内蒙古高特格含上新世哺乳动物化石地层的磁性年代学研究

内蒙古中部地区高特格产出的哺乳动物化石的组合代表了该地区新近纪哺乳动物群序列中最年轻的成员，在研究蒙古高原动物群的演化与生态环境变化上有着重要意义，为此笔者等开展了对含化石地层剖面的岩石磁学和磁性地层研究。研究发现，这套地层主要携磁矿物为磁铁矿和矫顽力谱较宽的针铁矿。由于岩石的磁化强度很低，难以直接获得特征分量，然而通过低温分量的重磁化大圆弧分析，可以得到样品特征剩磁的磁极性，从而建立了该剖面的磁极性地层柱。在27．65m厚的剖面上，共获得四个正、反极性带：：N1-R1-N2-R2，R1对应于C3n．lr，N2对应于C3n．1n。高特格动物群出露在C3n．1n-C3n．1r之间，绝对年龄在4．180～4．480Ma之间，含化石层（22．65m厚）平均沉积速率为65．2m／Ma。据此推断出采样剖面的年代在4．072-4．496Ma之间。     

始新统-渐新统界线全球变冷事件在柴达木盆地中的记录

以高分辨率磁性地层学为基础,精确地厘定了柴达木盆地西北缘红三旱剖面上、下干柴沟组沉积地层的时代、沉积速率,揭示出36Ma前后柴达木盆地经历了一次短暂的构造活动引起的沉积速率增大,与60～40Ma期间印度板块与欧亚大陆碰撞造成阿尔金断裂再次强烈活化,促使柴达木盆地西北缘山脉形成紧密相关。综合分析沉积物的岩相学、砂岩成分、稳定同位素等与始新统—渐新统界线全球变冷事件的相关性,表明该地区的沉积物记录了始新统—渐新统界线全球变冷事件。     

青藏高原北部柴达木块体晚二叠世古地磁结果及其构造意义

通过对柴达木地块天峻县组合玛地区晚二叠世13个采点的系统古地磁测定,揭示了一组高温特征剩磁分量.实验结果表明,采样剖面获得的晚二叠世古地磁结果具有正、反极性,其特征剩磁方向为:Dg=333.7°,Ig=37.3°,Kg=35.4,N=9,α95 =8.8;Ds=333.9°,Is=41.7°,Ks=69.9,α95 =6.2°,相对应的古地磁极位置为:64.0°N,342.4°E,A95=5.9°,古纬度为24.0°N.这一高温分量通过了倒转检验,我们认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区晚二叠世时期的原生特征剩磁.通过对比塔里木地块晚石炭-晚二叠世古地磁结果,发现两块体在晚石炭世存在明显的古纬度差(16.6±9.3°),而在晚二叠世其古纬度差(3.5±5.4°)在古地磁误差范围内并没有明显差别,从构造意义上说,说明柴达木地块在晚二叠世已是塔里木地块的一部分,结合地质资料,认为柴达木地块在晚二叠世时古地理位置处于塔里木地块的南缘或西南缘,这表明柴达木/塔里木地块间的古阿尔金断裂的形成时代不可能早于晚石炭世时,很可能形成于晚二叠世以后.     

早更新世以来青藏高原隆升作用在塔里木盆地腹地的响应

自约55Ma印度-欧亚板块碰撞,青藏高原经历持续挤压,发生多次阶段性隆升作用.晚新生代以来强烈隆升作用不仅造就了青藏高原北部强烈的构造变形效应,还引起了大规模的干旱化.位于塔里木盆地腹地(N38° 40.911′,E80°18.484′)的玛扎塔格褶断带东西向延伸约300km,南缘发育出露连续、完全的早更新世地层,岩性主要以灰黄色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主,含有薄层粗砂岩及砾岩.本文延展了原来研究剖面,共采集古地磁样品90块共9个采点.系统热退磁结果揭示出了正反极性,高分辨率的磁性地层学及野外磁化率研究确定研究剖面时代约为2.2～0.1Ma,对玛扎塔格整个剖面地层的年龄控制提供了限定.利用MS2磁化率仪对野外剖面现场测量,采集209米695点数据.通过与深海氧同位素比对分析,说明磁化率结果不仅较好揭示了全球气候变化,还精确记录了约1.8Ma、1.2Ma、0.9Ma、0.65Ma等多期构造活动,并且直接证明年龄约0.05Ma的地层发生了较强构造变形.青藏高原早更新世以来隆升过程具有脉冲特征,约0.9Ma的强烈隆升使主体达到冰冻圈,起到的屏障效应使塔里木盆地开始较快速干旱化,同时为黄土高原提供了更多风尘物质和增强了对粉尘的搬运能力,导致巨厚的粗粒上砂岩层L9形成.     

塔里木盆地古董山火山岩地球化学特征及可能的时代

前人原将塔里木盆地中部古董山地区划为二叠纪的地层中夹有4层火山岩,但对该处火山岩至今没有详细的地球化学和同位素年代学研究。笔者经过详细的野外考察和室内的实验测试,揭示了古董山火山岩的野外特征、地球化学特征和K-Ar定年及锆石SHRIMP U–Pb定年数据,并对古董山火山岩可能的时代和形成时的构造环境进行了讨论。认为在塔里木盆地古董山地区白垩纪发生过多次岩浆活动事件,锆石SHRIMP U–Pb定年记录的最新岩浆活动是在晚白垩世,而且可能还有更新的岩浆活动,古董山火山岩的时代可能要重新考虑,或许应为白垩纪。地球化学特征显示古董山火山岩显著富集TiO2,并且FeO+Fe2O3、P2O5含量较高,Al2O3、MgO、CaO含量较低,主量、微量元素特征均反映出古董山火山岩为典型的板内玄武岩,形成于板内拉张环境。     

汶川地震主滑移带（PSZ）：映秀—北川断裂带内的斜切逆冲断裂

2008年5月12日在青藏高原东缘龙门山地区发生了毁灭性的汶川地震(Ms 8.0),并沿映秀—北川断裂和灌县—安县断裂分别产生约270 km和80 km长、并具不同运动性质的地表破裂带。大地震后的断裂带科学钻探是研究地震机制的有效方法,为更好地了解汶川地震过程中的断裂机制、岩石的物理、化学变化和特征,2008年11月4日(汶川地震后的178 d)快速实施了汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD),该项目在这两条断裂带的上盘布置深浅不一的五口群钻(500～3000 m深)。笔者以汶川科钻一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过对岩心的岩石学研究和构造分析,识别出映秀—北川断裂带中的不同断裂岩分布和组合,以及确定了汶川地震主滑移带位置,为进一步研究汶川地震断裂机制提供了基础。     

汶川地震(Ms 8.0)地表破裂过程探讨

汶川地震(Ms8.0)形成了具逆冲兼右旋走滑性质的映秀-北川破裂带、纯逆冲性质的灌县-安县破裂带以及它们之间具左旋走滑-逆冲性质的小鱼洞破裂带,成为世界上迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型地震地表破裂带.其地表破裂过程对理解发震机理具有重要的科学意义.文章根据地表破裂带的不同运动特性以及分段性,并结合不同地段同震断层擦痕行迹,探讨汶川地震地表破裂过程.通过详细分析,认为沿地表破裂带出现南北两个大的滑移量峰值,以及南北两段破裂带的几何分布和运动特性均不同,表明汶川地震是由南北两个次级破裂事件组成,这个结论与地震波数据反演结果一致,并根据八角庙和北川地区同震断层擦痕的运动学对比研究,推测汶川地震初期破裂以逆冲运动为主,沿映秀断裂和灌县-安县断裂,同时形成约100-80kin长近纯逆冲性质的映秀-清平段地表破裂带和灌县-安县地表破裂带,并且在这两条破裂带向NE方向扩展过程中形成了小鱼洞地表破裂带.由于南部初期破裂事件触发了北川断裂的活动,造成后期破裂事件的发生.后期破裂事件以右旋走滑(或右旋斜冲)运动为主,沿映秀-北川断裂形成龙池-深溪沟-八角庙-清平-擂鼓-北川-南坝-石坎等一线破裂带,该破裂带在映秀断裂带上叠加了第一次破裂事件形成的部分破裂带,整体地表破裂带南段(映秀-清平段)叠加了两次不同性质的破裂过程,北段(擂鼓-北川-南坝-石坎段)只反映了第一二次破裂事件的过程.所以,汶川地震地表破裂带中约270km长的映秀-北川破裂带具有逆冲兼右旋走滑性质,而约80km长的灌县-安县破裂带为纯逆冲性质.地震破裂过程是一动态复杂的物理过程,上述地表破裂模型可以解释两条不同性质破裂带的形成.但是否符合实际的地震破裂过程,还需要通过近台网地震波数据精细反演地震震源破裂过程的验证.     

阿尔金断裂走滑作用对青藏高原东北缘山脉形成的古地磁证据

通过对青藏高原北部阿尔金断裂东缘早白垩世-第三纪红层与玄武岩38个采点的系统古地磁测定,获得了研究区早白垩世-第三纪高温特征剩磁分量。结果表明,昌马乡早白垩世红层与玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=32.8°,Is=59.4°,κs=36.2,α95=8.1°)和北大窖早白垩世玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=335.4°,Is=55.1°,κs=34,α95=9.6°)均通过了褶皱检验,可能代表岩石形成时的原生剩磁。旱峡地区早白垩世地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=26.1°,Is=49.5°,κs=28.6,α95=7.3°)和红柳峡早第三纪地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=355.4°,Is=48.3°,κs=135.8,α95=7.9°),这两组高温特征剩磁方向在地理坐标下均远离现代地磁场方向,且具有正、反双极性特征,说明其也可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向。结合已有阿尔金断裂及周边早白垩世-第三纪古地磁结果,提出柴达木块体在新生代印度/欧亚大陆碰撞挤压下并没有发生明显的整体顺时针旋转作用,青藏高原东北地区的块体旋转作用是阿尔金断裂左旋走滑作用在青藏高原东北缘转换的重要表现形式。     

南极新生代海陆格局变迁对全球气候变化的影响

南极大陆记录了新生代以来地质演化中多次重大地质事件,包括大陆生长、裂解和离散、全球冷却和大陆尺度南极冰盖的发展等。尽管非常重要,但至今关于南极大陆新生代地质演化仍有诸多争论。文章主要针对塔斯曼通道和德雷克海峡贯通过程,系统总结并分析了南极洲、南美洲和澳大利亚的构造、岩浆和沉积演化历史。始新世晚期至渐新世早期开始发育的南极环极洋流（ACC）受德雷克海峡和塔斯曼通道扩张程度的控制。综合分析和对比研究表明,~34 Ma全球气候从"暖室"到"冷室"的转变与ACC开始的时间一致,表明构造通道的打开控制了ACC的发育,进而对全球气候产生了重要影响。最后,简要总结了南极作为一个完整的地球系统,其新生代地质演化如何控制海陆格局的变迁,并提出未来研究需要解决的关键问题。      

辽西含鸟化石层同位素年龄讨论——来自磁性地层的证据

通过对辽西及邻区白垩纪不同剖面的磁性地层资料的综合分析,对比国际中生代地磁极性年表,指出义县组含鸟化石层的地质时代至少应老于M13正极性时(129.6Ma)所对应的地质年代,介于131.71～142.27Ma之间。综合研究表明,Swisher等通过沉凝灰岩中透长石Ar-Ar法测定的义县组含鸟化石层的同位素年龄(124.6±0.2)Ma值得商榷。