闽西晚白垩世红层的古环境探究

中国东南地区白垩纪红层通常被认为是陆相红色碎屑沉积物,是河流湖泊相沉积,但其古环境存在争论.本文以闽西晚白垩世红层为研究对象,利用环境磁学、粒度、地球化学、古土壤分析等方法,选取连城（LC）和冠豸山（GZS）两个剖面,分析探讨红层的古环境.结果显示：（1）闽西红层主要以细的粉砂颗粒为主,黏土和砂含量较少,表现为粉砂和砂互层,夹有薄层细粒砂砾层;样品磁化率偏低,主要载磁矿物为硬磁性矿物赤铁矿.（2）闽西红层有较高的风化程度,是暖湿气候下的中等风化程度;轻重稀土元素分异明显,Ce元素富集,Eu元素相对亏损,与上地壳（UCC）的分配模式相似,表明沉积物经历了充分混合,物质为混合沉积产物.（3）闽西红层虽然发育了一定的古土壤,但是成壤程度不强,没有明显的古土壤粘化层（Bt）和钙积层（Bk）.由此推断,闽西红层沉积物在沉积前已在源区经过相当程度的风化过程,之后经过混合动力搬运沉积在盆地,沉积后风化成壤弱.可见,红层本身并不能直接反映沉积区环境,需结合古土壤发育特征判断沉积环境特征和变化.（4）闽西晚白垩世红层表现为相对干旱半干旱的古环境,红层中主要的着色矿物赤铁矿主要形成于源区,反映了地表透水性良好的干燥氧化条件,而不是"水成"环境.本文可为白垩纪红层古环境研究提供新的思路.     

吐鲁番山间盆地早白垩世岩石的磁组构和古地磁新结果

为进一步认识天山褶皱带及其南北两侧块体在印度板块和欧亚大陆始新世碰撞前的古构造格局, 揭示该地区在印度/欧亚大陆碰撞后的总的运动学特征, 我们在中国西部的吐鲁番山间盆地内开展了系统的白垩纪古地磁研究. 经系统热退磁, 绝大多数样品可分离出一具双极性特征的高温剩磁分量. 热退磁特征和岩石磁学结果表明这一高温特征分量主要为赤铁矿所携带. 正的褶皱和倒转检验结果表明此高温特征分量为成岩时或稍后获得的原生剩磁. 与中国西部各块体上所获得的白垩纪古地磁结果相类似, 吐鲁番山间盆地的早白垩世古地磁结果相对于稳定的欧亚大陆之间仍存在一定的倾角偏差. 但磁组构研究表明吐鲁番盆地早白垩世胜金口组砂岩不仅具有较弱的磁化率各向异性度, 且磁化率各向异性度与高温特征剩磁倾角之间几乎没有相关性. 由吐鲁番盆地早白垩世古地磁极与塔里木和准噶尔地块的结果及稳定欧亚大陆的古地磁视极移曲线相对比, 发现吐鲁番山间盆地在新生代印度板块的碰撞和持续挤压下相对于其南侧的塔里木地块未发生明显的构造运动; 但相对于其北侧的准噶尔地块和欧亚大陆之间可能存在明显的南北向构造缩短.     

兰州地区晚第三纪磁性地层与古环境意义

兰州地区位于黄土高原和青藏高原的过渡带,其第三纪地层对研究风尘沉积发育和青藏高原隆升都有着特殊的意义.本研究以0.5 m间距对兰州盆地皋兰山剖面240 m的晚第三纪地层进行古地磁样品采集,古地磁样品共计422个;以50 ℃为间隔从室温至500 ℃用热退磁仪和超导磁力仪完成了皋兰山剖面样品的系统热退磁和剩磁测量.结果表明皋兰山剖面上部地层的实测极性柱出现2个负极性大段中间夹着4个正极性小段,其特点与Gilbert时的典型特征完全一致,并且两端未完全出露的正极性分别与Chron2A.3n和Chron3An.1n相对应,最终确定皋兰山剖面的年代为6～3.5 Ma.由此推断,皋兰山剖面顶部的五泉砾岩形成大约开始于3.5 Ma,五泉砾岩底界年代的确定,为青藏高原的A幕运动提供了地质证据.皋兰山剖面深度602 m处出现由河湖相砂岩向以风成红粘土为主常夹有薄层砂岩的地层转变,通过岩性地层及年代的推断,兰州地区的风尘序列堆积发育的年代至少为7 Ma,与黄土高原风尘序列堆积底界8～7 Ma基本一致,说明了兰州地区与黄土高原在风尘序列堆积过程中具有统一性.     

福建永泰晚白垩世石帽山群火山岩的古地磁结果及其意义

福建永泰晚白垩世石帽山群由玄武岩、安山岩和流纹岩等组成.对石帽山群凤际-二楼-云山剖面的岩石磁学研究显示,样品中磁性矿物为假单畴-多畴的磁铁矿和赤铁矿.通过系统热退磁实验,19个采样点共383块样品获得了稳定特征剩磁分量,得到剖面的古地磁极位置为83.1°N,152.6°E(N=19,A95=3.9°),散度SB为9.0.剖面采样点的虚地磁极(VGP)呈Fisher分布、散度SB与白垩纪正极性超时(CNS)纬度散度关系的理论值在95%置信水平上一致,表明剖面所得古地磁极已消除了地磁场长期变的影响.该古地磁极与欧亚大陆90Ma古地磁参考极比较,二者在95%置信水平上一致,不支持白垩纪以来华南块体与欧亚大陆在纬向上存在明显的南向运动.此外,文中还讨论了CNS期间地磁场长期变特征.     

河北滦平盆地早白垩世古地磁结果的构造意义

通过河北滦平盆地早白垩世16个采点95块样品的古地磁研究,获得其特征剩磁方向为:D=347.8°, I=50.4°α₉₅=7.1°;相应的极位置为:经度=346.3°E,纬度=76.1°N,dp=6.4°,dm=9.5°,古纬度=31.1°.通过对比华北地块中鄂尔多斯盆地的早白垩世古地磁结果,表明滦平盆地自早白垩世以来相对于鄂尔多斯盆地发生了30.7°±9.8°的逆时针旋转,而纬度方向上没有明显的变化,这一构造旋转可能与区域断裂活动和构造滑脱,以及库拉-太平洋板块自早由垩世以来朝NNW-NWW方向的挤压,与中国东部大陆的碰撞有关.     

冀北承德盆地早白垩世火山-沉积地层地质年代学研究: 对热河生物群时空演化的制约

热河生物群是世界闻名的陆相生物化石宝库, 保存了大量特异埋藏化石, 为研究早白垩世脊椎动物、昆虫和植物的演化提供了绝佳的素材.依据古生物组合的不同, 将其分为早、中、晚三期, 分别赋存于河北丰宁花吉营组、辽西义县组和九佛堂组及其周边地区相当层位.河北承德—围场地区处于早-中期热河生物群分布地区的过渡地带, 近年来不断的化石发现为研究华北克拉通破坏及其对陆地生态系统的影响提供了关键证据.但由于缺乏准确的年龄约束, 对于含化石层位的准确时代及其与邻区地层对比存在较大争议.本文利用来自于河北北部承德盆地袁家庄剖面的3个安山岩样品的锆石, 进行化学熔蚀-离子探针(CA-SIMS)锆石U-Pb定年, 获得年龄为129.6~128.7 Ma.结合前人发表的磁性地层学结果建立了新的磁性地层学对比方案和新的综合年代框架, 揭示了该剖面火山-沉积序列记录了古地磁极性序列M8n-M7n, 进一步证明了袁家庄剖面的陆相火山-沉积层序属于欧特里夫晚期.结合区域内前人年代学结果, 将该区域热河生物群化石层时代限定为130~127 Ma.年代地层学对比结果显示, 承德盆地早白垩世火山-沉积序列与滦平盆地大店子组和森吉图—四岔口盆地花吉营组上部时代相当, 明显老于辽西义县组时代, 揭示了华北克拉通北缘早白垩世陆相地层的自西向东逐渐年轻的特征.

     

东昆仑-阿尼玛卿-巴颜喀拉地区早二叠世的生物古地理特征

东昆仑、阿尼玛卿、巴颜喀拉地区早二叠世生物的古地理分布自北向南可明显地划分出3个小区, 即东昆仑南坡小区、阿尼玛卿小区和巴颜喀拉小区. 东昆仑南坡小区和巴颜喀拉小区在生物组成及生态特征上十分相似, 生物不仅种类多, 而且数量十分丰富, 并广泛发育生物礁. 而处于两者之间的阿玛卿小区的生物种类则相对单调, 含量也较低. 造成本区生物古地理分异的主要原因是由于早二叠世时阿尼玛卿洋的阻隔作用. 在阿尼玛卿地区, 具相当厚度且不受陆源物质污染的早二叠世紫红色深海软泥和放射虫硅质岩的广泛分布, 说明当时的阿尼玛卿洋已具相当的规模. 宽阔的深水洋盆对某些底栖生物来说是一道难以逾越的鸿沟, 使得只有一部分生物能够到达洋盆中的孤岛. 狭小的岛屿生存空间和恶劣的环境条件又进一步影响到生物的丰度和分异度. 通过对玄武岩地球化学的研究和分析, 发现上述3个地区玄武岩所反映出来的大地构造背景与生物古地理分区呈现良好的耦合关系.     

晚二叠世-早三叠世海水的锶同位素组成与演化——基于重庆中梁山海相碳酸盐的研究结果

测试了重庆中梁山剖面晚二叠世-早三叠世60个海相碳酸盐样品的锶同位素比值,建立了相应的演化曲线,同时分析了这些样品的SiO2,CaO,MgO,Mn和Sr含量,以评估样品锶同位素组成对海水的代表性以及样品溶解过程的合理性.除7个样品的Mn/Sr比值大于2,其锶同位素组成对海水的代表性相对较差以外,绝大多数样品的锶同位素组成对海水都具有较好的代表性.在已报道的晚二叠世-早三叠世海水的锶同位素演化曲线中,中梁山剖面是数据密度最大,曲线最为完整的.曲线总体演化趋势具有很好的全球一致性,^87Sr/^86Sr比值整体上呈现随时间变化单调上升的特征,最小值（0.707011）位于晚二叠世,最大值（0.708281）出现在早、中三叠世界线附近.全球古陆植被缺乏和风化作用加剧是早三叠^87Sr/^86Sr比值随时间单调上升的主要原因.重庆中梁山剖面二叠纪三叠纪界线是一个全球认可的界线,界线处6个样品的^87Sr/^86Sr比值仅在小数后第5位变化,其平均值为0.70714,与Korte等在2006年公布的0.70715（样品来自有铰腕足壳）的二叠系/三叠系界线处^87Sr/^86Sr比值一致（变化在实验误差范围内）,因而提供的二叠系三叠系之交海水的锶同位素组成具有全球意义.可基本确认,二叠纪/三叠纪之交全球海水的^87Sr/^86Sr比值在0.70714-0.70715之间.     

中亚地区晚古生代腕足动物古生物地理与构造古地理的协同演化

在早泥盆世、早石炭世、晚石炭世、早二叠世、中二叠世等腕足动物古生物地理区划研究基础上,通过对比分析,揭示了中亚地区晚古生代腕足动物古生物地理与构造古地理的协同演化关系,既较为合理解释了此地此时腕足动物古生物地理形成的机制,又为此地此时洋、陆位置及其配置关系研究提供了依据.     

北京南口-孙河断裂晚第四纪古地震事件的钻孔剖面对比与分析

南口-孙河断裂是北京市区隐伏的正倾滑活动断裂,其地震危险性备受关注．将槽探研究活动断层古地震的经验引入到钻探工作中,提出了通过土芯识别断层崖崩积层的模式,并采用三重管取芯技术在南口-孙河断裂带附近采集了连续的原状土芯．通过断坎前崩积层识别、地层累计位移限定与下降盘地层增厚现象分析等方法,初步建立了断裂带距今60ka以来由13次地表位错事件组成的古地震序列．根据复发间隔的差异,将地震活动历史分为3个时段．距今60～40ka之间发生了3次地震,复发间隔为10ka左右．40～25ka之间发生了6次地震,复发间隔多为2．5ka左右．25ka以来发生了4次地震,复发问隔变化较大,其中最近3次地震的复发间隔为5ka左右．复发间隔小的时期也是断层滑动速率大的时期．单次事件的同震位移为0．8—2．2m,均值为1．4m,矩震级相当于6．7～7．1级．研究认为通过钻探技术研究正断层的古地震事件是可行的,但要获得完整的古地震序列,需要足够密集的钻孔和连续的原状土芯．     

柴达木盆地东部晚海西-印支期剥蚀量与隆升历史——多种古温标与沉积学证据的制约

柴达木盆地东部周缘造山带内保存有较完整的晚古生代-早中生代沉积记录,但盆地内至今仍未发现二叠系-三叠系.为探讨柴东地区二叠纪-三叠纪有无沉积及隆升历史等关键地质问题,本文首先利用古温标法恢复晚海西-印支期剥蚀量,随后,通过物源分析法获得印支期柴东北缘隆升的沉积学证据.结果表明,印支运动前,柴东地区残留石炭系顶界面埋深普遍超过2500 m,晚海西-印支期剥蚀量为2100~4300 m,剥蚀量从南往北逐渐减小.柴东地区曾沉积了2000~3000 m的二叠系-三叠系,随后被整体剥蚀.晚二叠世以来,随着古特提斯洋往北俯冲,盆地周缘开始隆升.早三叠世柴东北缘经历了一次快速隆升,先期的多套沉积地层与结晶基底被迅速剥蚀并为宗务隆南缘的隆务河群砾岩沉积提供物源.中三叠世海水往北和往东退出研究区.晚三叠世,松潘-甘孜地体强烈碰撞挤压使得东昆仑-柴达木地体下地壳显著缩短和增厚,柴东地区被整体抬升,并且形成了南高北低的古地貌格局,在古气候与水系作用下,二叠系-三叠系与部分石炭系被全部剥蚀并搬运至宗务隆、南祁连及松潘-甘孜一带.

     

黄土高原北部晚新近纪“吴起古湖”的古地磁年代学与古环境记录

晚新近纪以来中国北方堆积的风成红粘土-黄土序列是古气候信息的良好载体, 在黄土高原北部的吴起地区存在一套湖相沉积物, 层位上介于第四纪黄土与晚新近纪红粘土之间, 但该古湖存在的具体时限尚不清楚. 我们利用岩石磁学及古地磁年代学方法并结合多种气候指标对代表“吴起古湖”的土佛寺剖面进行了初步研究, 结果表明湖相沉积物中特征剩磁的载体主要为磁铁矿和赤铁矿, 在此基础上得到的磁极性序列能很好地与国际地磁极性年表对比, 剖面起始于4.28 Ma B. P.左右, 湖相沉积层起始于3.0 Ma B. P.左右, 结束于1.2 Ma B. P.左右. 岩性、磁化率、粒度和沉积速率变化均反映出这一时期该地区环境变化的总体趋势是由暖湿向冷干发展, 期间“吴起古湖”的演化大致经历了三个阶段: 3.0~2.5 Ma B. P.为古湖形成时期, 水体相对较深; 2.50～2.05 Ma B. P.期间受古气候变化的影响湖水明显变浅; 2.05~1.20 Ma B. P.时古湖中仍有一定量的水体存在, 但随后逐步缩小并最终消亡. 该地区气候条件在1.2 Ma B. P.左右的恶化是导致吴起古湖消亡的主要因素, 区域构造活动引起的北洛河溯源侵蚀并切穿湖盆可能也是原因之一.     

中国南方晚二叠世-早三叠世礁区生物群落演替序列与古环境变化——以四川盆地东北部盘龙洞剖面为例

四川盆地东北部宣汉县盘龙洞剖面晚二叠世至早三叠世剖面发育著名长兴期海绵礁.川东北地区由于强烈白云石化作用的破坏,二叠-三叠系地层界线难以确定.本次研究从盘龙洞剖面的上二叠统长兴阶长兴组到下三叠统印度阶飞仙关组依次识别出6个古生物群落:苔藓虫-古始孔藻-钙质海绵礁群落、钙质绿藻-有孔虫-海百合群落、小腹足有孔虫群落、介形虫-小腹足-囊状微生物群落、介形虫-小腕足群落和非钙化蓝细菌群落通过群落演替和古环境分析,将该剖面的二叠系-三叠系界线定在发育囊状微生物群落的钙质微生物岩中部.盘龙洞剖面的晚二叠世到早三叠世群落演替序列与我国南方其他地区同期礁区剖面比较一致,表明华南各地区P-T重大转折时期具有一致的古环境变化.研究表明:(1)中国南方长兴期海绵礁一般在大灭绝发生之前消亡,它们的消亡可能与晚二叠世大海退有关;(2)钙质绿藻-有孔虫-海百合群落替代海绵礁群落并成为大灭绝前的最后一个群落,该群落的灭绝可能与同时发生的一次全球性海平面下降有关;(3)大灭绝之后,首先发育小腹足类、有孔虫为主的生物群落,然后发育以微生物为主的群落,以微生物为主的群落结束后,又一次发育以小腹足类、小腕足等为主的群落,这三种群落之间的替代可能指示大灭绝后环境由贫氧到缺氧,再到贫氧的变化过程;(4)早三叠世正常浅水台地生物丰度极低,以海百合、腹足类和双壳类为主.     

川北旺苍-南江地区晚侏罗世古地磁学研究与真极移的探讨

本文对四川北部旺苍-南江地区晚侏罗世蓬莱镇组进行了较为详细的岩石磁学和古地磁学研究．逐步热退磁揭示出蓬莱镇组岩石所携带的剩磁由两个分量组成,其中低温组分（次生剩磁）的解阻温度低于420℃;高温组分（特征分量）可通过褶皱及倒转检验,由此求得磁偏角和磁倾角分别为18．4°和29．3°（构造校正后）,95％置信回（α95）为8．5°,对应的古地磁极经纬度分别为236．4°E和66．6°N．基于古地磁结果,并结合已有的地质证据,提出根据古地磁学确定的扬子地块晚侏罗世古纬度偏低的原因可能是由真极移造成的．     

川北旺苍-南江地区晚侏罗世古地磁学研究与真极移的探讨

本文对四川北部旺苍-南江地区晚侏罗世蓬莱镇组进行了较为详细的岩石磁学和古地磁学研究．逐步热退磁揭示出蓬莱镇组岩石所携带的剩磁由两个分量组成,其中低温组分（次生剩磁）的解阻温度低于420℃;高温组分（特征分量）可通过褶皱及倒转检验,由此求得磁偏角和磁倾角分别为18．4°和29．3°（构造校正后）,95％置信回（α95）为8．5°,对应的古地磁极经纬度分别为236．4°E和66．6°N．基于古地磁结果,并结合已有的地质证据,提出根据古地磁学确定的扬子地块晚侏罗世古纬度偏低的原因可能是由真极移造成的．     

川北旺苍-南江地区晚侏罗世古地磁学研究与真极移的探讨

本文对四川北部旺苍-南江地区晚侏罗世蓬莱镇组进行了较为详细的岩石磁学和古地磁学研究．逐步热退磁揭示出蓬莱镇组岩石所携带的剩磁由两个分量组成,其中低温组分（次生剩磁）的解阻温度低于420℃;高温组分（特征分量）可通过褶皱及倒转检验,由此求得磁偏角和磁倾角分别为18．4°和29．3°（构造校正后）,95％置信回（α95）为8．5°,对应的古地磁极经纬度分别为236．4°E和66．6°N．基于古地磁结果,并结合已有的地质证据,提出根据古地磁学确定的扬子地块晚侏罗世古纬度偏低的原因可能是由真极移造成的．     

龙陵-瑞丽断裂带附近的构造地貌与断裂活动性

利用ALOS全色、ASTER多光谱遥感影像和SRTM数字高程模型数据解译,并结合野外地质调查和实时差分GPS测量,对龙陵-瑞丽断裂带晚第四纪活动的构造地貌和地质特征进行了研究。综合遥感解译、构造地貌和地震地质调查的结果认为,龙陵-瑞丽断裂带是一条以左旋走滑作用为主的断裂,在晚第四纪具有一定的活动性;并确定了龙陵-瑞丽断裂带各活动段落的空间分布情况。选取朱家寨一带开展了探槽挖掘工作。探槽很好地揭露了基岩中发育的新鲜断层面和晚第四纪冲洪积层,但是未发现断层错动晚第四纪沉积物的迹象。采集了冲洪积层底部的植物化石进行了14C测年,结果为（1150±30）a BP。据此推测,从距今1150年以来,龙陵-瑞丽断裂带活动断层在北段未再发生过破坏性古地震事件。综合分析1976年龙陵地震的发震特点,认为1976年发生在龙陵的大地震未发生在龙陵-瑞丽断裂带上,其震源机制解和余震分布特征表明地震活动与NNW向展布的新生断裂带活动有关,这很有可能造成了NE向龙陵-瑞丽断裂带晚第四纪构造活动性减弱。     

琼北地区北西方向长流-仙沟断裂带晚第四纪活动及与火山活动关系的讨论

琼北地区的火山活动以裂隙喷溢为主,晚更新世道堂期的射气岩浆喷发形成了众多的低平火山口,全新世雷虎岭期火山口主要分布于石山、永兴一带,沿NW向长流-仙沟断裂带分布。近2年在石山一带的射气岩浆喷发物中揭露出多条大规模的断裂,这些断裂带的单个断面虽然类似于地震活断层,但它们缺少断错地貌和断层方向的稳定性,一些断层组合成弧形。尽管这些断裂断面清晰,断距达4m,仍被认为是伴随火山喷发活动后期塌陷而形成的次级断层。此外,位于非火山岩分布区跨长流-仙沟断裂带的钻孔联合剖面探测表明,该断裂带在晚更新世晚期以来不活动。长流-仙沟断裂带晚更新世晚期以来的活动主要表现在作为深部岩浆的上涌通道。     

石英结晶度指数:中国四川盆地及周缘晚奥陶世-早志留世富有机质页岩中硅质为生物成因的定量性新证据

采用石英结晶度指数(QCI)来表征晚奥陶世五峰组(WF)和早志留世龙马溪组(LM)页岩硅质和芦草沟组凝灰质页岩中的"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的结晶状态,以期将两种硅质区分开来.研究发现,五峰-龙马溪组不同笔石带页岩中硅质的QCI值不同.WF2～3、LM1～4笔石带页岩中硅质的QCI值明显比LM5～9笔石带页岩和芦草...