Provenance Study of Fe–Ti Oxide Minerals in the Quaternary Sediments in Yichang Area and Its Implication of Formation Time of the Yangtze Three Gorges, China

The Three Gorges are considered to be critical to understand the formation of Yangtze River. Recent research results suggest that the Yangtze Three Gorges was created during the Quaternary but the exact time is debatable. Fe–Ti oxide minerals are seldom used to study sediment provenance, expecially using scanning electron microscopy(SEM), and energy dispersive spectrometer(EDS). In this study, the provenance of Quaternary sediments in Yichang area, which is located to the east of the Yangtze Three Gorges, was investigated by using SEM and EDS to research Fe–Ti oxides. The Panzhihua vanadium titanomagnetite and Emeishan basalt outcrop are located to the west of the Three Gorges. Further, the materials from them are observed in the Quaternary sediments of Yichang area. Fe–Ti oxide minerals from the Huangling granite are observed in the Yunchi and Shanxiyao Formations, which were formed before 0.75 Ma B.P., whereas Fe–Ti oxide minerals from the Huangling granite, Panzhihua vanadium titanomagnetite, and Emeishan basalt are observed in the riverbed and fifth-terrace sediments of the Yangtze River, which were formed after 0.73 Ma B.P.. Thus, we can infer that the Three Gorges formed after the deposition of the Shanxi Formation and before the fifth-terrace; i.e., 0.75–0.73 Ma B.P..     

长江三峡地区的夷平面在宜昌地区白垩纪—第四纪沉积物中的反映

通过对湖北宜昌地区白垩纪-第四纪沉积演化的研究,发现存在3个明显的沉积旋回,每个旋回由下部颗粒粗大的砾石层和上部颗粒较细小的粉砂-泥质层组成。3个沉积旋回对应了宜昌以西三峡地区3期构造演化旋回,同时反映了三峡地区3期夷平面的存在。结合前人研究结果、古生物化石和对第四系善溪窑组的测年数据,认为3期夷平面形成时代分别为:鄂西期夷平面形成于白垩纪晚期-古近纪的始新世,山原期夷平面形成于上新世-早更新世初,云梦期夷平面形成于早更新世末-中更新世早期。     

三峡巫山黄土Sr-Nd同位素组成与物源示踪

巫山黄土作为中国南方黄土的重要组成部分,弄清该区的物源将为破译这一宝贵沉积记录提供重要的环境信息.对巫山黄土剖面进行了系统取样和Sr-Nd同位素分析,并与黄土高原同期黄土及近源的河流沉积物等进行了比较.结果表明,巫山黄土的87Sr/86Sr值变化范围为0.717 411~0.719 163,平均值为0.717 998,与黄土高原末次冰期黄土的87Sr/86Sr值（变化范围为0.718 235~0.719 673,平均值为0.718 623）几乎一致;巫山黄土ε_Nd（0）值在-10.1~-11.7之间,平均值为-11.4,明显与长江上游现代河漫滩沉积物ε_Nd（0）值（-5.9~-7.2）差别较大,而与黄土高原黄土ε_Nd（0）值（-9.2~-11.3）接近.研究结果表明巫山黄土的粉尘主要为北方输入,与黄土高原黄土同源.据此认为,巫山黄土的形成并不是因为冰期导致三峡地区干旱河滩干涸暴露而引发粉尘近源堆积,这与近年来长江下游下蜀黄土的研究结果有所不同.      

长江三峡非正常含炭粘土沉积及其地质灾害意义

在长江三峡工程库区巫山、奉节、云阳等新县城进行工程地质勘察过程中, 发现在长江岸坡地带存在含炭粘土沉积.对部分含炭粘土进行了14C年龄测定, 年龄测定结果与该含炭粘土层所在高程相当的阶地形成年代不一致, 含炭粘土为非正常沉积.非正常含炭粘土的存在与发现, 一方面揭示出巫山等移民新县城斜坡经历了非正常的形成演化; 另一方面说明长江三峡河谷演化过程中夹杂着突发的地质灾害事件.      

扬子陆块三峡地区莲沱组砂岩中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

对扬子陆块三峡地区黄牛岩剖面莲沱组顶部砂岩中的120颗碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析.结果显示,黄牛岩剖面莲沱组中碎屑锆石的年龄谱具有～880～800 Ma、～2 000 Ma、～2 500 Ma及～2 700 Ma的峰值,其中最年轻的碎屑锆石年龄为724±8 Ma.结合前人对该地区莲沱组顶部凝灰岩开展的年代学工作,将莲沱组顶部砂岩沉积时代限定为724～714 Ma.莲沱组砂岩沉积时间与其中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄接近,反映了其源区地壳物质的快速再循环.碎屑锆石Hf同位素两阶段模式年龄(TDM2)集中在～3.7～3.1 Ga、～2.5～2.0 Ga和～1.3～1.0 Ga,反映其物源区存在古-中太古代、古元古代以及中元古代末期的初生地壳生长.对比近年来三峡地区不同剖面莲沱组砂岩中已报道的碎屑锆石年龄和Hf同位素数据,黄牛岩剖面的莲沱组碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与之以北的王丰岗剖面均存在明显差异,说明莲沱组沉积期两者的陆源物质供给区有较大差别.     

台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义

台湾山溪性小河流每年向边缘海输入巨量沉积物,对东海陆架的沉积过程产生了显著的影响。本文分析台湾两条典型河流(兰阳溪和浊水溪)沉积物的全粒级碎屑重矿物组成,共鉴定出20种重矿物,但重量百分含量较低,为0.004%~0.116%。兰阳溪的主要重矿物组合为:锆石-菱镁矿-赤褐铁矿-锐钛矿-黄铁矿,浊水溪为:锆石-石榴石-赤褐铁矿-钛铁矿-锐钛矿-白钛石。研究流域的碎屑重矿物组成存在明显的沿程不均一性,指示出多数沉积物主要受到近源影响,从上游至下游重矿物组成的继承性较差。因此,基岩性质是河流碎屑重矿物组成的主要控制因素:兰阳溪和浊水溪的下游地区主要受各自流域内第四纪碎屑沉积物的贡献,上游地区则主要受到中央山脉庐山组的贡献。基岩控制起主导作用也使得重矿物指数如ATi、GZi和ZTR等难以恰当地应用于台湾山溪性小河流中。并且,大陆东部典型入海河流的重矿物组成与台湾河流存在明显区别:大陆入海河流中主要重矿物为磁铁矿和绿帘石;与之不同的是,兰阳溪河口富集锆石、菱镁矿和黄铁矿,浊水溪河口富集锆石和石榴石。这种差异主要反映了流域内基岩性质的不同。     

长江三角洲晚第四纪地层沉积物源特征及其对季风气候变化的响应

物源分析可以反演河流系统演化过程中,构造运动、气候变化与海平面升降等因素的影响。选择长江三角洲现代、中全新世和末次盛冰期3个代表性时代的沉积物样品,进行重矿物组合、锆石U—Pb年龄谱系等分析,以揭示不同气候条件下长江三角洲河口沉积物源的变化。与末次盛冰期相比,中全新世沉积物中榍石、锆石含量较低,重矿物GZi指数较大,古元古代锆石含量较高,但白垩纪、新元古代锆石含量较低。这些特征表明中全新世长江河口沉积物有更多源自上游地区的物质,这种变化可能与流域受夏季风影响的降雨量变化有关。初步分析认为,末次盛冰期研究区季风很弱,降雨量和径流量均下降,上游物质较少被搬运至河口;全新世季风加强后,降雨量和径流量均上升,此时河口沉积物更多源自上游,尤其是在中全新世夏季风最强盛期。     

北祁连北大河沉积物碎屑组成及物源正演分析

开展现代河流沉积物的物源分析正演研究,对厘清河流搬运分选过程对不同碎屑成分的影响、不同源区对汇区沉积物的贡献机制以及物源定量分析具有重要意义。对北祁连北大河与洪水坝河现代河流沉积物的物源开展了正演研究,结合砾石成分统计、重矿物分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,分析了流域内不同物源对现代河流不同碎屑成分贡献的差异性。结果表明,两条河流沉积物的特征显示汇区不同碎屑成分对物源区岩性的反映各有侧重。其中砾石岩性能够反映整个流域的主要岩性;砂粒中的重矿物组合也可以反映源区主要岩性,且对重矿物含量较高的岩体或地层（如铁矿）十分敏感;碎屑锆石年龄谱反映了整个流域物源端元锆石的综合贡献,各年龄峰锆石占比与源区各年龄峰锆石贡献呈较好的正相关关系,其中源区沉积岩碎屑锆石的贡献比较显著。通过河流物源正演分析进一步建立现代河流源汇模式是实现物源量化分析的一个可行方向。     

辽东湾周边河流沉积物碎屑矿物组成及其物源意义

对辽东湾周边七条河流下游段河漫滩沉积物的碎屑矿物进行了鉴定,分析了轻重矿物组分的差异、流域基岩类型和沉积物粒度对碎屑矿物组成的影响。轻矿物组成以石英和长石占绝对优势。由于辽东湾西侧河流（六股河、小凌河和大凌河）和东侧河流（双台子河、大辽河、复州河）位于两个构造块体之上,不同的基岩类型导致重矿物组合差别很大。湾西河流普通角闪石含量低、金属矿物含量高,湾东河流则相反,这两种组分能有效区分辽东湾东西两侧的河流,同时也可将滦河与上述河流区分开。石榴子石和普通辉石含量特征可区分湾西三条河流,特征为大凌河前者含量高,小凌河后者含量高,六股河两者含量都很低。绿帘石和阳起石的含量在湾东河流沉积物中差别较大,特征为双台子河前者含量高,大辽河后者含量高,复州河两者含量都很低。七条河流片状矿物和碳酸盐矿物含量低的特征有别于黄河沉积物。     

Grey Prediction of Seismic Activity in the Three Gorges Area of the Yangtze River

On the basis of historical earthquake data and recent observations, two grey models prediction of the next seismic active period and the maximal magnitude of earthquakes which might occur during that period are constructed on the basis of the grey theory. As predicted by the two models, the next seismic active period would last 79 years, and that the maximal magnitude of earthquakes occurring within the period would not exceed 5.2. These results provide an important basis for the assessment of earthquake risks and reduction of disasters in the Three Gorges area.     

扬子西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石物源示踪及其地质意义

扬子板块西北缘碧口微地块华严寺地区碧口群之上发育一套含砾沉积地层,其确切沉积时限对研究该区域的沉积—构造演化具有重要意义。本文对该套地层中的2件砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结果显示,锆石晶型较好,无色透明,磨圆度较差,具典型岩浆生长振荡环带和韵律结构,Th/U比值为0.28~3.6,锆石U-Pb年龄介于706~2489 Ma之间。存在3个主要的年龄组：新元古代年龄组（706~951 Ma）,占92.9%,显著峰值为850 Ma和843 Ma;中元古代年龄组（1017~1080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1628~2489 Ma）,占4.5%。最小年龄组为706~715 Ma（峰值为711 Ma）,结合区域地质和研究资料,华严寺地区沉积地层时代应属于南华纪,沉积时限约为720~635 Ma,物源区主要包括扬子板块西北缘碧口微地块以及南东侧的后龙门山构造带和汉南—米仓山微地块。新元古代晚期碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞—裂解阶段,华严寺地区南华纪沉积为碧口微地块及邻区新元古代岩浆岩在边缘裂谷环境中快速堆积形成。

     

湖北宜昌峡东地区震旦系层型剖面化学地层特征及其国际对比

全球末元古系建系研究是当前国际地层学研究的重要课题之一。我国宜昌峡东地区震旦系沿江剖面研究历史悠久,已有相当深入的岩石地层、生物地层及层序地层研究,并被推荐为国际末元古系候选层序剖面之一。为进一步提高其研究精度,本文系统地研究了震旦系沿江剖面碳酸盐岩同位素化学地层。研究结果表明,陡山沱组底部“碳酸盐岩帽”的δ~(13)C为-3.1‰～-3.7‰,向上为正偏移,至层序Ⅲ(DS3)最大值达+6.7‰。陡山沱组顶部(DS6)再次出现负偏移-2.5‰,构成一个完整的变化周期。同时,~(87)Sr/~(86)Sr值表现出向上增大的变化,由陡山沱组底部(DS1)的0.707743逐渐增高至陡山沱组顶部(DS6)的0.707965;灯影组蛤蟆井段(DS7)的δ~(13)C值变化在-2.5‰～+5‰之间(DS8),至石板滩段中部再次降至+1.7‰(DS10),而后基本保持在+1.7‰～3.6‰之间平稳变动。白马沱段顶部δ~(13)C再次降至+0.5‰,并有向负偏移的趋势。灯影组的~(87)Sr/~(86)Sr值依然出现由老至新递增的趋势(0.708244～0.708993)与当前国际末元古系剖面的化学地层特征基本一致。     

Detrital Zircon Geochronology and Provenance of Core Sediments in Zhoulao Town,Jianghan Plain,China

In our study,the U-Pb age spectrum of detrital zircons from terrigenous sediments is used to determine the sources.The Middle and Upper Reaches of the Yangtze River drain the western Yangtze craton and eastern Tibetan plateau,and take lots of sediments to the Jianghan (江汉) plain.Detrital zircons collected from Zhoulao (周老) core provide an ideal sample for the provenance studies.Here we report LA-ICP-MS U-Pb ages of 125 detrital zircons from one sand sample in the core sediments,which is recovered from a dep...     

澜沧江河流沉积物碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

为研究澜沧江沉积物的物质来源及相邻地块的地壳生长和演化规律,利用LA-MC-ICP-MS分析技术,对澜沧江河流沉积物碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素研究。结果表明：锆石U-Pb年龄主要有5个年龄段,分别是＜177 Ma、201~418 Ma、428~544 Ma、581~1189 Ma和1406~2533 Ma,主要峰值为260 Ma、788 Ma、1 827 Ma和2 474 Ma。其年龄分布特征与北羌塘地块的年龄分布非常一致,说明澜沧江沉积物主要来源于北羌塘地块;结合Hf同位素分析结果,能够反映源区北羌塘地块的形成与演化历史。新太古代-中元古代是北羌塘地块从亏损地幔物质增生的地壳持续生长阶段,它们构成现今北羌塘地块全部地壳物质的78%以上,此后直到0.64 Ga,北羌塘地块的地壳增生作用基本结束。     

黄河和长江碎屑物质扩散研究——来自江苏沙脊物源示踪的约束

研究源-汇系统对于理解岩石风化、河流输砂、泥砂沉积以及陆地和海洋沉积过程具有重要意义。我国江苏省东海岸具有丰富的沉积物供应,在某些沿海地段形成了一系列沙脊,是进行沉积物源-汇过程研究的理想沉积记录之一。但目前对其物源区来自哪里还未达成共识。我们利用已发表的碎屑锆石U-Pb年龄和钾长石Pb同位素数据,结合江苏沙脊及其周缘区域的数据结果,详细厘定江苏沙脊的物源区,并运用蒙特卡罗反演模型定量评估江苏沙脊潜在物源区对其物质贡献率。结果表明江苏沙脊北部的碎屑物质主要受大别山(45%)和鲁中山区(24%)的共同影响;黄河(29%)、古黄河(27%)和长江(25%)的碎屑物质对江苏沙脊中部的物质组成起重要影响。江苏沙脊南部的物源主要来自长江(68%)。江苏沙脊的出现得益于黄河和长江这样的大陆尺度的大河搬运了丰富的碎屑物质到下游,南黄海西海岸的平坦地貌有利于保存这些碎屑物质,末次冰期后东亚陆架海动力过程(潮汐、海浪和沿岸流等)持续对其改造,这体现了河流-海洋在塑造河口-海岸地貌中的交互作用。     

塔西南叶城地区新生代沉积物源分析:来自碎屑锆石U-Pb年代学证据

新生代以来,受印度与欧亚板块碰撞和持续汇聚作用的影响,西昆仑造山带重新活化,并向塔里木盆地强烈挤压冲断,形成塔西南新生代再生前陆盆地。本文以塔西南叶城地区柯克亚剖面新生代砂岩样品为研究对象,进行碎屑锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年,探讨其主要物源方向,以期对西昆仑隆升历史进行约束。结果表明,碎屑锆石的年龄存在70 Ma,200~500 Ma,800~1000 Ma,1600~2000 Ma和2400~2800 Ma五个年龄段,反映了该区物源的复杂性。综合分析潜在的物源区岩石属性、年龄构成及古流向等研究资料,认为物源区主要包括铁克里克、奥依塔克及喀喇昆仑地区,来自西南天山的可能性比较低。其中70 Ma的碎屑锆石主要来自于南部的帕米尔和喀喇昆仑地区;而200~500 Ma年龄段的锆石来自南部的铁克里克和西南部奥依塔克地区,这两个地区是主要的物源区;800~1000 Ma年龄段的锆石主要来自库地缝合带;1600~2000 Ma和2400~2800 Ma年龄段的锆石主要来自于铁克里克地区的前寒武纪结晶基底。研究区与奥依塔克地区位于同一弧形带,二者具有相似的物源区。上新世阿图什组地层沉积前后锆石形态具有明显突变,代表了西昆仑一次快速隆升过程。     

萨拉乌苏河地区地层中的碎屑矿物及其所反映的中更新世末期以来之气候环境变化

文章根据对萨拉乌苏河地区第四纪地层中的碎屑矿物分析结果,将重矿物按其抗化学风化的能力不同分为不稳定、较稳定、稳定和极稳定四种类型,不同层位的重矿物类型的百分含量不同,从而可求出重矿物的风化系数HW。不同时期地层的HW不同,而HW的大小变化与化学风化的程度有很大关系,一般来说,化学风化作用强,HW相应变小。而化学风化作用的强弱又主要受气候的影响,从而可推测该时期气候环境的变化。     

长江上游径流变化及其对三峡工程的影响研究

长江上游1881—2006年径流数据分析结果表明,宜昌站1990年之后的径流量比1990年之前明显降低,其中9、10两个月份的降幅最为显著。究其原因,主要是上游地区水资源开发利用和气候变化等因素所致。水资源开发利用的分析和预测研究结果表明:1998—2006年间,上游地区的年用水量平均以6亿m3/a的速度增长;随着上游地区未来用水量的增加、许多水利水电工程的开发建设以及调水工程的实施,三峡水库的来水量及径流过程将发生进一步变化,进而可能对三峡水库未来汛后蓄水、枯水期通航、发电等产生一定的影响,尤其是枯水年份。梯级优化调度模型评价结果表明,上游水资源开发利用的增加,将对三峡电站的发电效益产生显著影响。     

南盘江盆地中三叠统碎屑锆石地质年代学:物源及其地质意义

南盘江盆地的物源及其构造性质至今尚未取得较为一致的认识。目前主要的观点认为其物源主要来自盆地东南面的云开大山地区,盆地的性质为古太平洋板块俯冲所形成的前陆盆地。本文采用碎屑锆石年代学方法,首次报道该盆地中三叠统碎屑锆石年龄组成,分析了该盆地的沉积物源,并基于物源分析探讨了成盆机制和板块间动力学关系。该盆地中三叠统碎屑锆石年龄组成最主要的特征性的年龄分布在320～250Ma之间,此区间内存在280Ma和250Ma两个峰值。通过与相邻各块体锆石年龄谱对比,本研究认为:(1)南盘江盆地的主要物源区应为古特提斯北缘(华南一侧)的石炭-二叠纪岩浆弧,SongMa构造带可能是三叠纪的缝合线,而不是因Sibumasu板块增生到印支板块而导致的板内活化带;(2)该盆地三叠纪时为古特提斯闭合在华南形成的前陆盆地,与古特提斯沿SongMa带向北俯冲闭合有关,前人认为的南盘江盆地形成于古太平洋板块向西北俯冲作用的观点值得商榷。