辽宁兴城地区前寒武纪地层序列和不整合

辽宁兴城地区位于华北克拉通中、新元古代燕山裂陷槽盆地（燕辽海盆）的东南边缘，地层序列和沉积特征与同属盆地边缘区的河北滦县、北京南口、以及太行山区等地类似。研究区新太古代花岗岩之上沉积了长城系（常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组），蓟县系（高于庄组、杨庄组、雾迷山组），以及青白口系（长龙山组、景儿峪组）。与天津蓟县中、新元古界标准剖面相比，本区地层厚度较薄、长城系碳酸盐岩较少、碎屑物粒度较粗、部分层位（铁岭组、洪水庄组、下马岭组？）缺失，几大沉积层序的底界超覆明显，体现了典型的古陆边缘特征。中元古界常州沟组至团山子组为一套局限分布的滨、浅海相海进至海退旋回沉积，常州沟组滨海相砂岩与下伏新太古代花岗岩沉积接触；大红峪组沉积时期广泛海侵，以石英砂岩和粉砂质页岩为主，下部发育复成分角砾岩和石英砂岩质砾岩，与下伏地质体有沉积接触（非整合）、角度不整合、微角度不整合、岩溶不整合等多种接触关系，说明大红峪组沉积之前发生过沉积间断和地层褶皱变形，“兴城运动”所指的不整合并非单纯的海进超覆成因；蓟县系高于庄组下部为一套海侵陆源碎屑岩序列，不整合在大红峪组和新太古代花岗岩之上，中、上部为碳酸盐岩台地沉积；蓟县系杨庄组和雾迷山组总体为碳酸盐岩，仅含少量陆源碎屑成分或薄层；新元古界青白口系长龙山组为又一套陆源碎屑岩海进序列，平行不整合在蓟县系雾迷山组或待建系下马岭组？角砾状含燧石白云质灰岩之上，指示了芹峪上升和蔚县上升影响期间的岩溶平原发育历史；寒武系昌平组角砾状白云质灰岩平行不整合在景儿峪组中、薄层白云质灰岩之上。上述不整合及地层建造特征还说明山海关古陆长期存在并对辽西南部的沉积古地理有明显影响。此外，大红峪组的沉积在区内具有承前启后的意义，自大红峪组沉积开始本区与燕辽海盆完全连通，整个盆地的演化也从强烈断陷向稳定沉降转变。     

辽宁西部兴城曹庄地区义县组岩石地层序列及锆石U-Pb年龄

辽宁西部兴城曹庄地区属于"中生代锦西—锦州—义县—阜新火山喷发带",晚中生代地处阜新—义县盆地的西南端。通过实测剖面和大比例尺调查,确认曹庄地区中生代以火山岩为主的地层可划归义县组,并进一步将其划分为3个岩性段:下段(K_1y~1)由砂砾岩和中性-中基性火山岩组成,中段(K_1y~2)由湖相沉积岩和中性火山岩组成,上段(K1y3)由中性、偏碱性火山岩组成。对尖山剖面火山岩和火山碎屑岩中的锆石采用LA-ICP-MS方法进行的U-Pb测年表明,剖面上义县组下段和中段的年龄分别为131.5±1.4 Ma和129.2±1.0 Ma,次火山状侵位于下段的粗面安山岩加权平均年龄为126.0±1.2 Ma,该结果与北部阜新—义县盆地义县组标准剖面年龄一致。依据火山-沉积序列对比关系,曹庄地区的义县组可以与标准剖面的中、下部对比,但缺失可与标准剖面义县组上部对比的层位,显示该时期火山喷发中心更靠近阜新—义县盆地。     

辽西兴城地区上古生界沉积环境识别

以粒度分析结果为依据,结合地层的序列、结构、构造及岩性等方面的特征,在辽西兴城地区的上古生界中识别出四种沉积环境,每种环境均有独特的粒度特征:①曲流河环境:所在层位为本溪组与石盒子组中下部,沉积物平均粒径多集中在3φ附近,分选度较好,频率曲线多为微正偏的正态分布,概率累积曲线存在差异,河道为典型两段式,决口扇为低悬两段式;②三角洲平原环境,所在层位为太原组与山西组,其中平原沼泽沉积物粒度较细,集中在3.2φ之间,但分支河道粒度相对较粗,与曲流河类似,三角洲平原沉积物分选好,频率曲线正偏、负偏均存在,概率累积曲线存在差异,分支河道为低悬两段式而平原沼泽则为一段式,反映垂向加积特征;③辫状河环境,对应石盒子组上部层位,沉积物平均粒度2.5φ左右,分选中等至较好,频率曲线多为微正偏态,概率累积曲线介于典型两段式与高悬两段式之间;④冲积扇环境,所在层位为蛤蟆山组,平均粒径集中在2φ左右,分选中等,频率曲线为正偏态至很正偏态,表明沉积物以粗组分为主,概率累积曲线均为高悬两段式,代表很高的水动力条件。从水动力条件及沉积环境的演化趋势来看,本地区晚石炭世至中二叠世中期处于温暖湿润的濒海盆地环境,中二叠世后期开始,随着地壳抬升,本地区不断向内陆环境变化,至晚二叠世末期,已经进入干旱炎热的内陆盆地环境。     

辽宁兴城地区大红峪组底界性质及地质意义

为进一步确定燕山裂陷槽中元古界大红峪组底界性质,笔者对位于燕山中元古代沉积盆地边缘的兴城地区进行调查研究。通过对研究区多个剖面上大红峪组底部砾岩的特征、类型及成因的初步分析,得出该组沉积之前地表经历了差异性侵蚀,造成古地形起伏较大。大红峪组底部与下伏地层的不整合包括单斜不整合和超覆不整合两种类型,其代表的"兴城运动"没有影响到更广阔的范围。根据大红峪组底界明显的沉积间断现象,笔者认为将标准剖面大红峪组底界置于"小白石英岩"之下更为合理。     

辽宁兴城夹山地区中元古界团山子组叠层石的发现及其地层学意义

辽宁省兴城市夹山地区中元古界长城系白云岩中首次发现叠层石,其产出层位为前人在这一地区划分的"常州沟组"顶部,自下而上为Stratifera sp.层叠层石(未定种),Cryptozoon sp.卷心菜叠层石(未定种),Eucapsiphora sp.叠球藻叠层石(未定种)。该组合以及邻区葫芦岛等地团山子组中的叠层石类型均属于燕山、太行地区团山子组叠层石组合带分子。上述叠层石的发现为夹山地区划分出团山子组提供了重要的生物地层学证据。根据岩石组合特征、叠层石形态垂向分布规律及其与古环境演化的关系分析,认为兴城地区团山子组沉积环境演化为海退沉积序列(浅滩到潮间、潮上带)到海侵沉积序列(潮间、潮上带到潮间、潮下带)。     

中华弓鳍鱼科的古生物地理及地层对比意义

中华弓鳍鱼科(Sinamiidae)是全骨鱼类弓鳍鱼目中已经绝灭的一个支系,目前只在亚洲东部的早白垩世陆相沉积中有发现,是热河生物群的重要成员。该科现有3属8种,分布范围最北可达中国东北最北部,最南至东南亚的泰国,向西可至甘肃省的酒泉盆地,向东可及日本中部。其中中华弓鳍鱼属Sinamia是热河脊椎动物群属级分类单元中地理分布最广阔的。中华弓鳍鱼科在多个地方性鱼群中也都有出现,这些鱼群分别为:中国华北、东北及西北部分地区的Lycoptera-Peipiaosteus鱼群(包括酒泉盆地的Jiuquanichthy鱼群),中国华南、日本、朝鲜的Mesoclupea-Paraclupea鱼群(包括日本的石?白鱼群、胁野鱼群和韩国的洛东鱼群),以及泰国东部的早白垩世鱼群。中华弓鳍鱼科的分布特征是早白垩世东亚地区自成一个古生物地理区系的证据之一,化石已知时代延限为早白垩世Barremian-Albian期,在Aptian期达到最大分布范围。广泛的分布、集中的时代延限、鲜明的鉴定特征使得此类化石非常有助于提高地层对比的精度,或者提供很好的验证。     

早白垩世热河生物群北部分布区的脊椎动物群和地层

一般认为中国北方的燕辽地区(冀北和辽西)是热河生物群起源和演化的中心, 因此中国的大兴安岭北部和俄罗斯外贝加尔地区可视为热河生物群化石分布的北部区。大兴安岭北部一个新发现的化石点产热河生物群鱼群重要分子燕鲟属和中华弓鳍鱼属, 但这一地区还未发现四足动物化石。外贝加尔地区的Krasnyi Yar和Mogoito两个化石点产较丰富的早白垩世脊椎动物化石, 层位和时代分别为Khilok组(阿普特期), Murtoi组(晚巴列姆-中阿普特期)。与热河生物群其他分布区相比, 北部区和燕辽地区的脊椎动物群组成和古环境背景更为相似。     

辽宁兴城中元古界常州沟组砂岩中微生物成因沉积构造

辽宁兴城夹山中元古界常州沟组潮间带相砂岩层面产出裂隙状构造。这些构造由0.8~3 cm长的纺锤状短裂隙和超过7 cm的长延伸裂隙组成，孤立为主，部分相连。通过与类似的层面裂隙和现代微生物席干缩裂隙的比较分析，将其解释为微生物成因沉积构造分类体系中的收缩裂隙（Shrinkage crack），并参考席裂多边形（Mat-crack polygon）的术语称其为席裂（Mat-crack）。微生物席在脱水不充分的情况下形成纺锤状席裂，脱水充分的情况下形成席裂多边形。这些构造在常州沟组的出现，表明微生物生态系统在华北克拉通中元古代海侵初期已经开始影响古海岸带的地质作用，这对于恢复燕山裂陷槽盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。     

辽西兴城地区首山南花岗伟晶岩地质特征及其地质意义

通过对辽西兴城地区首山南花岗伟晶岩进行岩相学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及岩石地球化学的研究,揭示其形成年代、与其围岩成因关系以及其形成环境。研究结果表明:花岗伟晶岩的形成时代为(2 486±8)Ma(NSWD=3.1)。锆石CL图像形态特征以及微量元素特征显示,伟晶岩锆石属于岩浆成因但受到热液改造。首山南伟晶岩同绥中花岗岩的黑云母二长花岗岩作对比,在主量元素、微量元素及稀土元素方面表现出与围岩极其相似的特征。伟晶岩样品表现出高硅(SiO_2=77.28%~77.9%)、富碱(K_2O+Na_2O=5.5%~5.69%)、过铝质(A/CNK=2.53~2.54)特征,在SiO_2-K_2O判别图解上属钾玄系列。稀土元素总量低(33.1×10~(-6)~41.01×10~(-6))。球粒陨石标准化配分模式显示出LREE相对富集,HREE相对亏损;(La/Yb)_N=16.33~32.41,平均值为24.37;δEu值为0.92~1.11,表现为无异常至轻微正异常。这些地化特征总和表明首山南伟晶岩是黑云母二长花岗岩高度演化的结果。结合前人Hf研究结果,认为伟晶岩及其母岩形成均与底板垫托作用有关。     

植被斜坡岸滩海啸波消减数值模拟研究

An explicit one-dimensional model based on the shallow water equations(SWEs) was established in this work to simulate tsunami wave propagation on a vegetated beach. This model adopted the finite-volume method(FVM)for maintaining the mass balance of these equations. The resistance force caused by vegetation was taken into account as a source term in the momentum equation. The Harten–Lax–van Leer(HLL) approximate Riemann solver was applied to evaluate the interface fluxes for tracing the wet/dry transition boundary. This proposed model was used to simulate solitary wave run-up and long-periodic wave propagation on a sloping beach. The calibration process suitably compared the calculated results with the measured data. The tsunami waves were also simulated to discuss the water depth, tsunami force, as well as the current speed in absence of and in presence of forest domain. The results indicated that forest growth at the beach reduced wave energy loss caused by tsunamis. A series of sensitivity analyses were conducted with respect to variable parameters(such as vegetation densities, wave heights, wave periods, bed resistance, and beach slopes) to identify important influences on mitigating tsunami damage on coastal forest beach.