时的乘磁强度与其频率磁化率之间具有极好的相关性。以此为出发点，提出了邙山黄土剩余磁性的部分化学乘磁成因的认识。结合已有的研究成果，认为黄土剩余磁性由碎屑剩磁和化学剩磁叠加而成，它们对剩磁贡献的相对大小，可能决定了黄土-古土壤磁性记录受“Smoothing”效应影响的程度；而其各自贡献的大小与成壤作用密切相关，成壤作用越强，化学乘磁的贡献相对越大。解释了邙山黄土未能记录“Laschamp”事件的原因。并试图将这些认识推而广之，认为它们在黄土－古土 中可能具有普遍意义。     

南海南部50万年以来碳酸钙和有机碳记录及其揭示的东亚夏季风演化

为了解南海南部第四纪冰期旋回中表层生产力的变化与东亚夏季风的演化关系,通过对南海南部MD05-2897孔晚第四纪500ka以来碳酸钙和有机碳含量及堆积速率高分辨率的研究发现,碳酸钙含量及堆积速率表现出明显的冰期-间冰期旋回变化,而有机碳的含量及堆积速率则主要呈现频率更高的周期性变化.碳酸钙和有机碳含量及堆积速率都在间冰期时增加,冰期时降低,反映了间冰期时夏季风的增强导致上升流的加强和营养物质的增加,促使表层生产力提高.碳酸钙和有机碳含量及堆积速率具有100ka偏心率周期、40ka斜率周期、20ka岁差和10ka半岁差周期等最为丰富的频谱,显示出低纬海区对轨道周期响应的特色.碳酸钙和有机碳的堆积速率与北半球低纬夏季日射量吻合较好,说明岁差相关的北半球低纬夏季太阳辐射量的变化可能是东亚夏季风强度变化的主要控制因素,而与全球冰量相关的气候变化可能是次要因素.      

邙山黄土地层再研究

邙山黄土位于郑州西北方向约25km的黄河南岸,以赵下峪剖面最为典型。在野外地层观察的基础上,结合磁性地层、磁化率和粒度测量结果,对赵下峪剖面进行了重新划分。该剖面总厚度为172m,出露地层为全新世古土壤S0到第11层古土壤S11。磁性地层测量结果显示,B／M界限位于L8底部(149．3m深处),与黄土高原内部及南部极性转换带的位置基本一致,证明了野外地层划分结果的正确性。剖面磁化率和粒度曲线与黄土高原其他剖面的对比研究进一步证实了本次地层划分的准确性。赵下峪剖面97m以上的地层包括S2、L2、S1、L1和SO,其中97～87m之间的古土壤层为S2,而不是前人认为的S1。赵下峪剖面与黄土高原其他剖面对比还发现,邙山黄土自S2发育以来,粒度和沉积速率同时变大,是由于黄河在此时期贯通三门峡段基岩山地,古三门湖水外泄,在三门峡以东形成冲积扇和三角洲,成为邙山黄土沉积的新物源。     

塔里木盆地南缘新生代沉积:对青藏高原北缘隆升和塔克拉玛干沙漠演化的指示

塔里木盆地南缘新生代沉积地层厚达万米以上。研究的叶城和阿尔塔什两个剖面分别厚4500m和7000m,基本代表了塔里木南部的新生代沉积。叶城剖面的底界年龄根据磁性地层测定约为8Ma。阿尔塔什剖面的底界年龄根据海相碳酸盐岩87Sr/86Sr的比值与全球Sr同位素曲线对比,约为30～35Ma。从岩性地层分析,剖面的下部为中新统乌恰群,主要由泥岩和粉砂岩组成,沉积相为低能环境的辫状河和曲流河。剖面的中部是上新统阿图什组,由红色泥岩、砂岩夹薄层砾岩以及埋藏风成黄土构成,沉积环境为冲-洪积扇的中远端。剖面的上部是上新统—下更新统西域组,由中粗砾岩夹块状粉砂岩透镜体(埋藏风成黄土)组成,主要是近源洪积扇沉积和风成沉积,以上地层层序可以进行很好的区域对比。塔里木盆地南缘新生代沉积由新近纪红层向上变化为逆粒序砾岩和碎屑流沉积,记录了青藏高原北缘隆升造成的沉积环境的变化,尤其是干旱化气候的阶段性演化。在约8Ma时,叶城和阿尔塔什两个剖面都发育了风成沙丘沉积。而在阿尔塔什剖面,沙丘沉积之下还发育了一套厚层的膏盐沉积,指示了塔里木盆地南缘在此前后已经相当干旱,只是仅凭这些证据还难以判断沙漠发育的规模。而上新世—更新世阿图什组和西域组中发育的埋藏风成黄土沉积,则指示了塔克拉玛干沙漠在此时已经发育到了相当规模,极度干旱的气候条件(可能类似于现在)已经形成。     

中国河流流域化学风化和全球碳循环

通过研究中国境内九大水系中大河流域的河水、大气降水、沉积物和岩体中的化学成分并结合水文信息,对流域中的化学风化作用及其消耗大气CO<,2>的能力与机制进行了粗略的调查,探讨了不同气候、岩性、地形、植被等条件下化学风化的变化趋势,分析了控制风化反应的因素,为在我国境内进行CO<,2>捕获与封存的场地、矿物类型选择提供了参...     

南海晚第四纪陆源沉积:粒度组成、动力控制及反映的东亚季风演化

对南海北部MD05-2904孔、西部MD05-2901孔、南部MD05-2897孔的有孔虫氧同位素进行测定,建立了高分辨率的年代地层。对3个孔的陆源碎屑组分的粒度分布进行了测定和主成分因子分析,结果发现,南海北部陆坡（南部陆坡）的陆源碎屑沉积特征主要受单一的因子Fn（Fs）控制,它可以控制62%（59%）的粒度变化特征。与Fn密切相关的粒度组分为1.52～2.92μm和11.8～27.4μm,与Fs相关的粒度组分为<2.42μm和6.76～14.30μm。南海西部陆坡获得两个主控因子Fw1和Fw2,分别控制46%和32%的粒度变化特征,与Fw1相关的粒度组分为1.26～2.66μm和10.8～14.3μm,与Fw2相关的粒度组分为4.24～7.42μm和30.1～43.7μm。对敏感粒级的变化序列进行分析发现,北部的Fn与海平面升降作用紧密相关,呈现冰期/间冰期旋回尺度的周期性。而南部的Fs呈现高频的岁差周期波动,可能与夏季风演化引起的源区风化、河流搬运等的变化有关。南海西部的陆源沉积物主要来自南海的西南和北部两个地区,分别由东亚夏季风和冬季风驱动的洋流搬运,Fw1和Fw2恰恰代表了这两种动力控制。因此,Fw1和Fw2控制的粒度组成变化间接指示了东亚夏季风和冬季风的演化。研究认为,晚第四纪以来东亚夏季风受控于低纬区的夏季日射量的变化,呈现典型的岁差周期性,而冬季风主要受高纬冰盖变化驱动,呈冰期/间冰期旋回尺度的波动,这反映了东亚季风演化的双重驱动机制。