西藏改则盆地渐新统—中新统康托组沉积相特征

改则盆地地处青藏高原羌塘地层区,研究程度较低。通过对西藏改则盆地新近系康托组沉积特征和沉积岩相的详细研究,共划分出3类沉积相:扇三角洲相、湖泊三角洲相和湖泊相,整体表现为自下向上沉积物粒度由粗到细、水深逐渐增大的退积序列。综合区域地质特征及古流向分析认为,改则盆地渐新世—中新世的沉积演化可大致分为2个阶段:盆地初始裂陷阶段和盆地稳定沉积阶段。康托组剖面沉积相的研究有助于了解改则盆地渐新世—中新世的沉积演化。     

青藏高原中北部沱沱河盆地晚始新世—早中新世古高度变化及其构造指示意义——基于碳酸盐碳同位素记录

青藏高原古高度研究可以为理解高原的构造隆升过程和机制等提供重要的信息,但是由于受到研究材料和条件的限制,相较于高原南部而言高原中北部的古高度研究相对滞后。鉴于此,笔者等在羌塘地体东北部可可西里盆地的一个次级盆地—沱沱河盆地中选取了一个剖面（命名为沱沱河剖面）,基于适于盆地的古高度计经验公式重建了沱沱河盆地晚始新世到早中新世的古高度演化历史。结果表明,沱沱河盆地的构造挤压隆升可以分为3个阶段：第一阶段为~37. 0~30. 5 Ma,海拔高度从2397 m变化到2940 m,为构造隆升活动的活跃阶段;第二阶段为30. 5~26. 0 Ma,海拔高度从2940 m变化到3100 m,为构造隆升活动的相对减弱阶段;第三阶段为26. 0~19. 7 Ma,海拔高度从3100 m变化到约3150 m,为构造隆升活动的相对静止阶段。综合沱沱河剖面的古高度和构造变形结果,同时结合紧邻盆地周边的古高度、地壳缩短等地质证据,文章认为沱沱河盆地在新生代中晚期经历了明显的两阶段隆升过程,分别是晚始新世到早中新世和中中新世（~16. 0 Ma）到现在,其隆升的机制分别可以用上地壳缩短变形和“地幔对流去根”或者“下地壳流”或者“岩浆底侵”等理论加以解释。     

西藏改则盆地渐新世-中中新世沉积物中矿物组合特征及其对气候的指示意义

为了揭示西藏改则地区渐新世-中中新世古气候环境演化,结合改则盆地的沉积环境和沉积相,并利用X射线粉晶衍射对改则盆地的样品进行了全岩分析。结果表明,沉积物中主要矿物组成为石英、长石、方解石和少量白云石等,通过沉积物中矿物含量变化和石英/长石的比值显示青藏高原改则盆地康托组在气候总体为干冷的大背景下经历了4个阶段:Ⅰ(早渐新世):石英含量最高,碳酸盐矿物次之,长石含量最少,白云石在该阶段出现频繁,且含量变化明显,指示气候以季节性干旱为主;Ⅱ(晚渐新世):石英含量最高,但相比上一阶段有所下降,碳酸盐矿物和长石含量增加,指示气候进一步趋向干冷化;Ⅲ(早中新世):石英含量最高,但相比之前两个阶段进一步减少,长石含量进一步增加,碳酸盐总体呈现增加趋势,特别是白云石,相比之前两个阶段含量增加明显以及下降的石英/长石比值,指示气候变得更为干冷;Ⅳ(中中新世):石英含量相对上一阶段有所增加,长石和碳酸盐矿物含量降低,石英/长石比值也有所增长,但相比Ⅰ和Ⅱ阶段仍然较小,指示该阶段气候虽有所回升,但依旧处于干冷环境下。对比青藏高原隆升和全球气候变化,可知改则盆地气候阶段性变化可能是高原隆升和全球气候变化共同影响的结果。     

兰州盆地44～15Ma地层的有机碳同位素记录

沉积物中有机碳同位素组成是重建古环境变化的有效指标,但陆地长序列的有机碳同位素记录目前较为罕见.本文选取兰州盆地已具古地磁测年的永登剖面(厚度为330～1310m部分,年代介于44～ 15Ma)进行了有机碳同位素分析,结果表明44Ma开始其值先逐渐偏重后变轻(平均-24.6‰),至33.2Ma突然变重后维持相对稳定的高值(平均-23.7‰),再至25.5Ma后又变轻(-24.4‰),与全球氧同位素从长期演化趋势以及事件上均呈现出较一致的对应关系,即与温度之间存在负相关.这表明兰州盆地中始新世-中中新世期间有机碳同位素变化可能受控于全球温度变化,温度的改变可能影响了陆源C3植物与湖泊内生沉水和挺水植物对有机质的相对贡献比例,确切的机制理解有待其他指标的辅助研究.     

中-晚始新世渭河盆地古气候变化的红河组磁化率记录

始新世暖期可为理解现代增温过程和机制提供历史相似型。广泛分布于渭河盆地的红河组为中始新世到晚始新世的滨浅湖相-冲积扇堆积,剖面出露厚度超过330 m,盆地沉积中心钻探厚度大于1000 m,为一套红色的碎屑沉积间化学沉积序列。盆地边缘的红河组沉积物含碳酸盐岩、泥岩、砂岩和少量砾岩,沉积中心以泥质灰岩、泥岩和粉砂岩为主。对蓝田支家沟红河组（时代为46~33 Ma）2910个样品的磁化率测试表明,红河组沉积物磁化率值在0~20×10^-8 m³/kg之间,整体偏低,频率磁化率值也相对较低（0~11%）,与中国西北部新生代红层磁化率总体较低相似。高分辨率磁化率测试证实了红河组堆积时期干湿变化的多旋回和阶段性,受到太阳辐射变化影响,并受到下垫面的反馈驱动。红河组泥岩和粉砂岩的磁化率值偏高,而砂岩的磁化率值较低,载磁矿物以赤铁矿为主。盆地周围岩体弱磁性物质的快速输入,降低了红河组粗颗粒沉积物的磁化率值。在中、晚始新世的轨道-构造时间尺度,红河组沉积序列粒度变化受到湖面波动控制。湖面上升时湖滨地区沉积物颗粒偏细,磁化率值高;反之,磁化率值低。因此,磁化率高低变化指示了湖面高低波动,进而指示了气候的干湿变化。分析还表明,中、晚始新世渭河盆地湖面多旋回变化和阶段性变干,与全球温度变化和降温过程可良好对比,指示全球温度降低可能抑制水汽循环,进而驱动始新世东亚内陆干旱的发展。

     

青藏高原咸化湖泊沉积碳酸盐岩碳、氧稳定同位素组成及其地质意义

青藏高原咸化湖泊沉积碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素分析数据表明，咸化湖泊沉积碳酸盐岩富集１３Ｃ和１８Ｏ，在很大程度上同海洋沉积碳酸盐岩的１３Ｃ、１８Ｏ同位素区间值重叠，也具有较高的Ｚ值。所以，在运用１３Ｃ、１８Ｏ稳定同位素值或Ｋｅｉｔｈ和Ｗｅｂｅｒ的区分侏罗纪以来的海洋、淡水沉积碳酸盐岩的Ｚ值时，应考虑陆相咸化湖泊沉积碳酸盐岩的特点，以便正确地确定沉积环境     

渭河盆地蓝田始新世红河组沉积物特征和古环境记录

渭河盆地渭南—蓝田地区堆积着连续的始新世以来的地层序列,是揭示新生代亚洲季风气候演化和环境变迁的良好材料。文章对陕西蓝田支家沟厚约330 m的红河组典型剖面进行了沉积学和环境替代指标的初步分析。结果表明,红河组发育时间属于中、晚始新世,是在较为稳定的沉积环境下的河湖相堆积。古流水方向为从南到北,且整个地层沉积环境稳定,从红河组上部到下部古水流方向未发生改变。赤铁矿是红河组的主要载磁矿物,可能含极少量磁铁矿。基于地层序列、岩性、哺乳动物化石和沉积物特性分析,渭河盆地地区在中、晚始新世时气候相对暖湿,植被覆盖度高,有湖泊、沼泽分布,东亚季风气候雏形可能已经出现;到早渐新世,气候趋向相对冷干,与全球范围内始新世—渐新世之交的气候转型相一致。研究为认识始新世中国中部古气候变化提供了新材料。     

羌塘盆地雁石坪地区中-晚侏罗世碳、氧同位素特征与沉积环境分析

通过对雁石坪地区中-上侏罗统碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特征分析,认为其原始组分保存良好.在垂向上,碳、氧同位素的变化与沉积相演化和海平面曲线相吻合,说明它们与沉积环境的演化密切相关.结合碳、氧同位素的环境效应分析,认为中侏罗世雀莫错期沉积水体主要以陆源淡水作用为主,沉积环境属陆缘近海湖;布曲期为广海碳酸盐台地环境;夏里期为三角洲-淡化泻湖-潮坪环境.晚侏罗世索瓦早期为高盐度、高水温,相对局限浅海碳酸盐台地环境.中侏罗世至晚侏罗世早期经历了一次完整的海侵-海退旋回和一次海侵过程.     

用古土壤有机质碳同位素探讨青藏高原东南缘的隆升幅度

本文首先对玉龙山东麓不同海拔高度现代表土样品有机碳同位素组成进行研究,探讨土壤碳同位素组成与海拔高度的关系,然后对0.5～0.7MaB.P.以来3期古土壤样品的有机碳同位素组成进行了测定.结果表明,现代表土的有机碳同位素组成与海拔高度之间存在良好的相关性,应是植被随海拔高度变化的反映;不同年龄的古土壤虽然目前均出露于地表,但其深部碳同位素组成存在显著差异,表明古土壤有机质中仍可能包含了过去植被的信息.根据上述结果对青藏高原0.5～0.7MaB.P.以来的隆升幅度进行尝试性估算,得到的隆升幅度约为800m.这个结果与我们过去根据古土壤的估算是基本一致的.     

青藏高原北部新生代湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及古环境意义

对青藏高原北部地区新生代陆相地层中湖相碳酸盐岩进行了系统采样分析，以碳氧同位素作为古环境和古气候变化的替代指标,试图从古湖泊演化的角度，阐明高原新生代早期环境演变历史和过程。研究结果表明，该区所有分析样品中生物碎屑灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C显示最低值，反映它们沉积在一个水体滞留时间短的开放性淡水湖泊系统中。泥晶灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C之间具有正相关关系，表明它们发育在蒸发作用明显的封闭性咸水湖泊体系中，而叠层石灰岩类明显富集13C可能与微生物活动有关。从始新世到渐新世至中新世，湖相碳酸盐岩δ¹⁸O值具有逐渐增大的趋势，δ¹³C则由古近纪的负值变为新近纪的正值，反映该区古湖泊系统经历了一个由开放到封闭的过程，预示古近纪到新近纪之交高原古气候格局发生了重大变革。     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

青藏高原东缘盐源盆地古近纪风成沙丘及其古地理意义*

盐源盆地始新世丽江组沉积时期发育了一套具大型高角度交错层理的红色砂岩,其确切成因对于厘定青藏高原东缘古近纪古地理格局、恢复东亚新生代干旱带与古气候演化过程具有重要意义。文中通过对盐源盆地始新统丽江组红色砂岩的沉积特征进行系统分析,证明该套砂岩的岩性、粒度分布、石英颗粒表面特征与沉积构造等明显不同于水成沉积,而与典型风成沙丘相应特征完全一致,表明其为风成沙丘沉积。结合古近纪研究区的古气候条件、大气环流样式与大地构造背景,笔者进一步推断盐源盆地始新世风成沙丘可能沉积于中国古近纪干旱带内的沙漠环境。根据目前相关研究资料,确认青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪风成沙丘富集带。     

Late Holocene vegetation and climate oscillations in the Qaidam Basin of the northeastern Tibetan Plateau

Pollen evidence from sediment cores at Hurleg and Toson lakes in the Qaidam Basin was obtained to examine vegetation and climatic change in the northeastern Qinghai-Tibetan Plateau. The chronologies were controlled by ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs analysis and AMS ¹⁴C dating. Pollen assemblages from both lakes are dominated by Chenopodiaceae (∼ 40%), Artemisia (∼ 30-35%) and Poaceae (∼ 20-25%), with continued occurrence but low abundance of Nitraria, Ephedra, and Cyperaceae. Artemisia/Chenopodiaceae (A/C) pollen ratios from two lakes show coherent large oscillations at centennial timescale during the last 1000 yr. A/C ratios were high around AD 1170, 1270, 1450, 1700 and 1920, suggesting that the vegetation was more “steppe-like” under a relatively moist climate than that during the intervening periods. Wet-dry climate shifts at the two lakes (2800 m asl) are in opposite phases to precipitation changes derived from tree-ring records in the surrounding mountains (> 3700 m asl) and to pollen and snow accumulation records from Dunde ice core (5300 m asl), showing that a dry climate in the basin corresponds with a wet interval in the mountains, especially around AD 1600. This contrasting pattern implies that topography might have played an important role in mediating moisture changes at regional scale in this topographically complex region.     

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上，系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征；地球化学和岩石学研究相结合，综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息；初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明：碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化，开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^13C值表现出规律性变化，碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关；碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应，淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征；徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示，研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。     

青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8~2.2 km和5.1~6.9 km;并以约6~10 Ma和约7~10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1~0.2 mm/a和0.8~1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。

     

陇中盆地及周边地区主夷平面演化与高原隆升

陇中盆地及周边地区是青藏高原向北东方向扩展的最前缘部位,其地貌演化过程的研究对于深入理解高原的隆升与扩展过程具有重要意义。鉴于夷平面在探讨高原隆升年代、幅度和过程方面的可靠性,首先总结陇中盆地及周边地区夷平面相关研究的前期成果,并结合最新年代数据,确定了不同区域主夷平面的发育和解体年代;再利用古河道拟合等方法定量评估了相关夷平面的隆升量;最后探讨了主夷平面的性质及其隆升过程。研究发现,陇中盆地及周边的地区的高海拔低起伏地貌面是被抬高的先存夷平面;不同区域主夷平面的发育与解体时间整体同步,它们自晚渐新世开始发育,并于晚中新世8~6 Ma左右解体;模拟结果表明,美武高原主夷平面自晚中新世以来相对陇中盆地隆升了约1 400~1 600 m,并且早更新世以来的隆升速率明显大于晚中新世-早更新世时期。     

酒西盆地晚新生代沉积物重矿物分析与高原北部隆升

沉积物的形成是地壳差异升降运动的物质记录.位于青藏高原北缘的酒西盆地晚新生代沉积比较敏感和全面记录了高原北部的构造运动和隆升过程.老君庙剖面晚新生代沉积物重矿物分析表明13 MaBP以来酒西盆地南部沉积物中重矿物具规律性变化;依据重矿物具规律性变化和沉积特征,揭示了青藏高原北缘晚新生代以来地壳运动经历了稳定期(13～8.26 Ma)、逐步阶段性隆升期(8.26～<4.9 Ma)和急剧强烈整体阶段性隆升期(>3.66～0 Ma)三个重大构造演化过程。     

青藏高原暖湿化对柴达木水资源与环境的影响

通过分析研究格尔木和德令哈两个典型流域气象要素、径流及全盆地土地覆盖类型面积的变化,发现青藏高原暖湿化对柴达木盆地水资源与环境影响显著。研究区气温明显上升、干旱指数显著下降,暖湿化明显。2000—2016年与1960—1999年相比,格尔木和德令哈年均气温分别上升了1.7℃和1.3℃、年均降水量分别增加了2 mm和63 mm、年均径流量分别增加了240×10~6和90×10~6m~3。2000—2012年全盆地裸地减少,草地、永久冰雪、水体面积、开放灌丛面积增加,植被生态向好发展。暖湿化促使降水量增加是河川径流量和水资源增加及生态环境改善的主要原因。现阶段暖湿化环境对盆地水资源开发利用和生态环境保护有利,但其对改善环境的可持续性需要进一步监测和研究。     

江西信江盆地晚白垩世塘边组成壤碳酸盐岩碳、氧同位素特征

利用古土壤成壤碳酸盐岩稳定同位素组成估算古代大气CO_2浓度,是当前古气候环境研究的重要手段。对采自江西信江盆地晚白垩世圭峰群塘边组的成壤碳酸盐岩碳、氧同位素测试表明,δ13C(PDB)值在-4.30‰~-2.10‰之间,平均值为-2.84‰。δ18O(PDB)值在-6.62‰~-1.14‰之间,平均值为-3.62‰。由Cerling经验公式估算出晚白垩世Campanian晚期约75 Ma的大气CO_2浓度在782~1 420 ppmv之间,平均值为1 181 ppmv,是当今大气CO_2浓度的2~4倍。因此,基于信江盆地塘边组成壤碳酸盐岩的大气CO_2浓度估算结果,可能指示了晚白垩世Campanian晚期存在一个大气CO_2浓度高峰值,反映了晚白垩世大气CO_2浓度的波动性。