鹤庆盆地湖相岩心磁化率记录及其古环境意义

鹤庆盆地位于受印度季风影响的中国西南地区, 沉积连续, 厚度大, 是古环境研究的理想场所。本文主要通过对鹤庆湖相岩心磁化率记录的分析研究, 并结合碳酸盐、烧失量和粒度特征对古环境变化的响应机理, 探讨了沉积物中磁化率的古环境指示意义。本研究发现, 磁化率与碳酸盐和烧失量具有显著的相反变化; 而与粒度的关系较为复杂。磁化率与指示粗颗粒变化的中值粒径在含砂(砾)层具有较好的正相关关系; 与指示细颗粒变化的 < 4μm颗粒的相对含量, 在湖相粘土沉积中具有较为明显的正相关关系, 表明湖相沉积物中的亚铁磁性矿物主要来自于外源带入的粘土粒级碎屑物中。通过分析磁化率对古环境变化的响应机制, 并结合碳酸盐含量、烧失量和粒度变化特征, 本研究认为鹤庆盆地湖相岩心的磁化率记录可以用来反映水动力对物源区地表的侵蚀强度和搬运状况, 与流域内植被覆盖和降雨量密切相关。在干旱的冰期, 植被覆盖度较低, 地表侵蚀加剧, 带入湖泊的粘土粒级碎屑含量增加, 磁化率增高; 在湿润的间冰期, 植被覆盖度较高, 地表侵蚀减弱, 粘土粒级碎屑物的带入量减少, 磁化率降低。      

南京地区早三叠世碳酸盐沉积动力过程初探

【目的】早三叠世碳酸盐沉积揭示了二叠纪末生物大灭绝之后的沉积环境剧变，如何用沉积动力学方法获取沉积环境信息，其主要困难是现场观测不可实施、初始和边界条件未知、沉积物来源和去向未知。新的思路之一是根据复杂系统理论重构控制方程，以达到正确计算或模拟的目的。【方法】针对南京地区早三叠世和龙山组24个周期的泥质—碳酸盐沉积，构建沉积环境参数计算方法，提取沉积记录信息。【结果】各周期性沉积的垂向尺度为100～102 cm，碳酸盐层与泥质层交替出现，沉积构造以纹层为特征，在24个周期中碳酸盐沉积厚度占74%，沉积构造以纹层为特征；根据泥质层的沉积速率推算每个周期的时间尺度为5～40 ka，虽然泥质层厚度只占总厚度的26%，但却占总时长的73%；泥质和碳酸盐物质沉积速率、沉降通量、水层悬沙浓度、碳酸盐物质产出、生物生产等各项环境参数与现今深海碳酸盐沉积环境相当。【结论】该沉积记录反映研究区域古海洋环境和气候变化特征，但计算方法的进一步改进有赖于碳酸盐沉积的杂质含量、纹层厚度和保存潜力、沉积物和有机质来源等约束条件的确定。     

磁化率测量在沉积锰矿床中的应用

为研究磁化率在沉积锰矿床中的应用,对广西下雷锰矿床的钻孔岩心进行了磁化率测量试验。结果表明,含锰岩系中矿层磁化率与围岩磁化率明显不同,通常碳酸锰矿磁化率值比围岩要高出1~2个数量级,而围岩中硅质岩、灰岩、泥岩的磁化率无明显差异。磁化率可作为野外快速判别含锰岩系的代用指标。通过讨论下雷原生碳酸锰矿的磁化率异常,认为碳酸盐矿物磁性很低,对磁化率的贡献极小,磁化率异常高值指示与其伴生的铁质矿物;碳酸锰矿中含有磁性矿物,其磁性强弱决定了矿层磁化率的大小;黏土矿物中的绿泥石可吸附含铁的强磁性物质,绿泥石及其含量是影响碳酸锰矿磁化率的一个重要因素。     

中国帕米尔地区黄土上部色度变化特征及古气候意义

以中国境内帕米尔黄土-古土壤序列为研究对象,对剖面上部进行土壤色度指标与其他常用气候替代指标（如磁化率、碳酸盐和有机碳）对比研究后发现:在帕米尔黄土沉积期间,亮度L*很大程度上受控于颜色分量a*和b*,进而可能与影响a*、b*的物质相对含量有关。红度a*在整个黄土-古土壤剖面中变化特征明显,与磁化率呈明显的负相关关系,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切。由于a*和b*具有较高的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相似的气候因子。色度a*、b*和亮度L*的变化表明其可以作为帕米尔地区良好的气候代用指标,结合磁化率共同反映该地区的古气候变化过程。     

南海ODP1144站深海沉积牵引体的岩石物理模型研究

ODP1144站是南海唯一钻揭深海沉积牵引体的站位,其完整的岩芯和测井资料为开展该沉积牵引体的岩石物理模型研究提供了良好的基础。此项研究对于理解南海深海沉积物中岩性参数与弹性参数间的关系具有重要意义,并可为根据反射地震资料开展定量岩性参数预测提供依据。对现有的深海沉积物岩石物理模型包括Wood悬浮模型、等球体颗粒接触模型、Sun速度一孔隙度关系模型进行了综述。根据岩芯分析资料将1144站深海沉积物的矿物组分简化为粘土矿物、碳酸盐、陆源碎屑和硅质生物4类;其中后3种组分的弹性模量及密度值分别由其代表矿物——方解石、石英及蛋白石的理论值代替,粘土矿物组分的等效弹性模量和等效密度则分别由Voigt-Reuss-Hill平均和体积平均计算得出。将3种岩石物理模型应用于1144站,计算得出深海沉积物的纵波速度并将其与声波测井纵波速度进行比较。结果表明,Sun模型计算结果与实测结果的吻合最好,误差最小;Wood模型所得结果在浅层与实测结果较吻合,在深层与实测结果出现偏差,误差较小;而等球体颗粒接触模型计算结果整体偏高,误差较大。     

南海深海短柱样的磁性地层学特征

对南海５个深海短柱样的磁性地层学特征进行研究后表明，在陆坡柱样沉积物中位于岩芯深约３ｍ处的反向磁性段可与蒙戈磁偏移相对比。因此，对沉积速率相对较高的陆坡碳酸盐相而言，利用反向磁偏移地层事件，可以对代表地质时限较短的深海短柱样进行等时面分析。     

赤道东经90°海岭3.5Ma以来远洋记录反映的重大环境事件

通过对东经90°海岭ODP758钻孔岩心3.5Ma以来的浮游有孔虫远洋记录的研究,结合岩性地层、稳定同位素地层、碳酸盐地层等资料,探讨了喜马拉雅山加速隆升、"中更新世气候转型"、"中布容溶解"事件等重大构造、环境事件在研究区的表现及相关机制。通过对各项指标的分析和对比,根据ODP758岩心的有孔虫组合面貌、古温度、古盐度和古温跃层的变化情况,推断研究区在1.4～0.7Ma期间的气候变化可能是在"中更新世气候转型"条件下发生的。碳酸钙、碳酸钙沉积通量和非碳酸钙沉积通量曲线在1.7Ma时快速增长,与现有资料显示的青藏高原的隆升历史相符,分别与青藏高原隆升过程中的青藏运动A幕、B幕、C幕(1.7Ma)和昆仑-黄河运动(1.2～0.6Ma)相当。碳酸钙含量、大于150μm的粗组分含量、浮游有孔虫沉积通量和浮游有孔虫生物地层揭示出在0.5～0.4Ma期间研究区深海碳酸盐遭受了强烈溶解。此事件与大西洋、太平洋、印度洋及南沙海区沉积记录中的"中布容溶解"事件一致。     

黄土高原风尘序列的碳酸盐成因及其风化过程

碳酸盐是黄土高原风尘序列的主要组成部分,其含量与原生碳酸盐溶解、再沉淀,以及含钙硅酸盐化学风化强度等密切相关。碳酸盐在表生环境下极易移动,且其迁移变化受大气降水、温度等古气候所制约,因此黄土次生碳酸盐记录了古气候的重要信息。甘肃西峰赵家川剖面碳酸盐含量、磁化率的系统测定和风尘序列地质特征研究表明,在整个剖面中,碳酸盐含量和磁化率曲线呈显著的负相关,并从剖面上部到红粘土底部,碳酸盐含量有增加趋势。黄土、古土壤和红粘土沉积分别处在不同风化阶段:黄土化学风化最弱,处于钙质残积阶段,古土壤处于强烈钙质淋溶阶段和硅铝残积阶段,红粘土化学风化最强烈,处于硅铝残积阶段或红土化阶段;不同的化学风化阶段古气候性质有别。     

贺兰拗拉谷北段奥陶系等深流沉积

采用野外观察描述和室内分析相结合的方法,以桌子山剖面奥陶系沉积相研究为基础,识别出了典型的碳酸盐等深流沉积。首次采用Fischer图解法,求取了碳酸盐等深流沉积其可容空间变化曲线。参照野外的样品化学分析数据,得出深水等深岩的生烃能力较好,故对等深岩的研究具有潜在的矿产意义。在未来研究上,应运用地震波识别、遥感等现代科技调查手段,进行多学科综合研究,尽快建立一套完善的识别标志,以促使其逐渐成为沉积学中一个更为完善的研究领域。     

用油水相对渗透率确定镇泾油田长6储层的产液情况

油水相对渗透率可以精确刻划出油、水二相流体在孔喉中的流动情况,通过阿尔奇方程准确求取储层的含水饱和度,建立适合镇泾油田的束缚水饱和度计算模型,并运用"岩心刻度测井"的方法,通过回归法,用实测油、水相对渗透率曲线求取琼斯方程中的区域参数,最终建立适合本区的油水相对渗透率经验公式。结果表明,用测井数据可以进行油、水相对渗透率的计算,并且完全满足评价储集层的产液情况。由此建立的油水相对渗透率解释模型,可以进行镇泾油田长6储层的油、水层的划分,并对油、水分异不彻底的储层进行测井评价,有着重要的参考价值。     

Exploring Physical Indicators for Carbonate Contents in Deep Sea Sediments

To determine carbonate contents of deep sea sediments using physical properties is an enjoyable and efficient paleoceanographic way, which has been processed successfully in many studies based on a low resolution, but rather than a high one. A series of mathematical methods including the least square method were used in this study to build multiple regression equations between color reflectance and carbonate content, and between magnetic susceptibility and carbonate content, based on the data of color reflectance and magnetic susceptibility collected via the ODP Leg 184 cruise, as well as measured carbonate contents. We found that percent carbonate estimated with diffuse reflectance is closer to the measured one than that estimated with magnetic susceptibility, and the multiple regression equation is varied in different sites.     

福建白垩系沙县组地层磁学特征及其环境意义

广泛分布于中国南方的白垩系巨厚地层被认为是河湖相沉积,蕴含着丰富的古气候古环境变化的信息。白垩纪是典型的温室时期,其气候特征可以为当代和未来温室气候研究提供重要借鉴。对位于中国东南的福建省三明市沙县和永安地区的白垩系沙县组典型地层进行了系统的环境磁学参数测量,结合漫反射光谱(DRS)和色度指标,探讨了该地层磁学特征及其环境指示意义和红色的成因。结果表明:1)红色调和黄色调地层的主要磁性矿物分别为赤铁矿和针铁矿,均含有顺磁性矿物和极少量的亚铁磁性矿物;2)相对于粗粒的砂岩,细粒的粉砂岩赤铁矿含量较高;3)红色赤铁矿与黄色针铁矿均形成于成岩阶段之前,具体形成阶段与形成原因需要具体分析;4)红色调地层的赤铁矿指示高温的气候环境;黄色调地层的针铁矿指示局部的湿润环境。磁学参数变化的具体环境指示意义需要进一步研究。     

新疆阿克苏地区中、上奥陶统碳酸盐岩磁化率与层序地层关系

通过对新疆阿克苏地区中、上奥陶统185块碳酸盐岩样品的磁化率测量和统计,结合碳酸盐岩微相分析和层序地层研究,探讨了碳酸盐岩磁化率变化与沉积环境、层序界面、准层序(组)等之间的关系。研究结果表明:深水低能环境下沉积的钙质泥岩、瘤状灰岩、泥灰岩等通常对应于磁化率低值,且磁化率曲线较为平直;浅水高能环境下形成的含鲕粒砂屑灰岩、鲕粒灰岩等通常对应于磁化率高值;碳酸盐岩地层中淹没型层序界面对应于磁化率测量值的明显减小;准层序(组)的上部单元碳酸盐岩磁化率值比下部单元明显增大,并且其曲线常呈高频振荡状。     

西峰剖面高分辨记录指标研究及古气候重建

对甘肃省西峰黄土- 红粘土剖面的夏季风替代性指标作了全面、系统的测试,包括磁化率、频率磁化率、碳酸盐、有机质和游离氧化铁的测定,并通过碳酸盐和磁化率值来初步恢复古气候变化特征。结果表明, 频率磁化率、有机质、游离铁和磁化率具有正相关关系,而碳酸盐变化与磁化率呈负相关,它们都可以很好地作为夏季风替代性指标。通过数学模型认为整个第四纪古气候变化大致可分为三个大的阶段：0~1.1 Ma BP,1.1~1.9 Ma BP和1.9~2.6 Ma BP。从0.1 Ma 以来,降水量和年均温都有降低趋势,说明气候向着越来越干冷的方向演化。     

晚泥盆世古土壤元素地球化学特征及其古气候意义

有重要的地学意义。本文通过野外观察,结合常量元素、碳酸盐和磁化率,对祁连山东段甘肃白银地区晚泥盆世古土壤地球化学特征及古气候进行研究。结果表明：大红沟（DHG）剖面和磁窑（CY）剖面古土壤碳酸盐含量从剖面顶部向下是逐渐呈升高趋势,由于碳酸盐溶解度小,导致碳酸盐在土壤中聚集,形成钙质土壤表明气候环境是干旱或半干旱。通过对DHG和CY剖面样品常量元素分析,发现其化学成分相对均一,Na、Ca值较低,古土壤化学风化指数（CIA）平均值为46.59,显示出较弱的化学风化强度,气候环境为干旱。磁化率范围为3.14×10^-8 m³/kg～11.2×10^-8 m³/kg,磁化率的变化反映了古土壤的风化成壤强度的变化情况,DHG剖面的磁化率明显高于CY剖面,表明DHG剖面的风化成壤作用强,CY剖面的风化成壤作用弱。同时结合泥裂和肺鱼洞穴遗迹所反映的干旱—半干旱气候特征,推断研究区晚泥盆世时期气候以干旱—半干旱为主。     

Influence of sedimentary setting on the use of magnetic susceptibility: examples from the Devonian of Belgium

Bulk magnetic susceptibility measurements on sedimentological samples from all geological periods have been used widely in the last two decades for correlations and as a proxy for sea‐level variations. This paper explores the link between magnetic susceptibility, depositional setting and environmental parameters. These environmental parameters include distal–proximal transects, microfacies successions and fourth‐order trends on different carbonate platform types (platform, ramp, carbonate mound or atoll) during different Devonian stages (Eifelian, Givetian and Frasnian). Average magnetic susceptibility values over a distal–proximal‐trending facies succession vary markedly with depositional setting. On carbonate platforms, average magnetic susceptibility generally increases towards the top of shallowing‐upward sequences. On a distal–proximal transect, average magnetic susceptibility is intermediate for the deepest facies, decreases for the reef belts and increases to a maximum in the back‐reef zone. In ramps and atolls, magnetic susceptibility trends clearly differ; average magnetic susceptibility generally decreases towards the top of shallowing‐upward sequences and is highest in the deepest facies. The strong relationship between magnetic susceptibility, facies and sequences implies a strong environmental influence. However, the different responses in the different platform types suggest that sea‐level changes leading to variation in detrital input is not the only parameter controlling average magnetic susceptibility values. Other primary or secondary processes also probably influenced magnetic mineral distribution. Primary processes such as carbonate production and water agitation during deposition are probably key factors. When carbonate production is high, the proportion of magnetic minerals is diluted and the magnetic susceptibility signal decreases. High water agitation during deposition will also selectively remove magnetic minerals and will lead to low average magnetic susceptibility values. These parameters explain the lowest values observed on the reef platform, inner ramp and atoll crown, which are all in areas characterized by higher carbonate production and greater water agitation during deposition. The lowest values observed in the lagoon inside the atoll crown can be related to detrital isolation by the atoll crown. However, other parameters such as biogenic magnetite production or diagenesis can also influence the magnetic signal. Diagenesis can change magnetism by creating or destroying magnetic minerals. However, the influence of diagenesis probably is linked strongly to the primary facies (permeability, amount of clay or organic matter) and probably enhanced the primary signal. The complexity of the signal gives rise to correlation problems between different depositional settings. Thus, while magnetic susceptibility has the potential to be an important correlation tool, the results of this investigation indicate that it cannot be used without consideration of sedimentary processes and depositional environments and without strong biostratigraphical control.     

广丰盆地晚白垩世周田组红层沉积特征及古气候意义

中国东南地区白垩系陆相红层分布广泛,是了解白垩纪温室气候陆地沉积响应的重要载体。但对这些红层的沉积环境尚有"水下"和"水上"之争议,古气候意义还需要进一步挖掘。以广丰盆地毛村剖面晚白垩世周田组为研究对象,通过野外剖面测制及古土壤样品色度、磁化率、碳酸钙含量等实验测试,分析沉积环境与古气候。周田组红层岩石类型可划分为古土壤、砂岩和砾岩。古土壤几乎分布于整个剖面,其中钙质结核、钙板层发育,可见遗迹化石及土壤滑擦面。砂岩与砾岩仅分布于部分层位,砂岩以中-粗砂岩为主,砾岩以中砾岩为主,发育平行层理和粒序层理构造。研究区古土壤样品的碳酸钙含量与低频质量磁化率联系密切,可作为气候变化的替代指标,而色度指标具有区域性,对该研究区的气候指示不明显。碳酸钙含量与磁化率曲线变化明显,记录了红层沉积阶段气候干湿交替的变化趋势。周田组红层沉积于强氧化环境并伴有季节性降水,古气候具有由相对湿热逐渐变化为干热的趋势。     

Research of the Rock Magnetic Susceptibility Characteristics in Southern Hotan Region in Xinjiang

In order to cooperate with 1∶ 50000 aeromagnetic survey work, master the rock magnetic characteristics and fill in the material blank of rock magnetic susceptibility data in southern Hotan Region in Xinjiang, we carried out regional rock magnetic susceptibility investigation work in the region from 2013 to 2015 years, completed properties measurement work of 331 points, obtained 10 256 effective volume magnetic susceptibility data and collected 270 pieces of rock samples. According to classified statistics in detail for the measured data and further analysis, we found that the magnetic susceptibility of this region rocks was mainly influenced by the mineral composition of rocks, structure and space-temporal distribution. The magnetic susceptibility of acid or medium-acid intrusive rocks was mainly decided by the content of the biotite in rocks, and the contribution of biotite to the magnetic susceptibility of acid or medium-acid intrusive rocks was higher than other super paramagnetic minerals. The magnetic susceptibility of the same lithology rocks was high along the distribution of deep fault, and was relatively low along the secondary fracture distribution. The magnetic susceptibility of acid or medium-acid intrusive rocks in early Paleozoic was higher than the magnetic susceptibility of acid or medium-acid intrusive rocks in the late Paleozoic. This research work can provide an important basis for the aeromagnetic data interpretation, geological prospecting and tectonic evolution research.