辽东半岛大孤山一带沟谷埋藏泥炭的硅藻组合以及 古环境和全新世最高海平面*

在辽东半岛东部的大孤山一带,面向海岸平原的沟谷埋藏泥炭十分发育。通过对11个沟谷进行钻孔调查,确认了在被切割的丘陵台地的沟谷中,埋藏泥炭广泛地发育在海拔\{2~\}10余米的不同高度; 并对钻孔样品做硅藻分析,明确了基底海拔高度在\{4~\}2m的泥炭层之下的沉积物为海生种硅藻占优势的海相层,因而取得了海水广泛侵入大洋河平原并直达沟谷深处的微体古生物方面的证据。进一步对3个代表性的小沟谷平原从沟头到沟口连续钻孔取样以及地质剖面分析,研究沟谷埋藏泥炭在横向上的分布特征表明:沟谷埋藏泥炭是全新世高海面期以后,随着海水的退却而形成的沼泽和湖沼等环境下的溺谷型泥炭; 位于沟谷中沟头位置的海拔4m左右的泥炭底部的标高,大致代表了该区全新世最高海面期海水(平均高潮线)曾达到的位置和高度,其泥炭在沟头开始形成的时期大致代表该区全新世最高海平面期; 研究区约\{6000~\}5500年前达到全新世最高海面,当时海面高度比现在约高出1.7m。     

辽东半岛长兴岛八岔沟古泻湖型泥炭的形成及全新世最高海平面

通过对辽东半岛西部的长兴岛八岔沟古泻湖平原进行钻孔调查取样,对由海向陆4个不同地点的100余个钻孔样品,进行粘土混浊水导电率测定,区分了八岔沟古泻湖平原的海陆相沉积层,查明了该古泻湖平原的海相层上限的高度.结果表明:该平原各孔的海相层上限高度具有明显的一致性,大约为海拔4.0～4.2 m,此高度代表了该古泻湖平原全新世最高海平面期间海水所达到的平均高潮线的高度.通过测定和讨论覆盖在海相层上的泥炭底部14C年代,明确了该区略早于5 800 cal.aB.P.达到全新世最高海平面.全新世最高海面期的平均海平面高度约为海拔3.4～3.6 m.将此高度与辽东半岛东部大孤山一带的全新世高海平面期(6 000～5 500 cal.aB.P.)的平均海平面的高度值约2 m相对比,显示出在全新世期间辽东半岛西部八岔沟一带较东部的大洋河平原有相对上升的趋势.深达9 m的B3孔的导电率有两个高峰值,反映该平原全新世曾发生过两次海侵,较晚一次海侵的最大范围达到距现代海岸线约1.2 km处.     

河南山西组二_1煤古泥炭沼泽的类型及演化

河南省山西组二_1煤成煤古泥炭沼泽的类型及演化可明显地分为3个区:豫北区,二_1煤形成于上三角洲平原的淡水森林泥炭沼泽;豫西西部区,形成于泻湖海湾演化来的半咸水草本和森林泥炭沼泽,底部分层成煤植物为草本,煤层形成于最大海退期,结束于一次短暂的海侵;豫西中东部区,形成于潮坪演化来的淡水森林泥炭沼泽,上部分层形成于半咸水泥炭沼泽,结束于一次短暂的海侵。     

华北地台西缘晚石炭世一早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段.笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究.结果表明:晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由潟湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控潟湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境.研究区在晚石炭世早期一早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育.早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次.最大海侵前夕——晚石炭世晚期末是大区域发育厚—巨厚煤层的最好时期.潟湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所.     

华北地台西缘晚石炭世-早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段。笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究。结果表明：晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由泻湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控泻湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境。研究区在晚石炭世早期-早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育。早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次。最大海侵前夕晚石炭世晚期末是大区域发育厚-巨厚煤层的最好时期。泻湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所。     

Younger Dryas事件与北黄海泥炭层的形成

形成于海平面变化处于停滞阶段和湿润气候条件下的泥炭层是古环境变化信息的重要载体。对北黄海4个含泥炭层的沉积剖面进行研究后发现,其均集中在渤海海峡入口处,水深变化在50～54m。泥炭层的AMS14C年龄在10650～1010014 CaBP,与发生在11000～1000014 CaBP间的末次冰消气候回冷事件——Younger Dryas(YD)事件在年代上非常吻合,表明北黄海泥炭层的形成可能与YD事件的全球效应密切相关,可作为YD事件在北黄海陆架响应的一个重要证据。泥炭层在北黄海的集中出现说明,冰后期的海平面上升过程中在YD事件期间存在停滞阶段,这一时期海面已经达到渤海海峡外侧,并可能在此徘徊了近千年。此外,泥炭层的大量出现和孢粉记录表明YD事件发生期间约为10600～1020014 CaBP,此时北黄海可能处在寒冷而湿润的环境。这一发现与全球范围内大部分YD事件的海陆记录存在明显差异,说明不同地区对YD事件的响应存在差异,不能简单地利用单一的干冷模式来分析YD事件在区域上的响应特征和过程。     

长江三角洲南部平原古河谷充填沉积物特征及古地理意义

利用典型钻孔P5孔沉积物的岩性、测年、孢粉和有孔虫的分析结果，探讨了末次冰消期以来长江三角洲东南部古河谷区记录的气候波动和海平面阶段性上升过程及其控制下的古河谷沉积模式。研究发现本区古河谷末次冰消期（15～10 ka BP）以淡水湖沼相沉积为主，4 m厚的泥炭可能是新仙女木事件的反映。10～9 ka BP 发育滨海相粉细砂、粉砂沉积，反映此时海平面较为稳定。9～8 ka BP发育溺谷相泥质粉砂、粉砂质泥沉积，厚达11 m，反映海平面快速上升作用下的高速率充填。至全新世大暖期，古河谷区沉积顶界已和长江三角洲平原的第一硬土层埋深大致相同，反映古河谷已基本被填平。     

华北晚古生代陆表海盆地海侵事件微观沉积特征及成煤探讨

采用沉积学、煤地质学、古生物学、地层学及地球化学等多技术手段,结合比较分析法的思路,分析了事件型海侵的特点和海侵事件沉积组合特征,研究发现:海侵事件沉积组合为区域对比性强、具沉积时间连续性与相序间断性的暴露沉积-煤层-灰岩组合,其关键沉积学特征是煤层底板的暴露沉积.海侵事件组合灰岩的古生化石个体小、破碎强烈等特征表现为高能量水体运动等环境,孢粉表现为低含量的单缝孢和裸子植物及高含量的三缝孢.地球化学分析表明暴露沉积为陆相环境,煤层中的微量元素表现为海相主要原因是由于泥炭沼泽覆于深水后受海水影响所致.海侵事件成煤与海侵过程成煤差异体现在两个方面:第一,盆地属性差异,即海侵事件成煤形成于陆表海盆地之中,而海侵过程成煤则形成于具有缓坡的边缘海盆地,第二,成煤原理存在着差异,海侵事件成煤强调的是成煤前海侵未发生前的碎屑体系废弃而发育大量泥炭沼泽且被后期突发性海侵终止,而海侵过程成煤则强调的是泥炭沼泽发育于滨海的活动碎屑体系并终止于后期的缓慢海平面上升.     

下辽河平原晚更新世泥炭的发现及其古气候意义

位于沈阳市东部和西部的2个钻孔剖面均有晚更新世晚期泥炭发育。¹⁴C测年结果表明：东部钻孔泥炭层形成于玉木亚间冰期晚期,西部泥炭层形成于玉木亚间冰期结束之后。孢粉分析结果表明：东部钻孔剖面中的泥炭以暖温带落叶阔叶植物花粉为主,指示温暖湿润的气候环境;西部钻孔剖面中的泥炭以温带草本被子植物花粉为主,山地针、阔叶植物花粉为辅,指示温干偏湿的气候环境。定量古气候分析结果表明,玉木亚间冰期晚期沈阳地区与现今气候相当;玉木亚间冰期结束之后,沈阳地区的气候比现在稍冷。     

长江与尼罗河三角洲晚第四纪沉积对比研究

对比研究显示了长江径流潮流型和尼罗河波浪型三角洲的沉积特征：1）两地三角洲都始于距今7500－7000a；2）距今7000a以来的海平面上升速率趋于缓慢；3）晚更新世末期都发育了硬土泥，为冲湖积沉积。但长江多为暗绿色，含菱、钙质结核，反映了阴冷的古气候特点；尼罗河呈黄褐色，含大量钙、石膏结核和咸水生物，指示干燥性气候背景；4）两地三角洲全新世沉积相似，在早期海侵层以上都发育了中后的前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原沉积环境；5）罗尼河三角洲沉积物普遍粗于长江。前以沙质为主，后以泥质粉砂占优，显示了波浪型三角洲强烈的沿岸搬运沉积动力。此外，径流潮流型三角洲的特点以潮坪沉积为主，泥质含量高，常见水平、波状和包卷层理组合类型和芦苇等植物根系。淡水湖沼沉积发育；波浪型则显示了沙坝－泻湖沉积体系；沙质含量高。泻湖沉积以泥和泥质砂为主，含许多咸水生物和黄铁矿；见较多的石膏等蒸发性矿物；上覆大型槽状交错层理的滨海沙。     

平顶山矿区二_1煤层煤相分析

应用煤岩学和煤化学方法,对平顶山矿区二_1煤层的煤相组成、泥炭沼泽类型及其形成条件进行了探讨。将煤相划分为还原相和氧化相。它们具有相应的定性和定量指标。二_1煤层由3～4个周期性相序构成,反映了成煤沼泽由森林沼泽向草本或草本木本混生沼泽的演化过程。这种相序可能代表一种滨海平原环境下的聚煤特征。二_1煤属贫营养的雨成凸起沼泽,基本上为原地堆积成煤。二_1煤层形成于淡水泥炭沼泽,但其顶部曾受过半咸水环境影响。     

珠江三角洲中部大鳌平原晚第四纪古生物记录及环境演化

珠江三角洲是中国最主要的三角洲之一,人口密集,在未来极易受到海平面上升的影响,因此该地区的海平面变化研究尤为重要.有孔虫、介形类等微体动物是半咸水中最重要的生物类群,对海平面变化非常敏感,虽然已有许多涉及研究区微体化石的研究,但该地区微体化石定量分析还未开展,详细的古环境演化过程亦有待阐明.本文利用取自珠江三角洲中部大鳌子平原的5个钻孔的岩芯进行分析,对其中PRD05和PRD04钻孔进行详细的微体动物群定量分析和宏体动物群分析,结合各钻孔沉积学及磁化率特征及其他3个钻孔测年样品的微体、宏体动物群分析,讨论了珠江三角洲中部的环境演化过程.微体动物根据已有水深分布资料,划为两种类型分别代表近岸和远岸两种类型,借以讨论海平面变化.结果显示,珠江三角洲中部晚第四纪的古环境由钻孔中从下到上7个层位的划分体现为3个沉积阶段:1)低地沉积阶段(14340cal.aB.P.前),包括基岩及其风化层(层位A),末次冰期前和期间的河流沉积环境(层位B);2)全新世海侵阶段(14340 ～ 2860cal.aB.P.),包括障壁后沉积(层位C,14340 ～6480cal.aB.P.)和河口湾沉积(层位D,6480～ 2860cal.aB.P.);3)高地沉积阶段(2860cal.aB.P.至今),包括砂坝环境(层位E,2860 ～230cal.aB.P.)和三角洲平原沉积(层位F,230cal.aB.P.至今).其中全新世海侵阶段的河口湾沉积,主要由微体动物群特征反映了更高分辨率的环境演化,包括全新世伊始的快速海侵(D1亚层);海侵速率降低(D2亚层);海平面显著上升(D3亚层);海平面范围最大(D4亚层),海平面最高(约5700cal.aB.P.);海平面快速降低(D5亚层);小规模海平面波动(D6亚层).     

内蒙古平庄盆地黑水地区上白垩统孙家湾组上段沉积相及其与铀矿化关系

内蒙古平庄盆地黑水地区上白垩统孙家湾组上段沉积相为冲积扇相,宏观上分为近端砾质辫状平原、远端砂质辫状平原及扇前洪泛平原3个亚相,进一步细分为泥石流、砾质辫状河道、砾质坝、砂质辫状河道、砂质坝、洪泛细粒、泥炭沼泽等微相。孙家湾组上段可划分为3个亚段,第一亚段为干旱_潮湿过渡气候下形成的退积型序列的旱地扇沉积;第二亚段为潮湿气候下形成的退积型序列的湿地扇沉积;第三亚段为潮湿气候下形成的进积型序列的湿地扇沉积。黑水地区的孙家湾组上段经历了早期退积型旱地扇—中期退积型湿地扇—晚期进积型湿地扇的过程。沉积相对该区铀成矿具有控制作用,铀矿化主要以不连续、局部富集的形式赋存于远端砂质辫状平原前缘的砂质辫状河砂体中,泥炭沼泽和泥质含量少的泥石流沉积中有少量存在。泥炭沼泽沉积所形成的泥岩及泥质含量高的泥石流沉积充当了局部隔水层,但由于泥炭沼泽沉积较薄,以及泥石流沉积的不均一性,致使铀矿（化）不连续、不稳定。     

海侵作用影响下的高分辨煤相序列及其古泥炭沼泽发育模式——以山西北部安太堡上石炭统太原组11号煤层为例

古泥炭沼泽是煤聚集的主要场所,也是含煤地层沉积过程的重要环节.煤相及相关地球化学特征,是指示古泥炭沼泽条件的重要标志.为此,本文以山西北部安太堡上石炭统太原组11号煤层为例,在煤相研究的基础上,结合地球化学研究,从沼泽水体动力条件、盐度和氧化还原性三方面,对煤相及其古泥炭沼泽的发育过程进行了精细研究.结果显示,其演化具有4个特点.第一,煤相包括5种类型,即障壁岛-泻湖低位沼泽相(A)、下三角洲平原低位沼泽相(B)、上三角洲平原低位沼泽相(C)、上三角洲平原潮湿森林沼泽相(D)和山前冲积平原干燥森林沼泽相(E).第二,煤相发育过程经历了7个演化阶段,每一阶段均为半旋回,旋回内部的演化具有跳跃性,揭示泥炭沼泽水面可能发生过脉动式上升.第三,古泥炭沼泽起始于海进作用,发展于缓慢海退的沉积背景,结束于快速海进事件,整个地质过程明显受到海水入侵的影响,其间沼泽水体的盐度和还原程度呈逐渐降低的趋势,水动力趋于增强,沼泽类型从以A相和B相为主演化为以D相和E相为主.第四,古泥炭沼泽发育期间的海退过程由一系列次级快速海进或海退事件构成,呈现出波动式海退的特征,导致泥炭沼泽类型呈跳跃式演化.最后,该期间最大一次快速海进事件的到来(第Ⅶ阶段),结束了古泥炭沼泽整个发育历史.     

山西平朔井工三矿煤系角砾岩特殊成因探讨

平朔井工三矿煤系角砾岩成因和产状特殊,与煤层关系密切。通过补勘钻孔岩心观测,结合区域地质和以往钻孔资料分析,详细描述研究区角砾岩的成分、结构和构造特征,圈定角砾岩的层位、厚度和分布状况。发现平朔井工三矿角砾岩成分复杂、大小不一,其中泥岩砾径最大可达1.20 m以上,以棱角状为主,分选性极差;角砾岩体顶底界面明显,临近或出现在煤层中,横向连续性差。角砾岩破坏了煤层的连续性,总体北多南少,分布有限,呈透镜状产出,长轴指向西北物源区;垂向上,角砾岩自下而上减少。研究认为,聚煤期植物锚固作用强大,陆源边坡及碎屑受植被禁锢,只能在限定的范围内垂向加积,累积成边坡较陡的碎屑库;泥炭沼泽表层为植被泥炭交织在一起的泥炭网,底部深度降解的膏状泥炭提供了有利的滑移面。突发事件导致物源区边坡和角砾质碎屑库崩塌,冲越到泥炭网上,撕裂成“泥炭筏”,被泥炭筏载运移,断续沉积,并遭受改造。角砾岩成因及分布规律对煤层成因及厚度变化、煤炭资源/储量估算与开采具有重要指导意义。煤系、特别是煤层中沉积角砾岩的成因用泥炭筏载运移模式解释可能更为合理。      

三角洲平原上网结河的发育与聚煤作用

龙潭组上段（２４＃煤顶板到１２＃煤）是盘县地区含煤最好的层段，对该区西北部本段地层的研究表明其中发育有网结河体系。河道沉积由多层叠置的鞋带状砂体组成，湿地沉积主要由菱铁质泥质岩夹薄层板状细砂岩（决口扇沉积）和煤组成。河流的发育和聚煤作用都显示幕式性，可能主要受海平面变化的控制。网结状河道被认为是海侵期对低位下切河谷充填过程中经侧向冲裂水道并相互连通形成的；稳定、连续的厚煤层发育于河道大范围废弃后的海侵晚期，其次是高水位早期。     

利用盐沼泥炭重建长江三角洲北部全新世中期海平面

根据对长江三角洲北部海安地区4个钻孔标志性沉积物(潮上带盐沼泥炭、高潮滩沉积)的年龄测定和高程测量,以及沉积物压实沉降量的分析研究,重建了本研究区全新世中期8.1～7.3 cal kyr BP和5.6～5.4 cal kyr BP的相对海平面位置。结果显示,8.1～7.3 cal kyr BP海平面缓慢上升1.46m,上升速率仅为0.2cm/yr, 与三角洲南部全新世早期海平面的快速上升(2cm/yr)形成鲜明对比,验证了冰盖控制下的全球海平面阶段性波动上升模式。对比长江三角洲地区海平面曲线发现,三角洲北部海平面曲线较南部低5～6m,长江三角洲海平面曲线与世界各地海平面曲线也存在明显差异,分析认为主要是由长江口地区的差异性沉降和中国东部边缘海的水均衡作用两个因素引起的。     

若尔盖高原典型泥炭湿地水量平衡计算

若尔盖泥炭湿地具有蓄水、固碳和生态的重要功能,其地下水水位变化决定泥炭湿地面积维持或萎缩,但是其泥炭湿地的地下水水文过程和水量动态变化缺少系统的野外监测和研究。结合红原站气象资料,并于2017年5月、7月和9月在若尔盖黑河上游泥炭湿地典型小流域开展野外原位监测,利用MODFLOW模型建立小流域三维动态地下水运动模型,模拟地下水运动过程并计算水量动态平衡变化以及沟道排水能力。结果表明:泥炭湿地的主要补水方式是降雨,占补水总量的60%,其主要出流方式是沟道排水,排水比例最高达到53%;其次是潜水蒸发,出流比例为26%。切穿泥炭层的沟道排水能力是未切穿泥炭层沟道的2.5倍。若尔盖泥炭地的地下水位受降雨影响呈现季节性波动,在雨季其涨幅约为0.5 m。     

中国全新世中期的高海平面

根据中国沿海全新世海进海退时代的一致性及对渤海沿岸平原、苏北平原和长江三角洲平原的牡蝠礁、贝壳堤底板和海侵层项板等古海面标志物的高程、年代及其与古海面关系的分析对比，消除了地壳运动的影响。本文认为中国沿海全新世中期5000-7000aBp存在着+ 2~+3m的高海平面，它是当时全球温暖气侯通过海水温度—体积效应造成的全球平均海平面变化(eustatic change )的反映;同时区域大地水准面的垂直变化和水平移动对海平面的影响值得深人研究;此外大陆径流量，沿海降水量季及风环流的变化也可能对沿海海平面产生过一定影响。     

里下河地区全新世自然环境变迁

在区域地质调查项目进行过程中,以几个典型地质剖面和钻孔为基础,讨论了里下河区域全新世地层的分布规律,研究了地貌分布特征;探讨了全新世古植被、古气候与古环境变迁以及历史时期自然环境变化特征。里下河地区全新世自然环境变迁经历了4个重要的阶段:(1)10～7.5 kaBP,以湖沼发育为主,海水曾经影响到本区;(2)7.5～4.0kaBP,海水入侵本区,自然环境以潮滩、滨浅海、潟湖等为主,最大海侵甚至可到达运河以西地区,但里下河仍然有部分地区未被海水淹没;(3)4.0 kaBP～1128 AD,海水全面后退,岸线在范公堤一线曾做长时间停留,形成西冈贝壳砂堤,断续分布,海水时常影响西部地区;(4)1128 AD以来,由于黄河南泛夺淮入海,改变了里下河地区的地表水系,苏北滨海平原迅速向海推进,此后里下河地区远离海水的影响。