摩擦滑动对石英和方解石热释光性质的影响及其地震地质意义

通过高温高压实验及热释光测量建立了石英在100MPa和方解石在30MPa围压下剩余热释光强度随温度的变化曲线,以此为据,通过三轴摩擦实验前后样品的热释光测量,研究了相应围压、不同错动速率下摩擦滑动对石英和方解石剩余热释光强度的影响及其反映的温度变化。在此基础上,根据已有理论结果和实际资料,对利用热释光方法断代及推测断层活动方式的可能性等问题进行了讨论     

桂林中、晚泥盆世微生物碳酸盐沉积、礁和丘及层序地层、古环境和古气候的意义

钙质碳酸盐的微生物沉淀作用从太古代开始一直在碳酸盐台地的发育中起到了至关重要的作用. 微生物碳酸盐在重大的环境变化中(包括台地环境的海侵事件和生物绝灭后的复苏阶段)是碳酸盐沉积体的重要贡献者; 在层序地层不同体系域中有不同的微生物形成的碳酸盐沉积.桂林晚泥盆世法门期碳酸盐台地中的生物礁和丘完全由微生物和胶结物形成, 代表了弗拉-法门期生物事件后骨骼后生生物完全缺失的礁生态系中微生物为主的、独特的生物礁类型; 它们与特定的古环境和古气候有关, 可以用作研究环境变化和生物事件的指标.     

中国东部新生代玄武岩高Fe/Mn比值的成因意义

中国东部新生代玄武岩普遍具有的高Fe/Mn比值(平均 = 68.6 ± 11.5)与OIB型微量元素特征暗示高Fe/Mn比值与OIB型特征之间具有耦合关系. 尽管单斜辉石分离结晶作用会引起玄武岩Fe/Mn比值增加, 但对华北克拉通北缘的汉诺坝和南缘安徽境内新生代玄武岩的详细研究, 发现这些玄武岩的高Fe/Mn比值无法单独用单斜辉石分离结晶作用解释, 而必须存在高Fe/Mn比值原始岩浆. 橄榄岩和辉石岩部分熔融实验研究和模拟计算结果表明, 高Fe/Mn比值与OIB型特征之间的耦合关系应反映了地幔源区中存在的辉石岩组分, 而不必求助于核-幔作用或高度亏损岩石圈地幔的再熔融作用. 结合中国东部的岩石圈演化历史和新生代玄武岩Sr-Nd-Pb同位素组成, 新生代玄武岩的高Fe/Mn比值和OIB型微量元素组成之间的耦合特征应是中国东部岩石圈演化过程中广泛的岩石圈物质再循环作用的记录.     

碳酸盐岩生烃机制及“三段式”成烃模式研究

碳酸盐岩有别于碎屑岩的成岩机理和过程决定了其含有多种赋存状态的有机质.大量碳酸盐岩样品的有机岩石学观察和有机地球化学分析均证实了不同赋存状态有机质的存在.通过对热模拟实验样品中不同赋存状态可溶有机质的产率、地球化学特征研究及其对比,表明不同赋存状态有机质在不同演化阶段对成烃的贡献不同,由此提出了碳酸盐烃源岩的“三段式”生烃模式,即早期的生物大分子解聚生烃阶段、中期的干酪根热降解生烃阶段以及高演化阶段碳酸盐告包裹体有机质的大量生烃阶段.     

Thermoluminescence in response to the mass extinction event in Penglaitan Section in Laibin,Guangxi

Thermoluminescence(TL)in marine carbonate has been proposed as a potential proxy for reconstruction of paleoceanography history,and has already been used in defining the Quaternary environment.However,its availability in the geological time scale,such as Permian,is still on debate.The mass extinction event caused by drastic changes of global marine environment in Middle-Late Permian provides a typical example to testify the applicability of this proxy.Here we measured the natural thermoluminescence of the carbonate-dominating marine sediments collected from the strata through the Guadalupian-Lopingian mass extinction boundary(G/LB)in the Penglaitan Section in Laibin,Guangxi,China.Our results reveal that TL intensities of carbonate are much higher than those of siliceous rocks,which indicates that the carbonate is the main contributor to the TL.The variation of TL intensities are related with Mn and Fe contents in the carbonate lattices while high Mn and low Fe(e.g.,high Mn/Fe ratio)in carbonate will release stronger TL.Due to the better storage of carbonate lattices for original information of Mn and Fe in seawater,thermoluminescence of carbonate-dominating sediments/rocks could sensitively reflect marine environment and biological productivity in geological time scale.     

南海西北陆缘大型多金属结核的生长过程及其对晚新生代古海洋环境变化的响应

由于新生代巨量陆源物质的堆积,发育完好的多金属结核在南海北部罕见.对南海西北陆缘大型多金属结核进行了矿相显微镜观察,电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱(ICP-MS)等方面的分析和铍同位素测年.结核壳层显微结构类型丰富,呈现柱状、纹层状、叠层状、花瓣状、斑杂状等类型;主要矿物为δMnO2.与东太平洋海盆结核相比,南海样品Fe,Si,Al和REE(稀土元素)含量高,Mn,Cu,Co和Ni含量低,Mn/Fe低;REE平均含量达1370.4ppm,存在较强的Ce正异常;铍同位素测年显示结核的初始生长时间约为3.29～1.83Ma,形成结核的内致密层,纹层状和叠层状构造发育,陆源属性的Fe,Si,REE和Al等含量较低,反映底流活动和氧化条件较弱的古海洋环境.1.83～0.73Ma,结核生长速率提高了约3%,显微结构为叠层状和柱状构造,Si和Al等组分含量升高近10%,指示南海北部陆源物质向海输入的增加;但Ce含量下降约16%,代表海底氧化程度明显降低.0.73～0.69Ma,结核生长速率急剧升高,达平均生长速率的8.27倍,壳层中Fe,Al和REE等含量也迅速上升,形成以鲕状、颗粒状、斑杂状、花瓣状为特征的疏松层,指示南海北部出现沉积速率升高、陆源物质供应充分的古海洋环境;0.69～0.22Ma,结核生长速率骤然减慢,形成外致密层,壳层中Fe,Si,REE,Al及Mn,Cu,Co和Ni等元素含量均明显降低,壳层以纹层状和裂隙充填构造为特征,反映底流活动平稳、环境氧化强度减弱等不利于结核生长的古海洋环境.结核S04-1DG-1的生长历史,对新生代末期南海北部古海洋环境的变化产生了灵敏的响应.     

中新生代两类极热事件的环境变化、生态效应与驱动机制

对地质历史时期发生的极热事件进行深入分析可为认识和应对现今全球气候变暖提供借鉴与依据.根据碳同位素偏移特征,可以将中新生代五次典型的极热事件划分为碳同位素负偏移类和碳同位素正偏移类两类.第一类极热事件以碳同位素总体负偏移为特征,以二叠纪-三叠纪界线事件(PTB,～252Ma)、早侏罗世Toarcian早期大洋缺氧事件(TOAE,～183Ma)、古新世-始新世界线极热事件(PETM,～56Ma)为代表.第二类极热事件以碳同位素总体正偏移为特征,以白垩纪Aptian早期大洋缺氧事件(OAE1a,～120Ma)、白垩纪Cenomanian末期大洋缺氧事件(OAE2,～94Ma)为代表.碳同位素负偏移定义的极热事件造成温度、沉积作用、生物多样性等发生明显的变化,陆地环境出现野火频发、极端干旱、酸雨、臭氧层被破坏、金属中毒(如汞)和陆地水系变化等,海洋环境出现碳酸盐台地消亡、大洋酸化、大洋缺氧等现象,全球陆地和海洋生物尤其是浅海生物发生不同程度的绝灭.碳同位素正偏移定义的极热事件造成海水快速增温和大洋广泛缺氧,有机质大规模埋藏,出现黑色页岩沉积,远洋生物受到明显的影响(如出现钙质超微危机),而浅海和陆地生物受到影响不大.文章提出,碳同位素负偏移类极热事件可能为大陆环境下大火成岩省喷发触发,导致轻碳大规模释放到大气-海洋系统使得全球快速增温,从而引起一系列环境和生态响应.而碳同位素正偏移类极热事件为深海环境下大火成岩省喷发触发,把热量和营养物质直接释放到深海系统,由于海水缓冲作用导致海洋系统增温明显,而浅海和陆地系统影响相对较小.研究结果丰富了对地质历史时期极热事件的研究,不仅对于理解极热事件、大火成岩省、海洋-陆地环境变化、生物绝灭等具有重要的意义,而且为判别极热事件的类型并推断其驱动机制提供了一个新手段.     

扬子地区奥陶系-志留系界线附近地球化学研究

为了认识奥陶纪-志留纪之交的古海洋环境变化及其对生物绝灭的影响,对扬子地区跨越该界线的桐梓南坝子剖面和宜昌王家湾剖面进行了微量和稀土元素研究．结果表明,扬子地区五峰期和龙马溪期处于缺氧环境,而观音桥期主要为氧化环境．氧化还原环境的波动主要受冰期控制的全球海平面变化影响．全球海平面的下降导致五峰期缺氧环境被观音桥期氧化环境所取代;而随后的海平面上升又导致龙马溪期恢复为缺氧环境．氧化还原环境的变化与生物绝灭事件在地层上相吻合,表明两者之间存在因果关系．     

利用介形类壳体Sr, Mg重建古环境受自生碳酸盐矿物的限制及机理探讨

以云南鹤庆盆地HQ孔上部15~55 m沉积物中2个不同种属的介形类壳体为研究对象, 通过比较壳体中Sr/Ca, Mg/Ca之间及其与沉积物Sr含量的关系, 得出以下结论: (1) 壳体Sr/Ca, Mg/Ca首先反映的是该介形类生存的微生态环境; (2) 壳体Sr/Ca较Mg/Ca更好地线性响应水环境的变化, 但当体系中有文石结晶沉降时Sr/Ca不再线性响应湖泊水体盐度的变化; (3) 壳体的Sr/Ca完全受控于湖水盐度及水体中自生碳酸盐矿物的结晶过程, 而壳体中的Mg/Ca则受湖水盐度和温度控制, 实际上温度只是壳体生长速率对壳体Mg/Ca控制的外在表现. 建议在以后的古环境重建及室内培养实验时, 更多地关注沉积物组成及其自生矿物结晶对生物壳体微量元素(如Mg/Ca, Sr/Ca)组成的制约.     

巢湖地区栖霞组碳酸盐烃源岩的形成及影响因素

高演化碳酸盐烃源岩的研究对我国南方油气勘探至关重要．为此,选择下扬子巢湖地区发育较完整的茨苔山栖霞组碳酸盐岩地层,开展沉积学、孢粉相和有机地球化学综合研究;在古环境重建基础上,探讨烃源岩的形成及影响因素．结果表明,栖霞组为二叠纪海侵期形成的生物成因碳酸盐缺氧沉积,纵向上,有机和无机组分变化大．烃源岩的形成是海侵和海侵期间频繁发生的充氧事件引发的高生物产率与缺氧环境综合作用的结果．受自稀释和沉积后作用影响,烃源岩呈非均质分布在多个层段中,累计厚度超过40m,并可通过有机、生物和矿物组成特征进行识别．本次研究认为,碳酸盐岩成为烃源岩并非需要较高的粘土含量．沉积学、孢粉相和有机地球化学方法的结合,为我国高演化碳酸盐烃源岩评价和预测提供了一条更为直接和有效的途径．     

太平洋富钴结壳高密度环境记录解读

生长缓慢、具有层带结构的海山富钴结壳蕴含着高信息密度的古海洋环境变化记录．具有微米级空间分辨率的现代微探针技术可解读结壳中的环境信息．采用具有微米级空间分辨率和ng／g级检出限的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱与电子探针相结合,测定了采自中、西太平洋海山区4个典型板状结壳样品剖面中包括全部稀土在内的40多个元素的微区分布,获得了结壳生长期这些元素的分布及其相互关系变化的特征曲线;采用^10Be法和经验公式法相结合,对结壳整个生长期进行了生长速率计算和定年．重点讨论了A1／（Fe＋Mn）及P和Y／Ho记录的古海洋环境和古气候意义,认为Al／（Fe＋Mn）记录可反映亚洲季风气候的演化历史;通过将P和Y／Ho记录与深海沉积物的碳同位素记录进行对比,认为它们是生物成因事件的指示剂．最后对结壳定年及现代微探针技术的方法学问题进行了讨论．     

桂西晚古生代硅质岩地球化学特征及其对右江盆地构造演化的启示

桂西田林八渡地区发育晚古生代连续的深水相沉积,本文对其中的硅质岩的主量元素、微量元素及稀土元素进行了研究.该地区上古生界除鹿寨组硅质岩具有较低的非陆源硅含量Sinon-ter/Sibulk(%)(平均值为71.8%)及较低的"纯硅质岩"组分(40%~70%)外,其它硅质岩均具有较高的非陆源硅(大于80%)及"纯硅质岩"组分(大于70%),反映其具有较高的硅化程度.除中下泥盆统平恩组底部沉积物的Al/(Al+Fe+Mn)值及非陆源铁的比例Feter/Febulk(%)分别在0.05~0.26和13.1%~14.5%之间,反映其受到热液作用的影响外,其他硅质岩均具有较高的Al/(Al+Fe+Mn)值(0.39~0.81)及Feter/Febulk(%)值(23.1%~186.8%),均为非热液成因硅质岩.中下泥盆统平恩组硅质岩及上泥盆统榴江组硅质岩的Ce/Ce*值及Y/Ho值分别为0.71±0.07,0.81±0.08和33.49±1.27,36.10±2.05,形成于开阔的边缘海环境;上泥盆统-下石炭统鹿寨组硅质岩的Ce/Ce*值及Y/Ho值分别为1.09±0.07和28.60±1.25,可能形成于受海山或海底高地浊流沉积影响明显的环境;上石炭统-下二叠统南丹组和中下二叠统四大寨组硅质岩的Ce/Ce*值及Y/Ho值分别为0.67±0.08,0.73±0.11和36.01±1.00,32.00±2.25,形成于与开阔洋盆相关的环境.结合右江其它地区硅质岩的地球化学特征认为,晚古生代右江盆地属于古特提斯洋的一部分,其硅质岩的形成环境可能受控于古特提斯洋的形成与演化.右江盆地的裂解至少发生在早中泥盆世,到早中二叠世盆地具有演化为开阔洋盆的趋势.     

北大西洋Porcupine Seabight海区第四纪原始生产力

对北大西洋东北爱尔兰西南陆架和斜坡PorcupineSeabight海区综合大洋钻探307航次1317E井灰泥杂基样品的生物硅和碳酸钙含量、1318B井全岩样品的生物硅含量进行了测量,在减除珊瑚文石质骨屑、同生白云石、岩屑高镁方解石基础上估算了第四纪原始生产力.结果显示,原始生产力与世界其他地区同期相比均较高(一般10～30gcm-2ky-1),存在明显的旋回性变化,与δ13C值变化呈镜像负相关.进一步研究表明,较高的原始生产力可能与温暖的北大西洋东北中心流(ENAW)和陆棚边界流(SEC)有关,其与δ13C值镜像相关则可能受控于北大西洋深部冷水团和/或地中海暖水团侵入,而生产力快速增加-减少旋回周期可能与米兰科维奇的斜率轨道应力有联系.分析还发现,冷水碳酸盐泥丘的发育与表层海水原始生产力具有正相关性,暗示高的原始生产力会促进冷水碳酸盐泥丘的生长,但不一定是碳酸盐泥丘形成的必要条件.进而提出,研究区碳酸盐泥丘中的远洋灰泥杂基记录了北大西洋东北表层海水生产力变化信息.     

柴达木盆地托素湖不同位置岩芯沉积物指标对比及其环境意义

湖泊不同位置岩芯沉积物相同代用指标的变化是否一致对于重建可靠的区域气候变化历史至关重要.目前多数研究仅利用深水区单一的沉积岩芯来反演区域的气候环境变化,对于不同位置岩芯重建结果的异同尚缺乏研究.本文选择托素湖不同位置、不同水深的4根短钻岩芯沉积物,在放射性核素(210 Pb和137 Cs)定年的基础上,对比分析各岩芯沉积物粒度、碳酸盐含量等代用指标的变化情况.结果显示,湖泊内相近的沉积岩芯沉积物粒度变化相似,但相距较远的岩芯之间粒度变化差异较大;浅水区的沉积物粒度(粒径或组分含量)在短时间尺度上变化很大,而深水区的沉积环境比较稳定,在百年尺度上的变化不明显;有机质与碳酸盐含量总体变化趋势一致且有较好的相关性,表明碳酸盐可能受到湖泊生产力的影响.碳酸盐含量、碳酸盐氧同位素(δ18 O)和TL06孔孢粉的A/C比值变化基本一致,反映的有效湿度变化与同期气象记录的相对湿度一致,但与降水量和蒸发量的变化不一致.因此,托素湖粒度指标仅指示不同位置钻孔沉积环境状况,与气候变化的关系并不明显,用碳酸盐及其同位素等地球化学指标恢复区域气候变化历史更可靠.     

中国边缘海环境中GDGT的研究进展

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)作为古菌和细菌的生物标志物,广泛存在于陆地(土壤、泥炭、石笋、湖泊、河流和热泉等)和海洋环境中.近年来,基于这些化合物的环境指标(如表层海水温度指标TEX_(86),陆源输入指标BIT,平均大气温度指标MBT/CBT)已经被广泛应用于大洋和陆相环境,成为研究古环境和生物地球化学过程强有力的工具.相对而言,这些指标在边缘海尚未得到充分应用,主要是由于边缘海沉积环境复杂、物源多样且受人类活动影响.本文总结了已发表的关于中国边缘海(南海、东海和黄海)及主要大河河口(珠江口和长江口)的GDGTs研究结果,以更好地理解GDGTs及相关环境指标在中国边缘海的分布特征和应用潜力.     

青藏地区岗巴通-亚安乡、东巧-纳木错石油与天然气地表地球化学勘探研究

青藏高原由于地质构造背景复杂,自然地理环境恶劣,石油地质研究十分困难,仍是我国唯一没有进行大规模油气勘探的空白区.作者尝试开展了青藏地区岗巴通-亚安乡、东巧-纳木错油气地表地球化学勘探工作,根据实际探测资料和试验数据,探讨了青藏地区岗巴通-亚安乡、东巧-纳木错主要化探指标(总吸附烃、蚀变碳酸盐、热释汞等)的浓度特征、剖面分布特征及其烃类成因,并评价了羌塘、比如盆地各区段的含油气性,为该区油气勘探和预测提供参考.索县亚安乡-巴青县杂冬、安多县捷查-当雄剖面总吸附烃浓度高(平均分别为312.64μL·kg-1,164.36μL·kg-1),蚀变碳酸盐浓度较低(平均分别为0.11%,0.56%),热释汞含量较高(平均分别为13.09×10-9,1.94×10-9).化探结果较真实地反映地下油气信息,主要为石油伴生气和过成熟裂解气.羌塘盆地捷查-查仁鹿玛、下马押耳桶-索巴区为含油气最有利区段,鄂口-杂冬为含油气较有利区段;比如盆地纳木错、兹各塘错-东巧区段为含油气有利区段,江错-那顶错、亚安乡-押耳桶为含油气较有利区段.     

基于广义回归神经网络的行星际/太阳风参数和地磁指数的紫外极光强度建模

极光卵极光强度的空间分布是太阳风-磁层-电离层能量耦合过程的重要表现,并且随着空间环境参数和地磁指数的变化而变化,是空间天气的重要指示器.建立合适的极光强度模型对亚暴的预测以及磁层动力学的研究具有重要意义.本文基于Polar卫星的紫外极光成像仪(Ultraviolet Imager,UVI)数据,采用两种不同的极光强度表征方法,即曲线拟合方法(从UVI图像数据中提取极光强度沿磁余纬方向上的曲线特征,Curve Feature along the Magnetic Co-latitude Direction of the Auroral Intensity,CFMCD_AI)和网格化方法(从UVI图像数据中提取极光强度的网格化特征,Gridding Feature of the Auroral Intensity,GF_AI),来构造极区极光强度特征数据库.然后,利用该数据库,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)构建了以行星际/太阳风参数(行星际磁场三分量、太阳风速度和密度)和...     

湖泊沉积物中元素相态的连续提取分析—以岱海为例

如何利用湖泊/海洋沉积物地球化学代用指标有效地指示环境很大程度取决于元素的来源及其在沉积物中赋存形态的确定.对位于半干旱区的内蒙古岱海14个沉积物样品的连续提取实验及18个元素在水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态及残留态等六种赋存相态中含量变化进行了测试和研究,结合沉积物的矿物组成,结果表明在岱海流域内只经历了较弱的化学风化过程,除了Ca和Sr外,其他元素主要赋存于残留态中,只发生了很小程度的活化溶解.受元素亲合性和湖水物理化学状态的制约,出溶的Sr与Ca的赋存相态基本一致,而出溶的Pb、Be、Co、Cu、K、Mn、Fe等元素则与自生碳酸盐、有机质表现出一定的亲合性.元素在不同赋存相态中分布为地球化学环境代用指标的提取和解释提供了机理性的实验依据.     

四川盆地北部上三叠统须家河组高成熟煤系烃源岩芳烃热演化与应用

基于40余个芳烃组分的GC-MS及相关分析资料,阐明了四川盆地北部上三叠统须家河组煤系烃源岩在成熟晚期到过成熟阶段(Ro=1.13%~2.85%)芳烃组成的热演化特征,并剖析了适用于高-过成熟烃源岩有机质生源和沉积环境判识的芳烃指标.研究结果表明,在高热演化阶段这些烃源岩中低碳环数的萘及菲系列随成熟度增高而减少,而、苯并萤蒽、苯并[e]芘等高碳环数化合物逐渐相对富集,且母体化合物趋于增多,是高地温条件下的裂解和持续的脱氢作用所引起的聚合反应所致.它们的MPI1值随成熟度(Ro)呈两段式线性变化趋势,在Ro1.80%时随之升高,Ro1.8%时降低,两者的关系式分别为Ro=0.98MPI1+0.37和Ro=-0.90MPI1+3.02,不同于前人的结果.当Ro值高于1.1%时二苯并呋喃类化合物开始急剧减少,导致芳烃三芴系列组成发生显著变化,因而不适用于高-过成熟煤系烃源岩的沉积环境识别.4-/1-MDBT比值可作为反映有机相变化的有效指标,能区分高成熟煤与泥岩.2,6-/2,10-DMP,1,7-/1,9-DMP比值和三芳甾烷丰度可作为高演化烃源岩的有机质生物源参数,能指示陆源输入与水生生物贡献的大小.     

华南早三叠世错时相沉积及其对复苏期生态系的启示

二叠纪末的大灭绝不仅重创了古生代海洋生态系,也使得海洋沉积体系发生剧变,导致灭绝之后早三叠世生物复苏期异常的生态系状况和海洋环境．丰富的特殊沉积物及相关沉积构造的广泛出现是早三叠世沉积的显著特征,如扁平砾石砾岩、蠕虫状灰岩、潮下皱纹构造、微生物岩、海底碳酸盐胶结岩扇、薄层灰岩和条带灰岩等．这些特征性的沉积物在奥陶纪之前的海洋环境中曾广泛分布,但在奥陶纪后生动物大发展之后,它们一般仅见于某些极端和异常的环境中．当它们在早三叠世正常浅海环境再次广泛出现时,被认为在时间上或环境上发生了错位,故被称为错时相（anachronistic facies）．研究这些特殊沉积构造,对于探索古生代冲生代地质突变期异常的生态系状况和特殊的海洋环境具有重要作用．错时相在中国南方各地的早三叠世地层中广泛存在,分布于下三叠统众多层位中,而且囊括了全球已报道的大多数错时相沉积物,为研究华南早三叠世的海洋环境状况及其与生物复苏的关系提供了契机．“蠕虫状灰岩”是华南下三叠统中最典型、最发育的错时相沉积物,但对其研究相对较少．以湖北三峡地区的蠕虫状灰岩为例,对其类型划分、时空分布进行了重点论述．华南下三叠统中蠕虫状灰岩及其他错时相沉积构造的研究表明：错时相紧接生物大灭绝后出现,并随中生代海洋生态系的重建而退出正常浅海环境,这种耦合关系正是沉积体系和生态系对古生代冲生代地质突变及其导致的“特异”环境的自然响应．因此,错时相的盛衰变化可以作为独立于化石记录分析之外的生态变化指针．