大数据驱动下的数字古地理重建：现状与展望

古地理学是一门强数据依赖性学科,古地理重建作为古地理学的核心任务之一,着眼于研究地质历史时期地球表面的地理、生物、气候面貌及其演化规律。随着大数据时代的来临,海量古地理数据的不断积累和计算机技术的高速发展使得标准化、智能化的数字古地理重建成为可能。文章通过介绍国内外与古地理相关的代表数据库及团队,总结其优缺点,提出大数据驱动下的数字古地理重建核心思路:(1)建立标准化的古地理学知识体系;(2)建立开放互动、动态更新的古地理数据库,并利用机器阅读技术等拓展数据来源;(3)建立标准化的古地理学数据质量控制体系;(4)利用机器学习技术建立各类型古地理重建模型,深度挖掘数据;(5)以可实时更新的智能数字地图集或多维动画形式输出成果。     

A General Linear Wave Theory for Water Waves Propagating over Uneven Porous Bottoms

Starting from the widespread phenomena of porous bottoms in the near shore region, considering fully the diversity of bottom topography and wave number variation, and including the effect of evanescent modes, a general linear wave theory for water waves propagating over uneven porous bottoms in the near shore region is established by use of Green‘s scond identity. This theory can be reduced to a number of the most typical mild-slope equations curreutly in use and provide a reliable research basis for follow-up development of nonlinear water wave theory involving porous bottoms.     

在沿岸流作用下的线性短峰波解析解

由于目前三维短峰波的研究甚少涉及普遍的波-流相互作用机制,为此,针对波浪倾斜入射岸堤、反射、并伴随强烈沿岸流作用的典型近海波况,构造出有限水深短峰波一般线性系统,并得到其一般解析解和特定的深水、浅水波解析解。从而,进一步完善了现有的线性水波理论体系,为非线性短峰波理论在波-流相互作用领域里的探讨提供了一个可靠基础。     

水城-紫云-南丹裂陷盆地晚古生代硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

水城-紫云-南丹裂陷盆地位于右江盆地北缘,晚古生代该盆地内广泛分布包括硅质岩在内的碳酸盐岩台盆相沉积,其沉积组合及地球化学特征不同于大陆架型以及增生杂岩中硅质岩。对盆地内硅质沉积物的地球化学特征研究表明,南丹上泥盆统榴江组底部和河池中下二叠统四大寨组硅质沉积物多为基性火山喷发相关的火山热液成因,其具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值,紫云中下二叠统四大寨组硅质沉积物的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值分别为0.62±0.16和11.70±4.30,为含有火山碎屑的非热液成因,其他硅质沉积物多为正常海相沉积。晚泥盆世—早石炭世盆地内硅质沉积物多与泥岩和灰岩共生,硅质沉积物常具有中等Ce负异常(多在0.60～0.85之间)以及较高的Y/Ho值(多在30～45之间),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较低的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的3倍以下)。而伴随着盆地的裂陷和扩张,到早中二叠世,盆地内硅质沉积物多与深灰色厚层灰岩共生,硅质沉积物常具有明显的Ce负异常(0.06～0.61)以及与开阔洋盆海水相似的Y/Ho值(40～92),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较高的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的2倍以上)。     

晚古生代—中三叠世右江盆地的格局和转换

晚古生代—中三叠世右江盆地是在夷平的南华加里东造山带基础上再生裂陷的大陆边缘盆地,该盆地的形成与金沙江—哀牢山古特提斯洋盆关系密切,是一个具有台地与台间海槽相间结构的大陆边缘裂谷盆地。右江盆地自早泥盆世埃姆斯晚期开始裂陷,到石炭纪盆地与越北地块之间出现一个与古特提斯洋相关的局限小洋盆或深海盆。至二叠纪,该洋盆开始向西南俯冲于越北地块之下,形成活动大陆边缘。早三叠世晚期以后,随着该洋盆的闭合和碰撞造山,在凭祥、那坡等地出现同碰撞型的火山活动,右江盆地也于中三叠世转变为以复理石为特征的前陆盆地。因此右江盆地经历了裂谷盆地(早泥盆世晚期—晚泥盆世)、被动大陆边缘(早石炭世—早三叠世)、前陆盆地(中三叠世)的构造演化阶段。     

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩成因及其地质意义

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩位于茅口组顶部王坡层黏土岩之上,其成因可能对认识峨眉山大火成岩省火山活动时限具有重要意义。对朝天剖面吴家坪组2个凝灰岩样品进行全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,探讨凝灰岩的成因,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。结果表明:广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩主要由黏土矿物组成,锆石U-Pb年龄为(260.1±2.8)Ma,并具有较高的Al2O3/TiO2值(分别为37.90和31.49)、明显的Eu负异常(Eu/Eu*值分别为0.13和0.06)及缺失Nb、Ta负异常;凝灰岩样品中,锆石具有较高的εHf(t)值(7.8~11.4)和较低的Th/Nb值(5.4~14.9),与宾川剖面峨眉山火山序列酸性熔结凝灰岩及上寺剖面上二叠统下部凝灰岩基本一致,而明显不同于清音阁王坡层黏土岩锆石εHf(t)值和Th/Nb值。综上所述,四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关,且峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到晚二叠世早期。     

东昆仑造山带索拉沟地区三叠纪赞岐质闪长岩的成因机制及其对古特提斯造山作用的启示

具有特殊成因机制的赞岐岩是探究深部岩浆动力学过程与区域构造演化的重要岩石探针之一.以东昆仑索拉沟地区赞岐质闪长岩为研究对象,开展系统的岩石学、年代学、元素地球化学和Lu-Hf同位素分析,厘定其岩石成因,揭示其对古特提斯造山作用的启示.锆石U-Pb年代学分析表明,索拉沟闪长岩形成于中三叠世（~243 Ma）.岩石具有较低含量的SiO₂（50.26%~57.40%）,较高的全碱成分（Na₂O+K₂O=3.5%~6.3%）、MgO（6.0%~7.1%）和Mg#值（50.1~60.9）,属于高镁钙碱性准铝质岩石.索拉沟闪长岩具有较高的Sr（622×10-6~1 041×10-6）、Cr（30×10-6~161×10-6）和Ni（19×10-6~79×10-6）以及中等的Y（7.6×10-6~24.3×10-6）和Yb（0.62~1.87）含量,与典型的高镁安山质赞歧岩成分类似.岩石富集轻稀土和大离子亲石元素（如Rb、K和Pb）,亏损高场强元素（如Ta、Nb和Zr）,具有弧岩浆岩的化学属性.Lu-Hf同位素研究揭示,索拉沟闪长岩起源于富集岩石圈地幔（ε_Hf（t）=-2.4~-0.4,T_DM=0.89~0.99 Ga）.岩石成因分析表明,东昆仑索拉沟中三叠世赞岐质高镁闪长岩形成于陆缘弧背景,岩浆起源于富集岩石圈地幔,且岩浆经历了以角闪石和黑云母为主的分离结晶作用.中三叠世是东昆仑造山带古特提斯洋壳俯冲和地体碰撞的构造转换阶段,索拉沟赞岐质高镁闪长岩可能是俯冲作用结束时板片断离的岩浆响应.      

伊犁盆地南缘中下侏罗统碎屑岩地球化学特征及对物源制约

对可地浸砂岩铀矿找矿和评价而言,明确赋铀砂体的物源是关键。伊犁盆地南缘中下侏罗统为重要砂岩型铀矿赋矿层位。来自盆地南缘坎乡苏阿苏沟中下侏罗统剖面碎屑岩岩石学及地球化学特征分析,对该套碎屑岩物源区特征及构造环境进行研究。下侏罗统八道湾组以杂色砾岩、含砾粗砂岩为主,颗粒具有较差的分选性和磨圆度。砾岩中可见块状层理,正粒序层理,砂岩中可见大型板状层理,砂岩主要为岩屑砂岩,岩屑成分主要为硅质岩屑和流纹岩岩屑;下侏罗统三工河组以细砂岩,粉砂岩,泥岩为主,细粉砂岩中可见沙纹层理,泥岩中可见到水平层理;中侏罗统西山窑组主要发育含砾粗砂岩-砂岩-泥岩组合,砂岩中发育大型槽状层理,平行层理,泥岩可见水平层理;来自该剖面19件样品的地球化学测试数据显示,该套碎屑岩具有较高的SiO_2(53.01%~85.52%,平均值为71.22%)和Al_2O_3(7.45~23.83%,平均值为13.96%),低TFe_2O_3+MgO(0.95~10.77%,平均值为3.64%)和TiO_2(0.20~1.32%,平均值为0.74%),其微量元素和稀土元素组成与上地壳相似,轻稀土富集,重稀土较平坦,铕亏损较明显。微量元素和稀土元素特征显示其物源来源于上地壳长英质岩石,母岩沉积构造背景为与大陆岛弧相关沉积盆地。结合前人资料,认为伊犁盆地南缘中下侏罗统物源可能来源于石炭系大陆岛弧环境下形成的岩石。     

北祁连民乐二道沟口中—下泥盆统老君山组砂岩化学组分特征及其地质意义

祁连山泥盆系包括中—下泥盆统老君山组和上泥盆统沙流水组。老君山组广泛分布在古祁连山的山前和山间盆地,主要为冲积扇粗碎屑沉积。碎屑岩中的碎屑组分和地球化学特征直接反映物源区和沉积盆地的构造环境。民乐二道沟口老君山组的碎屑岩化学组分特征指标为：K2O/Na2O值为0.13～8.13,Al2O3/ SiO2值为0.15～0.28,LREE/HREE值为3.49～8.71,Eu/Eu*值为0.63～0.91,(Gd/Yb)N值为1.13～1.56,化学蚀变常数(CIA)为50～87。各项化学参数分布范围较广泛,结合多种物源判别图分析可以知道：该套碎屑物质主要来自南侧造山带并接受了盆地北侧的大陆区碎屑来源,具有前陆盆地的二元物源特征;早—中泥盆世北祁连处于前陆盆地晚期磨拉石阶段。