库姆塔格沙漠东南缘BL砂黄土剖面的沉积过程与物源分析

通过对库姆塔格沙漠东南缘BL砂黄土剖面观测、描述和采样,分析了沉积物粒度、年代、沉积环境和地球化学元素特征,结果表明：1）BL剖面沉积物颗粒的93.34%为砂和粉砂,证明剖面为一砂黄土沉积地层;2）BL砂黄土剖面地层沉积的开始年代为全新世早期（8.3ka）,是阿尔金山东部冰川消融后在特定的地形环境条件下形成的。地表沉积环境在全新世开始到8.3ka之间,受到了阿尔金山冰川和冰缘带融水的泛滥冲刷,难以形成沉积,8.3ka之后冰川积雪融水减少后在高凸的合适地形开始了连续沉积,由此形成了BL砂黄土沉积地层。BL地层沉积速率约为4.22cm/100a,早期沉积速率较快,后期则有所减缓;3）对比BL剖面沉积物特征元素比值分布模式,其与库姆塔格沙漠表层砂、内部出露地层（全新世以来）的不同沉积物特征元素比值分布模式具有极其相似的特征,证明两者的物质具有同源性,BL剖面的沉积物来源就是库姆塔格沙漠表层或者内部地层翻出来的物质。BL砂黄土沉积的过程和物源的研究为今后研究全新世以来库姆塔格沙漠区域古气候过程奠定科学的基础。

     

湘南二叠系岩石地球化学及其物源指示

湘南二叠系矿屑岩、泥质岩、碳酸盐岩和硅质岩，具有富集Ｓｂ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｂｉ等元素的特征，是有利赋矿层位，其沉积物源具有陆源碎屑与火山物质混合的特点，当冲组硅质岩为非正常海相沉积成因。     

中国典型河流沉积物石英释光性质初探及其物源指示意义

石英是地球表面分布最广的矿物之一,抗风化能力较强且性质稳定,是母岩信号的最佳载体。前人研究结果表明石 英的释光（包括光释光OSL 和热释光TL） 灵敏度和母岩以及沉积过程存在一定关系,已初步被应用于沙漠沉积物的判源研 究中。河流与海域沉积物相关研究在国内研究较少,文章拟尝试对中国东部沿海三条重要河流（黄河、长江和浊水溪） 沉 积物中的石英释光性质进行分析,探讨其应用于物源判别的可能性。通过7 个粒级（<4 μm 、4~16 μm 、16~32 μm 、32~ 45 μm 、45~63 μm 、63~90 μm 、90~125 μm） 的石英释光灵敏度的对比分析发现,同一河流下游河口沉积物中不同粒级的 石英释光灵敏度差异明显,<4 μm 和>45 μm 粒级的石英110℃TL 峰和OSL 灵敏度较小,4~45 μm 粒级较强;黄河、长江 和浊水溪同粒级沉积物中石英110℃TL 峰和OSL 灵敏度均有明显差异,尤其是63 μm 以下粒级,均表现为长江最大,黄河 次之,浊水溪最小。母岩差异和流域搬运-沉积过程是影响河流沉积物石英释光灵敏度的主要因素。沉积物在长江流域内 的滞留时间长,石英在流域内的辐照-晒退循环次数增多从而使其释光灵敏度增大,同时流域内广泛分布的富含微量元素 的火成岩产出的石英晶体晶格缺陷较多,这两者导致其石英释光灵敏度较大。黄河河口沉积物中石英释光灵敏度继承了其 源区黄土高原的特征。浊水溪是山溪性短途河流,水面坡降大,沉积物可迅速被从源区搬运至河口区,石英接受辐照-晒 退循环次数少,且其源区母岩多以变质岩为主,这可能是其石英释光灵敏度偏小的原因。石英释光灵敏度随粒级的变化, 推测与石英自身发光性质以及河流中沉积物搬运方式的不同有关。泥沙入海后,石英释光灵敏度虽然存在随海域搬运-沉 积过程增大的可能性,但据上述研究来看,其增加幅度可能远小于长江、黄河和浊水溪河流间石英释光灵敏度的差值,因 此可尝试利用细粒级（4~45 μm） 石英释光灵敏度为指标进行黄、东海陆架物源追踪探索。     

物源分析方法及其发展趋势

物源分析是进行盆地分析、古环境与古气候恢复、古地理重建、构造背景追溯及盆山耦合研究的必要内容和方法,研究意义重大。物源分析的母岩主要包括陆源岩、内源岩、火山源岩、岩浆源岩、变质源岩、地外源岩和混合源岩等几种类型,各类源岩类型依次对应不同的源区及构造环境背景。笔者通过对大量文献的检索和调研,主要总结阐述了沉积岩石学方法、重矿物分析方法、地球化学分析方法、地质年代学方法、黏土矿物学方法、化石及生标化合物方法及地球物理学方法等几类物源分析方法。并展望了未来物源分析的发展趋势。随着新技术和新方法的不断创新与涌现,物源分析将从传统方法转向现代测试技术方法,从单方法向多方法的综合运用完善,从单学科趋于向多学科交叉融合,从定性分析向定量分析发展。     

光释光年代学对腾格里沙漠化机制及风沙物源的指示

腾格里沙漠地处东亚夏季风现代影响区的西北边缘,长期以来被认为是东亚沙尘暴多发中心之一。近年来的研究较明确地支持腾格里沙漠晚更新世以来的沉积环境发生了巨大变化,但该区沙漠化的机制仍需进一步研究。文章基于石英矿物的光释光测年技术,研究了腾格里沙漠南部腹地系列剖面的沉积年代,结合已有研究结果,重建了该区风沙堆积历史,获得如下认识：1）腾格里沙漠末次冰盛期以来的风沙堆积主要集中在16~10 ka及约1.5 ka以来两个时段;2）腾格里地区16~10 ka的风沙堆积发生在区域由干变湿的时段,而7.3 ka、5.1 ka和3.8~3.3 ka的风沙堆积发生于区域湿度较高背景下的干旱时段。由于这些时段的气候环境有利于风沙的堆积与固定而不利于风沙的产生,因而推断16.0~3.3 ka时段腾格里地区的风沙主要来自上风向地区的输入;3）腾格里大面积地区的沙丘/沙山堆积于最近0.37 ka以来降水较少的时段,略晚于区域高强度的人类工程活动,表明现今可见的沙丘/沙山地貌景观的形成是人类高强度工程活动触发、就地起沙的结果。

     

英吉苏凹陷碎屑锆石测年及其对沉积物源的指示

首次应用碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb定年方法,研究塔里木盆地英吉苏凹陷中生界物源.单颗粒碎屑锆石测年结果表明,侏罗系物源年龄值有3组:350~500Ma、760~970Ma、1400~1600Ma;白垩系物源年龄值有2组:320~380Ma、1400~1800Ma.碎屑锆石测年数据分析表明,阿尔金山是本区侏罗系的主要物源区,奥陶纪末—志留纪的火成岩是侏罗系的主要物源;侏罗系上下层位测年数据有反序特征,是经历再搬运沉积的产物;白垩纪英吉苏凹陷物源区发生南北反转,物源来自北部库鲁克塔格山;中生界最古老的物源来自中元古代.碎屑锆石年龄的变化反映了本区中生界盆山耦合关系.     

长江流域悬浮物磁性特征及其物源指示意义

通过分析长江干流及主要支流表层悬浮物的环境磁学参数特征(类型、含量及粒度)及其空间变化,探讨环境磁学对河流物源示踪的意义。结果表明,长江悬浮物磁性矿物特征以磁铁矿为主,含有少量赤铁矿及针铁矿。上游不完整反铁磁性矿物含量高于中下游,反映四川盆地广泛分布的紫红色砂页岩的影响。受攀枝花钒钛磁铁矿影响,干流磁性矿物含量上游高于中下游,表现为在攀枝花处迅速增加,向下游逐渐降低并在经过三峡后显著降低,说明三峡大坝对上游磁性矿物有明显的拦截作用。支流中雅砻江、汉江及湘江较高的磁性矿物含量分别受控于流域出露的源岩及工农业等人为影响。长江悬浮物χfd %大于5 % ,表明样品中含有超顺磁颗粒。受流域地势及气候影响,磁性颗粒的粒径从上游至下游逐渐变细。长江悬浮物磁性特征能够在一定程度上反映物源特征,但长江地质条件复杂,气候类型空间变异大,且流域人为影响较大(三峡大坝等),使得利用磁性矿物特征示踪物源受到限制。     

湘西岩溶区风化壳的物源:石英粒度分布特征的指示

对湘西岩溶区呈镶嵌景观展布的4条风化剖面中石英粒度分布特征的进行对比研究,发现区域上碳酸盐岩风化成土作用具有极大可能性.基岩为灰岩的两条风化剖面(WC1和WC2)的频率分布曲线呈单峰窄峰态,众数值分别为4.9(φ)和4(φ);两条碎屑岩风化剖面(WC3和DBK)的频率分布曲线呈单峰宽峰态,众数值分别约为5.1(φ)和6(φ).而且各剖面基岩与上覆风化壳的石英粒度频率分布曲线呈现良好的对应关系.石英粒度的标准差、偏度、尖度等参数也显示,各剖面样品基本上分布于不同的区域.研究结果还表明:(1)母岩风化过程中,石英粒度分布特征是完全可以继承的;(2)剖面WC1和WC2为碳酸盐岩风化壳.说明在湘西岩溶区,在有利的地貌单元,碳酸盐岩是完全可以风化成土的;(3)不同风化剖面的石英粒度分布特征不同,说明在区域上,风化壳不具有共同的物源,下伏基岩是其上覆风化壳的成土母岩;(4)石英粒度分布特征是用于岩溶区风化壳物源示踪的良好指标.     

囊谦盆地贡觉组砂岩岩石学特征与物源分析

在详细观察描述砂岩宏观特征的基础上,对贡觉组碎屑岩骨架组分、常量元素变化规律进行分析,研究了该地区砂岩的岩石学和物源特征,并指出囊谦盆地的沉积序列由下而上(Eg1～Eg5)具砂岩成分成熟度由差变好再变差的趋势.物源演变趋势分析揭示,沉积早期盆地北、西北部的构造运动强烈,为第二段(Eg2)沉积时期提供成熟度很低的碎屑物质...     

准噶尔盆地西北缘三叠系重矿物特征及其物源指示意义

重矿物是物源变化极为敏感的指示剂。本次研究运用重矿物组合、重矿物百分含量统计分布、SPSS统计—因子分析及相关分析方法对准噶尔盆地西北缘三叠系地层中采集的20件砂岩、砂砾岩样品进行研究。通过重矿物特征及指示参数分析得到4类重矿物组合:锆石—电气石—锐钛矿—独居石—磷灰石组合,金红石—钛铁矿—白钛石—辉石组合,方铅矿—赤褐铁矿—黄铁矿组合以及磁铁矿—绿帘石—角闪石组合,推测母岩组合为中—酸性岩浆岩+沉积岩+变质岩;认为这套碎屑岩的源区为西北—北部的齐尔山—哈拉阿拉特山一带(属扎伊尔山前),物源为下石炭统太勒古拉组肉红色花岗岩,灰色—灰绿色安山岩、安山玢岩及灰色—灰黑色凝灰岩、粉—细砂岩,并且成岩显示为近源物质和远源物质混杂堆积。     

Granule ripples in the Kumtagh Desert,China: Morphology,grain size and influencing factors

Granule ripples are found mainly in four regions of the Kumtagh Desert in China; they are characterized by an asymmetrical shape, with gentle lower slopes on both sides and abrupt crests. The ripples tend to be oriented perpendicular to the prevailing winds, except when they form near obstacles such as yardangs. The wavelengths (λ) range between 0·31 m and 26 m and heights (h) range from 0·015 m to 1 m. The relationship between wavelength and height can be described by a simple linear function, and the mean ripple index (λ/h) is about 20·4 for the study sites. The sediments are poorly sorted, with negative to very negative skewness at lee and stoss slopes and between‐ripple troughs, which confirms the ‘poured in’ and ‘shadow’ appearance described by previous researchers. The bimodal or trimodal distributions of grains (with modes of ?1·16φ, ?0·5φ and 3·16φ) and the enrichment of coarse particles at the ripple surface (with coarse granule contents ranging between 5·2% and 62·1%) indicate that the underlying layer is the original sediment source and that the granule ripples resist erosional processes. Although the impact of saltating particles and, consequently, the creep and reptation of coarse grains are responsible for granule ripple initiation at a micro‐scale, however, the characteristics of local sediments, wind regimes and topographical obstacles, as well as the feedbacks among bedform and airflow, more strongly affect the development and alignment of granule ripples at a macro‐scale.     

内蒙古狼山地区侏罗系LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学方法,对内蒙古狼山东升庙和义和久地区侏罗系石拐群物源进行了探讨。通过对111颗有效锆石年龄统计分析可知,年龄峰值以晚古生代(259~308Ma)为主,其次为古元古代(1.74~2.18Ga)和早古元古代—新太古代(2.39~2.58Ga)。晚古生代年龄与狼山大规模出露的海西期岩浆岩年龄一致,古元古代—新太古代年龄与狼山地区古元古代岩浆岩、孔兹岩带年龄分布特征相近。侏罗系砂岩稀土元素配分特征与海西期岩浆岩、乌拉山群、孔兹岩系相似。结合石拐群样品薄片和砾岩分析,认为侏罗系为近源沉积,其物源主要为狼山地区大规模海西期岩浆岩,其次来自河套地区孔兹岩带,狼山地区太古宙乌拉山群、古元古代岩浆岩和早—中三叠世岩浆岩可能提供了部分物源。另外,根据碎屑锆石最年轻年龄为243Ma(中三叠世),结合前人植物化石组合研究及狼山地区整体缺失三叠纪地层的特点,认为该套地层的时代应为早—中侏罗世。狼山地区侏罗系沉积物源模式为南北两侧为隆起物源区,主要物源为北侧狼山隆起,南侧河套隆起向北提供部分物源,不同地区物源存在一定差异。     

阿尔金山中段高压—超高压带（含菱镁矿）石榴子石二辉橄榄岩的发现及其地质意义

阿尔金山走滑断裂带位于青藏高原北缘，向东北与北山构造带相带，它斜切了塔里木板块和柴达木地块，东天山构造带和祁连构造带，新近在该构造带中段苏呈什杰一带发现了高压－超高压岩石新类型－含菱镁矿石二辉橄榄岩，其与高压壳源型榴辉岩共生一起，为幔源型超高变压岩构造侵位的产物。     

阿尔金断裂东端白垩纪火山岩地球化学特征及其地质意义

在阿尔金断裂与祁连山北缘逆冲断裂交汇处的昌马盆地和酒西盆地内,产出一套中基性火山岩,多为玄武岩和粗面玄武岩,属于碱性玄武岩系列。火山岩富集轻稀土元素,(La/Yb)N比值为7.28~18.01,富集大离子亲石元素（K、Rb和Ba等）,亏损高场强元素（Nb、Ta等）,显示出与OIB类似的地球化学特征。阿尔金断裂带东端火山岩的Sr同位素较高,87Sr/86Sr值在0.706~0.708,Nd同位素较低,εNd(t)值多为负值（0.53~-6.13）,显示出EMⅡ型富集地幔来源的特征。K Ar同位素年代学测试结果表明,阿尔金断裂带东端火山岩形成于(120.1±2.5)~(102.2±2.9) Ma,属于早白垩世晚期。火山岩的地球化学特征反映其形成于一个广泛的陆内伸展环境中,区域上可能受到阿尔金断裂带的影响,是阿尔金断裂白垩纪再活化的重要佐证。     

张广才岭南部杨木岗组的厘定及物源分析

本文通过岩石组合特征和区域对比，将张广才岭南部西蛤拉河子—大锅盔一带分布的浅变质地层重新厘定为杨木岗组。为了确定杨木岗组的形成时代和沉积物源，进行了碎屑锆石U- Pb年代学和微体古生物地层学研究。锆石大多数呈自形—半自形晶，显示典型振荡岩浆生长环带，暗示其岩浆成因。该地层中测得的两组碎屑锆石U- Pb产生多组谐和年龄，其中PM010- TW样品56个测点最小峰值(谐和)年龄为307 Ma，DB02- TW样品51个测点最小峰值(谐和)年龄为275 Ma；覆盖在杨木岗组之上的中生代二浪河组安山岩的定年结果为181. 1±0. 9 Ma，表明杨木岗组形成于早二叠世晚期。杨木岗组中获取疑源类化石组合出现了新元古代晚期—早寒武世和奥陶纪地层常见分子，结合碎屑锆石年龄结果，反映杨木岗组沉积时周围存在早古生代和中—新元古代地质体。碎屑沉积岩Al2O3/TiO2平均值为24. 44，稀土元素球粒陨石标准化曲线具有轻稀土富集、重稀土稳定和负Eu异常特征，结合碎屑锆石的年龄频数可以看出，确定杨木岗组的沉积物主要来源于沉积盆地周围的晚古生代早期中酸性火成岩，次要物源由沉积盆地周边的早古生代地质体和近地表的中—新元古代地质体提供。佳木斯地块为松嫩- 张广才岭地块上晚古生代地层的形成提供了部分物源，暗示佳木斯地块与松嫩- 张广才岭地块于早二叠世之前已完成拼合。     

安徽宿松志留系—泥盆系碎屑锆石物源分析及其大地构造意义*

安徽宿松志留系—泥盆系分布于下扬子地层区西部,大别造山带东南缘,郯庐断裂带南端东侧。为了获得宿松地区志留系—泥盆系的物源信息,对出露于宿松地区的坟头组、茅山组及五通组细砂岩及粉砂岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。结果显示,3个样品均获得了约970 Ma、820 Ma的主要峰值年龄和约450 Ma的次要峰值年龄。碎屑锆石主要来源于花岗质岩石。根据花岗岩中锆石的判别图,研究层段碎屑锆石大多属于I型和S型花岗岩锆石,而江南造山带内新元古代及华南地区加里东期的花岗质岩石大多为I型和S型。通过与华南碎屑锆石年龄谱的对比,认为研究地层物源主要来自华南板块内部。根据锆石结晶年龄与沉积年龄差异模式图,判别出安徽宿松志留系—泥盆系形成于碰撞背景。     

阿尔金索尔库里地区元古代流纹岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

阿尔金索尔库里北山彩虹沟塔什达坂群卓阿布拉克组流纹岩锆石SHRIMP U-Pb 年龄为920±20Ma (MSWD=1.50),代表流纹岩的喷出时间。岩石的SiO₂介于68.33%~70.60%,K₂O>Na₂O,K₂O/Na₂O平均值6.42,属弱过铝质(ACNK平均为1.25)钙碱性系列(σ平均为2.76),为一套典型的壳源流纹岩岩石系列。稀土元素含量高(平均为211.3×10^-6),轻稀土富集(L/H平均为6.57),Eu亏损中等(δEu平均为0.30)。微量元素以富集Rb、Th、K、Zr,而相对亏损Ba、Sr、Eu、Ti、Nb、Ta为特征。岩石微量及稀土元素具有典型的板内火山岩特征,而岩石显著的低Sr特征(25.0×10^-6~65.3×10^-6,平均值为36.8×10^-6))表明其并非源自加厚的地壳,而是起源于斜长石稳定的正常地壳。阿尔金流纹岩是由进入上地壳高位岩浆房的拉斑玄武岩浆的底侵作用直接使上地壳部分熔融,形成酸性火山岩的原始岩浆。该岩浆体系沿区域断裂构造体系上升,并经历了较强的结晶分异和演化,最终形成阿尔金索尔库里北山流纹岩系列。     

阿尔金南缘塔特勒克布拉克复式花岗质岩体东段片麻状花岗岩的地球化学特征、锆石U-Pb定年及其地质意义

出露于阿尔金构造带南缘北部塔特勒克布拉克复式花岗质岩体东段的片麻状花岗岩, SiO₂为71.88%~73.92%, Al₂O₃为13.39%~14.14%, K₂O+Na₂O为8.18%~8.85%, K₂O/Na₂O=1.54~2.33, A/CNK介于1.02~1.09之间, 属高钾钙碱性系列的弱过铝质岩石。该岩石富集大离子亲石元素(LILE), 亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE); ∑REE较高且变化范围大(∑REE=98.57×10^-6~579.1×10^-6, 平均338.8×10^-6), 具有明显的负Eu异常(δEu=0.22~0.71, 平均0.34), LREE相对富集, 轻重稀土分馏明显。Nb/Ta=11.78~15.83、Zr/Hf=34.94~36.82及Th/U=8.4~12.7, 结合源岩判别图解, 推断其源区物质主要来源于上地壳的变泥砂质沉积岩类。微量元素及稀土元素特征暗示原岩部分熔融残留相的矿物组合可能为石榴石+斜长石+金红石, 全岩Zr饱和温度计计算结果显示部分熔融温度>800℃, 推断该岩石形成于麻粒岩相条件下云母和角闪石脱水诱发的部分熔融。该岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb原位定年结果为: 761±54Ma(上交点年龄), 451±1.7Ma(核部)和411.3±1.8Ma(边部), 锆石核部Th/U平均为0.64, 边部Th/U平均为0.05。结合区内超高压榴辉岩的原岩形成时代、峰期变质与退变质时代分别为约750Ma、500Ma与450Ma的研究资料(Liu et al., 2012)综合分析, 塔特勒克布拉克片麻状花岗岩的原岩时代为782.3±6.9Ma, 可能与罗迪尼亚超大陆裂解事件有关; 花岗岩结晶年龄为451±1.7Ma, 形成于俯冲碰撞造山后抬升阶段, 对应于区内深俯冲陆壳的折返时代, 此时超高压变质岩石发生了麻粒岩相的退变质作用, 随后411.3±1.8Ma又受到另一期地质事件的改造。     

准噶尔盆地表层沉积物的稀土元素特征与物源指示

准噶尔盆地的新生代沉积的物质来源对认识中亚地区乃至全球气候环境演变、亚洲内陆干旱化以及粉尘输送路径等关键科学问题都具有重要的意义,但目前对盆地内沉积物的物质来源的研究还比较粗略。文章以准噶尔盆地内不同类型的表层沉积物为研究对象,通过对稀土元素特征的研究进一步探讨盆地内不同沉积的物质来源与相互联系。研究结果表明：准噶尔盆地不同区域表层沉积物的稀土元素含量（不含Y元素）变化较大,变化范围为55.54~194.44 μg/g;大部分样品的δCe值在0.95~1.05之间,未见明显的Ce异常,指示了盆地内整体干旱环境下较弱的风化成壤作用,而Eu异常和UCC标准化配分模式表现出的复杂变化,可能指示了准噶尔盆地表层沉积物物质来源的多源性。根据盆地内表层沉积物的稀土元素总量、配分模式以及δEu值表现出的不同特征,结合了盆地内的区域地形和盛行风向等要素,认为盆地东部的戈壁砂和周围山地的基岩碎屑物之间存在着一定的物源继承,同时强劲的西北风也为该地带来了来自盆地北部和中部的物质来源;北部的阿尔泰山碎屑物质是盆地北部戈壁砂和沙漠砂的主要物质来源,但戈壁砂表现出的Eu中度亏损和较高的ΣREE值可能代表着该区域还存在更为广阔的物源;盆地西部各类沉积物之间表现出的稀土元素特征的相似性表明该地缺乏外界物质的参与,物源具有明显的局域性;盆地南缘的沙漠砂和河流表层沉积物主要来源于天山碎屑物质经冰川磨蚀及寒冻风化等作用形成的粉砂粒级物质,但是该地的黄土在地形和风向的影响下表现出了复杂的物质来源,盆地中的沙漠、天山碎屑物质、盆地东部的戈壁砂,甚至于中亚广大荒漠区的粉尘都为黄土提供了部分物源。