南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。     

傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法在南海定量矿物学研究中的应用:以MD01-2393孔为例

傅里叶变换红外光谱 (FTIR)方法以其测量多种矿物绝对含量的能力在古环境研究中有很大的优势 .运用FTIR方法分析了南海南部湄公河口MD0 1 - 2 393孔的矿物成分含量 ,对比运用X射线衍射 (XRD)的半定量分析方法 ,研究了青藏高原东部和湄公河盆地晚第四纪 1 90ka以来风化剥蚀演化历史 .结果显示 ,全岩高岭石 /石英和粘土粒级 ( <2 μm)高岭石 /蒙脱石比率可用作陆源区风化侵蚀的矿物学标志 .晚第四纪 190ka以来 ,青藏高原东部和湄公河盆地机械侵蚀作用在冰期比间冰期强 ,化学风化作用在间冰期比冰期强 ,揭示出亚洲季风气候驱动的风化剥蚀演化历史 .全新世期间 ,虽然全岩高岭石 /石英与粘土粒级 ( <2 μm)蒙脱石 /高岭石比率指示相同趋势的风化剥蚀作用 ,但全岩高岭石 /石英比率显示更强的机械侵蚀能力 ,这可能是受湄公河口海平面快速变化的影响     

南海南部120ka以来元素地球化学记录的东亚夏季风变迁

利用XRF岩芯元素扫描仪对南海南部MD05-2896孔岩芯样品进行1 cm间隔的元素测试。该孔底部年龄约为120ka。研究表明,南海南部间冰期夏季风活动增强,上升流发育;夏季风和降雨带来的陆源有机物输入增加,提高了表层的生产力;冰期夏季风减弱,陆源有机物输入减少,表层生产力降低。海洋表层生产力在MIS3早期(60~40 ka)较高,指示该时有特强的夏季风,上升流作用增强。Ba/Ti值表明东亚夏季风的强弱变化,并与北半球夏季日射量基本呈线性关系,体现了东亚夏季风演化的天文驱动机制。     

南海西北部过去~55 ka以来元素地球化学记录的古气候环境演变

南海西北部的西沙碳酸盐台地北坡受到陆源和海洋自生物质的供应,蕴含丰富的气候变化信息.为探究该区域的古气候环境演变历史,选取长828 cm的SS7岩心,利用AMS14C测年以及有孔虫氧同位素建立该区域的年代学框架,并进行元素地球化学分析.该岩心底部年龄为~55 ka BP,沉积物的元素主要受到陆源碎屑输入、海洋自生作用、氧化还原条件、海洋化学沉积作用等因素的控制.碎屑组分元素比值K/Rb和K/Ti能用于反映源区地表化学风化程度,进而反映源区过去55 ka的东亚夏季风的演化.区域东亚夏季风在约40 ka BP明显减弱,且对Heinrich、新仙女木等北半球快速变冷的事件有明显地响应.过去55 ka的东亚夏季风,不仅受到北半球低纬度夏季日照辐射量的控制,还受到赤道太平洋大气动力(如太平洋沃克环流)的影响.      

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。     

冲绳海槽千年来陆源物质输入历史与东亚季风变迁

为解决近1000年以来东海沿岸地区气候演化及其对南冲绳海槽陆源物质输入的影响, 对取自南冲绳海槽的MD05-2908孔上部(0~810cm) 共78份孢粉样品和199份有机碳同位素样品进行了分析.结果显示, 近1000年以来南冲绳海槽陆源物质输入存在着显著波动, 其中1100~1040aBP、960~880aBP和800~480aBP期间, 陆源物质输入比例增加; 1040~960aBP和480~230aBP期间, 陆源物质输入比例减少.将陆源物质输入指标与陕西佛爷洞δ13C含量记录对比分析, 发现陆源物质输入比例变化与季风的变化密切相关.当夏季风减弱时, 导致降雨带长时间集中在南部地区, 增强的降雨量提高了风化剥蚀以及沉积物向海洋搬运的能力, 使得陆源物质供应量增加.      

南海南部巽他陆架氧同位素3期粘土矿物记录及其古环境意义

南海南部低海平面时期巽他陆架陆源碎屑的物源区变化,对于研究海陆变迁过程古环境演化具有重要意义.选择巽他陆架外缘对海平面变化影响非常敏感的氧同位素3期岩心记录(18282-2孔),开展高分辨率陆源碎屑粘土矿物分析,以期获得海平面变化影响下的物源区演化历史.研究结果显示,在氧同位素3期44.5～36.0 cal ka BP期间,巽他陆架外缘含有较高的蒙脱石(29%～44%)与中等含量的高岭石(21%～27%)、伊利石(19%～27%)和绿泥石(14%～20%).物源区分析表明,这个时期的蒙脱石主要由苏门答腊岛和泰国中部河流提供,高岭石主要由马来半岛、苏门答腊岛和婆罗洲西部河流提供,而伊利石和绿泥石主要由湄公河提供.在此期间,海平面长时间位于-80 m以下,巽他出露陆架上发育的大型古河流(北巽他河、古昭披耶河及古湄公河)可将来自周边物源区的陆源碎屑物质直接输送到陆架外缘.研究岩心的蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值与海平面变化具有良好的对应关系:当海平面下降时,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值增大;反之亦然.这一现象表明海平面变化是影响巽他陆架外缘氧同位素3期沉积环境演化的最重要因素,即海平面升降...     

200 ka以来澳大利亚西北岸外沉积物源区风化的Mg同位素记录及其对澳洲古季风的响应

本文通过对IODP 363航次于澳大利亚西北岸外陆架上钻取的U1483站岩芯进行沉积物粒度、镁同位素以及主量元素成分等分析,重建200 ka以来帝汶海西南部沉积物输入演化及其指示的源区风化和侵蚀历史,探讨海洋沉积物中细粒硅质碎屑组分镁同位素的古环境指示意义。U1483站陆源碎屑组分主要由黏土质粉砂组成,其δ²⁶Mg变化范围超过0.25‰。通过计算化学蚀变指数(chemical index of alteration, CIA)和两种物理侵蚀指标(包括陆源物质堆积速率和Ti/Ca比值),结果显示200 ka以来δ²⁶Mg指标与CIA具有非常一致的曲线形态。本文推测陆源碎屑组分的Mg同位素组成主要反映物源区大陆硅酸盐风化强度的变化,而受矿物学分选、岩性和早期成岩作用的影响较小。结合区域古气候记录,我们发现本研究中的风化和侵蚀记录与同一个站位已发表的澳洲夏季风降水和表层海水温度变化具有较好的耦合关系,而与赤道太平洋海平面变化的相关程度较低,反映了轨道时间尺度上沉积物所记录的物源区风化和侵蚀演化主要受控于澳洲古季风系统,表现为气候驱动型风化模式。本研...     

黔西高原末次冰期晚期古植被及西南季风演变

黔西高原的长时间序列孢粉记录比较少,限制了对该地区末次冰期晚期古植被及西南季风演化过程和机制的认识。本研究通过对黔西高原一个连续的古湖泊沉积物孢粉记录的分析,并结合AMS14C测年,重建黔西高原末次冰期晚期古植被及西南季风演化。结果表明:轨道尺度上,MIS3 (氧同位素3阶段)中晚期,黔西高原主要为木本、草本植物,喜湿的针叶树种较多,西南季风较强。MIS2 (氧同位素2阶段)期间,喜湿的针叶树种减少,而草本、蕨类植物增多,指示气候冷干,西南季风减弱。千年尺度上,黔西高原西南季风响应于北大西洋冰漂碎屑事件及H3 (Heninrich 3)、H2 (Heninrich 2)和LGM (Last Glacial Maximum)事件,导致西南季风减弱,喜湿的针叶树种减少。通过对比发现,东亚夏季风和西南季风在轨道及千年尺度上协同演化,二者均响应于北半球高纬度太阳辐射变化及北大西洋冰漂碎屑事件。在19～18 cal ka BP,黔西高原经历最冷干气候,西南季风减弱,木本、草本植物近乎消失,而同期东亚夏季风增强,说明西南季风和东亚夏季风在冰后期上存在反相位关系。     

30 ka以来东阿拉伯海U1456站位粘土粒级碎屑沉积物来源及其古环境意义

通过对国际大洋发现计划U1456站位沉积物AMS 14C年代、粘土矿物、常量元素及粒度组成的综合分析,探讨了东阿拉伯海粘土粒级碎屑沉积物的源-汇过程及其古环境指示意义.30 ka以来U1456站位的粘土矿物组合以蒙脱石和伊利石为主,并含有少量的绿泥石和高岭石.物源分析结果表明粘土粒级碎屑沉积物主要来自于印度河与德干高原.30 ka以来西南季风很可能是影响喜马拉雅山脉以及印度大陆风化剥蚀的重要因素.在西南季风减弱的阶段,印度河物源端元对研究区的输入量减少,这可能与此时热带辐合带的南移及末次冰盛期喜马拉雅山脉冰川覆盖面积的增加有关,从而导致印度河径流量及喜马拉雅山脉可供风化剥蚀的区域减少.K/Al比值指示的源区大陆化学风化作用强度与前人重建的西南季风记录间较为同步,在东阿拉伯海可以作为晚第四纪以来西南季风演化的有效重建指标.      

铀钍的地球化学及对地壳演化和生物进化的影响

本文论述了在含挥发份和贫挥发份条件下Ｕ、Ｔｈ的迁移行为及其对地球和行星演化的影响,并阐述了造成地球独特地质演化历史的原因。提出了Ｕ、Ｔｈ在地球中的迁移模式以及该模式对地壳形成、演化的控制作用和对生物发展演化的可能影响。     

我国中西部前陆盆地的特殊性和多样性及其天然气勘探

通过对我国中西部前陆盆地构造特征、大地构造背景、地球物理特征的理论研究和典型前陆盆地的详细解析,系统分析了我国中西部前陆盆地的发育特征和特殊性。强调晚二叠世以来大小不一、形态各异的多块体小型克拉通的聚合碰撞作用是导致中西部前陆盆地群形成的基本动力学过程：这些小型克拉通的多块体聚合碰撞造就了中西部前陆盆地的特殊性和多样性。同时,明确提出中西部盆地的基本特点是“两期三类前陆盆地”,即海西一印支期前陆盆地和喜山期前陆盆地,三类指海西一印支期的周缘前陆盆地和弧后前陆盆地、喜山期再生前陆盆地。根据前陆盆地的盆地结构和演化特征,又将中西部的前陆盆地划分为4种组合形式,即叠合型组合、改造型组合、早衰型组合和新生型组合。综合论述了不同时期不同类型前陆盆地构造对天然气聚集的五大控制作用。     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。     

Wavelets and the Generalization of the Variogram

The experimental variogram computed in the usual way by the method of moments and the Haar wavelet transform are similar in that they filter data and yield informative summaries that may be interpreted. The variogram filters out constant values; wavelets can filter variation at several spatial scales and thereby provide a richer repertoire for analysis and demand no assumptions other than that of finite variance. This paper compares the two functions, identifying that part of the Haar wavelet transform that gives it its advantages. It goes on to show that the generalized variogram of order k=1, 2, and 3 filters linear, quadratic, and cubic polynomials from the data, respectively, which correspond with more complex wavelets in Daubechies's family. The additional filter coefficients of the latter can reveal features of the data that are not evident in its usual form. Three examples in which data recorded at regular intervals on transects are analyzed illustrate the extended form of the variogram. The apparent periodicity of gilgais in Australia seems to be accentuated as filter coefficients are added, but otherwise the analysis provides no new insight. Analysis of hyerpsectral data with a strong linear trend showed that the wavelet-based variograms filtered it out. Adding filter coefficients in the analysis of the topsoil across the Jurassic scarplands of England changed the upper bound of the variogram; it then resembled the within-class variogram computed by the method of moments. To elucidate these results, we simulated several series of data to represent a random process with values fluctuating about a mean, data with long-range linear trend, data with local trend, and data with stepped transitions. The results suggest that the wavelet variogram can filter out the effects of long-range trend, but not local trend, and of transitions from one class to another, as across boundaries.     

青藏高原综合观测研究站的回顾与展望

中国科学院青藏高原综合观测研究站从１９８８年建站到１９９８年以来,在各个方面均取得了长足的发展,横向生产性项目的开展和完成不仅解决了部队和地方的实际问题,而且缓和了观测研究站在运行过程中所面临的经费严重不足的问题,同时也为我所冻土专业研究人员提供了在生产中实践的机会,在基础理论研究方面,承担了国家攀登计划项目,国家基金项目,中国科学院重点项目和中国科学院冰冻圈专项项目等的研究工作,在多年冻土变化,     

东南沿海及南海新生代火山作用与南海的形成演化

中国东南沿海地区和南海海域新生代火山岩系列、类型和SrNd同位素特征十分相似,具有板内玄武岩的特征。根据南海扩张时代,将新生代的火山岩划分为扩张期前、扩张期和扩张期后3大阶段,并利用原生岩浆推导了软流圈岩石圈的一些深部作用特征。扩张期前（接近扩张期）和扩张期软流圈顶部埋深较浅。从扩张期前（接近扩张期）到扩张期软流圈顶部埋深变浅,隙间熔浆增加,原生岩浆的演化具有前进式裂谷火山作用的演化序列,岩石圈扩张速率变大。从扩张期到扩张期后（直至第四纪）,软流圈顶部埋深逐渐变深,隙间熔浆减少,原生岩浆的演化表现出后退式裂谷火山作用的序列,岩石圈扩张速率逐渐变慢。新生代火山作用显示出的深部作用特征与南海的扩张和闭合一致,这为我们提供了南海形成和演化的深部作用证据。     

The variscan front and the midi fault between the channel and the meuse river

The ECORS seismic profile allows a new insight into the deep geology of northern France. Various geological data, such as ancient coal mines, surface mapping and boreholes, are used to interpret the seismic profile. A new cross-section, directly superimposed on the ECORS seismic profile (Cambrai-Dreux), is compared with a previous one, drawn along the Meuse River through the Ardenne Massif. The cylindrism and length-balancing hypotheses are discussed by comparing the two cross-sections. The main geological results are: (a) the emplacement of the Dinant Nappe is later than most of its internal deformation; and (b) major folding and thrusting give an approximate 30–35% shortening, without taking into account the internal deformation (minor folding and cleavage) and the unknown net translation vector of the Dinant Nappe (50 km at least, possibly 150 km).     

论晚期共和古湖时代、演化过程及其与地壳运动和黄河发育的关系

青海共和盆地,是青藏高原东北部晚新生代期间形成的北西西—南东东走向构造盆地,由西北部的茶卡小内流盆地,中部非典型的达连海内流盆地和东南部被黄河及其支流深深切割的外流盆地三部分组成.该盆地中充填了上、下两套厚度普遍均在200～300 m间,而最厚部分可达500～600 m的相互叠置的共和组与曲沟组河湖相地层.由这两套湖相地层所重建的古湖被分别称为早期和晚期共和古湖.本文重点讨论的是基于共和组湖相地层而重建的晚期共和古湖.石英热活化法ESR测年结果表明,湖相共和组地层开始形成于(4.31±0.40)Ma之前,持续到(2.58±0.20)Ma/(2.54±0.20)Ma之后的上新世时期.以尕玛羊曲村附近为顶点的黄河扇三角洲相两套均厚逾200 m砾石层中之上砾石层,形成于(3.15±0.30)—(3.07±0.30)Ma之间,其前缘水下三角洲相砾石层为(2.91±0.25)Ma,而来自北部山前的同期洪积砾石层则为(2.97±0.27)Ma,表明晚期共和古湖在(3.07±0.30)Ma与(2.91±0.15)Ma之间的上新世晚期达到其最盛期.此时,湖面高度达到其最大值海拔(3160±10)m左右,古湖是一个面积近7000 km2、深逾300 m的大型外流的淡水深湖.黄河在尕玛羊曲附近注入古湖,并由盆地东北角的尕海以东流出,经唯一通道古多隆河流入贵德古湖.当古湖面上升到超过共和与贵德两盆地的基岩分水岭时,黄河在现今的龙羊峡位置切割出新的河道——龙羊峡,从而导致了早更新世初古多隆河因"截弯取直"而非"溯源侵蚀"被废弃,开始了黄河逐步下切、T21到T16形成与共和古湖逐渐消亡的过程.共和古湖经历了茶卡盆地开始与古湖主体分离,中部湖区与东南部湖区分离、排干和东南部湖区被完全泄空等3个阶段.这一过程是随着中国区域地壳运动性质发生的根本性变化而发生的.此时,共和盆地及邻近盆地,甚至中国第一、二大地势阶梯上的大多数盆地,除银川—河套盆地与汾渭盆地等个别盆地外,都由差异性升降的盆-山运动转为整体性的隆升运动.发生于共和盆地的这一运动,曾被徐叔鹰等命名为"恰卜恰(共和)运动",只是其所指的时代为中更新世晚期.但这一名称被李吉均等改称为"共和运动",作为青藏运动的延续,意指黄河于10或15万年前因该运动而切穿龙羊峡,溯源至共和盆地.作者建议保留原"恰卜恰(共和)运动"的名称与基本含义,而该运动发生时间的争议仍待今后进一步深入研究解决.