甘肃西峰6.2～2.4MaB.P.红粘土中孢粉记录及古植被演化

通过对甘肃西峰赵家川6.2～2.4MaB.P.红粘土地层的孢粉学研究,建立了3个孢粉组合带。孢粉组合特征显示该区在此阶段总体为干旱的草原环境,6.2～5.8MaB.P.为灌丛草原;5.8～4.2MaB.P.是稀疏森林草原,植被由大量中生性草本植物和少量喜湿性的乔木植物组成,反映当时气候相对湿润;4.2～2.4MaB.P.植被中旱生植物藜科和麻黄明显增多,反映典型草原-荒漠草原。分析认为研究区自6.2MaB.P.干旱草原环境的格局就已经形成。红粘土中孢粉记录的植被演化信息与青藏高原隆升有时代上的耦合性,也与北极冰盖的起源和演化历史有着密切的联系。     

甘肃西峰红粘土~4.5Ma孢粉记录的植被转变及其与青藏高原隆升的关系

甘肃西峰红粘土剖面蕴涵了大量古环境和古气候变化信息,是重建黄土高原生态环境和气候演化的重要地质记录。通过对红粘土地层孢粉学研究,发现孢粉组合特征在~4.5Ma发生了明显转变,乔木植物花粉明显减少,草本植物花粉大量增加,尤其是藜科花粉百分含量显著增加,麻黄出现频率明显增高;孢粉类型C/A(Chenopodiaceae/Artemisia)和B/A(Betula/Artemisia)的比值发生显著变化,反映研究区从~4.5Ma开始植被类型由稀疏森林草原逐步转变为典型草原,甚至荒漠草原,揭示了亚洲内陆生态环境的一次显著变干事件。这一信息与前人研究红粘土中其他替代性指标指示的气候变干过程具有很好的一致性。孢粉组合中藜科植物含量在此时迅速递增,反映黄土高原气候的季节性反差明显加强。青藏高原在~4.5Ma发生的隆升可能是导致这次亚洲内陆干旱化的主要驱动因素,高原对暖湿气流的屏障和加强季节性反差可能是导致干旱化的重要途径。     

甘肃西峰红粘土地层中蜗牛化石记录的古气候变化周期

米兰科维奇理论从地球轨道要素周期性变化驱动气候波动的角度出发,对第四纪时期古气候的周期性特征做出了成功的解释。近年来对更长尺度的贝加尔湖古气候记录的研究结果表明,晚中新世-上新世的气候变化具有40ka的周期性变化,气候环境演变和太阳辐射量的变化密切相关^[1,2]。古气候的周期性演化研究要求研究材料具有较准确的时间标尺、连续记录的地层和较高的样品分辨率。中国黄土高原地处中纬度地区,对太阳辐射的变化比较敏感,保存连续完整的晚第三纪风成沉积为研究长尺度的气候变化周期提供了可能,但限于一些气候代用指标在晚第三纪地层中的适用性,古气候变化周期方面的研究还比较少。蜗牛对气候的变化非常敏感,蜗牛化石是风成沉     

末次盛冰期黄土高原蜗牛化石记录的气候快速变化及其影响机制

本文通过对渭南黄土剖面末次盛冰期地层较高分辨率的蜗牛化石记录研究，发现这一时期特征蜗牛种类峰值的演替反映了古气候的演化过程和温，湿度的组合关系。气候变化显示出百年-千年尺度波动的特征，温度的变化明显地要早于湿度（降水）的变化1000-2000a，表现为变冷-冷湿-冷干-温干-温湿的气候过程，研究认为造成这一气候特点的原因是东亚冬，夏季风共同作用的结果，可喜温湿蜗牛种类的研究，揭示出东亚夏季风在这一时期至少能够持续地影响到黄土高原的东南部地区，这个时期冬季风强化的结果之一是影响了夏季风在这一地区滞留的时间，加大了季节性的差异，分析表明尽管夏季风在这一地区滞留的时间缩短，但维持了它固有的强度，提供了适量的水热条件供喜温湿蜗牛种类在这一寒冷阶段持续地生长和发育。     

鄂尔多斯盆地南缘晚奥陶世钾质斑脱岩——SHRIMP测年及其成因环境

鄂尔多斯盆地南缘上奥陶统金粟山组以深水碳酸盐岩沉积为特征,含多层桔黄色凝灰质粘土岩。矿物和化学成分分析表明,其主要由伊利石和伊蒙混层粘土矿物组成,含少量石英、长石和锆石等中酸性岩浆矿物,富K2O,属钾质斑脱岩;微量元素分析显示本区斑脱岩的源岩为中酸性岩浆成因,源于同碰撞火山弧构造环境。应用SHRIMP技术对其中的锆石进行了U-Pb测年,取得了(451.5±4.9)～(452.1±5.1)Ma、(457.5±5.1)Ma和(465.8±8.3)Ma 3组谐合年龄,前两者分别与欧美广布的Millbrig-Kinnekulle和Deicke斑脱岩同时,但15种化学组分的多元统计分析显示,金粟山组的斑脱岩与欧美同期著名的斑脱岩可能并不同源。形成本区斑脱岩的火山凝灰质可能源自沿商丹洋盆北缘展布的火山弧喷发,而鄂尔多斯盆地南缘晚奥陶世发生的强烈沉降和沉积转换可能与北秦岭弧后盆地的拉伸与扩张密切相关。     

黄土高原西部秦安新近纪风尘堆积的蜗牛化石证据

对黄土高原西部秦安地区晚新近纪甘肃群中的一套黄土-古土壤序列以20cm间距采集的310个蜗牛化石样品进行了系统的研究。结果表明,黄土层与古土壤层中的蜗牛化石全部为陆生种类,以Gastrocopta,Pupilla,Vallonia,Metodontia,Cathaica和Punctum等占优势,与黄土高原第四纪黄土-古土壤序列中蜗牛化石的种属组成基本一致,这表明研究剖面是一套陆生成因的地层,与黄土高原第四纪黄土-古土壤序列有着相似的沉积环境。上述结果为提取古环境信息从生物学角度提供了证据。     

华北中元古代陆表海氧化还原条件

文石海底沉淀是地球早期大气高CO2浓度、海洋贫氧条件下,CaCO3过饱和而直接沉淀于海底所形成的自生碳酸盐,可反映古海洋贫氧状态.对华北中元古界雾迷山组(ca 1.50～1.45 Ga)碳酸盐岩的研究发现:潮下带下部黑色纹层石由针状文石假晶等厚层与微生物席层交互堆叠而成;潮下带中部凝块石白云岩(A单元)主要由针状文石假...     

黄土高原35万年来冬、夏季风变化周期的差异——陆生蜗牛化石的证据

针对我国北方风积黄土广泛分布、不同地点黄土-古土壤序列可准确对比和黄土沉积剩磁稳定等特征,通过对不同地壳块体上相同层位的黄土样品沉积剩磁方向的测定,进一步探讨了应用"虚磁极法"研究鄂尔多斯块体与相邻块体的相对运动的可能性.初步的研究结果显示:该方法有可能应用于块体相对运动的定量研究,并初步得到,在第四纪时期鄂尔多斯块体相对于邻近块体作逆时针转动,自2.5Ma B.P.以来相对秦岭块体的转动约为31.5°±11.4°,自1.17Ma B.P.以来相对西宁块体的转动约为29.8°±14.7°,自0.46Ma B.P.以来相对太行山块体的转动约为8.2°±5.8°,相对于西宁块体的转动约为10.5°±6.4°.本文还根据这些块体间相对转动的角度初步估算了鄂尔多斯块体与相邻块体之间的活动断裂带不同时期的水平位移总量.     

华北地台串岭沟组砂脉中自生碳酸盐沉淀和自生黄铁矿——中元古代甲烷厌氧氧化的沉积证据

华北中元古界串岭沟组暗色页岩中普遍发育的砂脉构造被解释为气体逃逸形成的沉积构造。在砂脉和相邻围岩中发现有自生碳酸盐沉淀和自生黄铁矿。自生碳酸盐主要由白云石组成,表现为微晶质条带或隐晶质斑块状胶结物。微晶白云石条带多出现在有机质纹层密集发育的部位,沿微生物膜两侧发育;而隐晶质斑块多以胶结物形式充填粒间孔隙或沿砂脉外缘密集产出。围岩中共生草莓状黄铁矿,砂脉中有具环带黄铁矿。这种特殊的矿物组构以及富有机质沉积和丰富的微生物成因构造(MISS)均表明串岭沟组形成于缺氧环境。层面发育的气泡构造为砂脉的气体逃逸成因提供了支持,而自生碳酸盐和黄铁矿则是沉积浅层硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)甲烷厌氧氧化(AOM)和细菌硫酸盐还原(BSR)的产物;气体源于有机质的厌氧分解和甲烷菌活动。砂脉中发现有疑似微生物化石,围岩含古菌和硫细菌生物标志物,表明有发生AOM和BSR作用的条件。串岭沟组砂脉中识别的自生碳酸盐沉淀及其AOM成因对进一步认识中元古代古海洋与古气候条件具有重要意义。由于海洋的低硫酸盐浓度,SMTZ带很浅,海底沉积层的甲烷仅少量被AOM消耗;而大量甲烷进入大气必然导致中元古代强烈的温室气候效应。