川西南阿什及尔期地层中的Ce异常及其古海洋学意义

川西南阿什及尔期地层中的全岩REE分配模式显示，含有浮游笔石和小型无铰纲腕足类的黑色页岩具有较低的Ce异常值（0.62-0.74)，而含有底栖三叶虫、有铰纲腕足类和藻类的非黑色页岩则具有较高的Ce异常值（0.92-1.30)。Ce与其他元素的相关分析进一步揭示，Ce与Fe的相关性最好（r=0.85)，与P的相关性次之（r=0.61)，与Al的相关性较差（r=0.29)，而与Mn和Ca几乎不相关（r=0.14,r=-0.02）。实际观察可表明，研究区底层水体在氧化和碱性条件下，Ce氧化为Ce^4 并进入Fe氢氧化物和磷酸盐的晶格中，或者被吸附到它们的表面，e在氧化水体中呈现负异常而在同期氧化沉积物中呈现正异常或负异常不明显，相反，在还原和酸性条件下，Ce在水体中以 3价状态富集，引起Ce在同期缺氧沉积物中呈现明显负异常，作为古海水氧化还原指示的全岩Ce异常，通常限定于解释远洋细粒沉积物的沉积环境，我们的研究结果说明，移去化石骨骼（通常是磷酸盐化石骨骼）的浅海细粒沉积物的沉积环境，我们的研究结果说明，移去化石骨骼（通常是磷酸盐化石骨骼）的浅海细粒沉积物同样可以用于全岩REE分析，以获得可靠的能够指示古海水氧化还原条件变化的Ce异常。     

华南二叠纪-三叠纪之交初级生产力的演化以及大隆组黑色岩系初级生产力的定量估算

二叠纪末期生物大灭绝后初级生产力是升高还是降低仍是一个很有争议的问题.通过对华南两个深水剖面(峡口和新民剖面)的研究发现,在二叠纪-三叠纪之交初级生产力是逐步降低的,而且从Clarkina changxingensis-C.deflecta带到Hindeodus parvus-Isarcicella isarcica带经历了升高-降低-恢复-衰退-萧条5个演化阶段.从C.meishanensis带底部开始,初级生产力开始大幅度衰退,但由于环境的恶化,海洋表层生物群发生了转变,大量适应恶劣环境的疑源类和蓝细菌(灾难种)反而繁盛.而后初级生产者在H.parvus-I.isarcica带出现大的萧条.通过对华南2个剖面晚二叠世大隆组黑色岩系初级生产力的定量计算发现,大隆组黑色岩系的初级生产力相当于现代海洋上升流区域生产力的平均值,这套地层是潜在的优质烃源岩.大隆组出现这种高生产力的现象可能与当时华南板块处于赤道上升流附近有关,但不同剖面因受氧化还原和后期改造作用的影响,保存下来的有机质含量可能会有很大的差别.     

扬子地台南缘早寒武世黑色岩系中形态硫特征及成因意义

对扬子地台南缘早寒武世黑色岩系中黄铁矿硫和有机硫进行了分析和测试. 结果显示, 其含量和同位素组成在横向和纵向均有明显的变化规律. 靠近陆源区的西部剖面, 样品黄铁矿含量高、有机质含硫少, 剖面从下向上, 前者表现为由高变低; 后者由低变高. 此剖面的硫同位素组成相对较轻, 并且从下向上黄铁矿硫和有机硫均显示不断变重的趋势. 远离陆源区的东部剖面中, 形态硫的富集规律与此相反, 即黄铁矿的数量减少、有机质富集了更多的硫, 尽管两者在剖面纵向上的变化与西部剖面的相似. 东部剖面的形态硫同位素组成明显富集重硫, 并且在剖面中由下向上逐渐变轻. 结合样品的铁含量、有机碳含量数据及岩石学特点, 推断控制黑色岩系中形态硫具如此变化规律的因素包括海平面变化、金属离子(主要是铁离子)供给、大地构造背景及海洋化学特点.     

赣南奥陶纪笔石地层序列与广西运动

赣南崇义-永新地区的奥陶系是一套以连续沉积的黑色含笔石地层为主的碎屑岩系,是华南珠江盆地奥陶系的代表.但其中的上奥陶统部分存在着较为严重的划分和对比问题.笔者等在重新研究了其中有关的重要笔石属种之后,发现由不同著者建立的石口组和花面垄组即为(氵韩)江组的一部分,其下陇溪组为上奥陶统桑比阶(Sandbian Stage)的沉积.在重新厘定了崇义-永新地区奥陶系划分和对比的基础上,笔者提出陇溪组黑色含笔石地层与其上(氵韩)江组巨厚碎屑岩系之间的生物相和岩相的剧变,正是广西运动在赣南的表现,从而为广西运动的发生提供了重要的时间值.     

秦岭黑河镁铁质枕状熔岩年龄和地球化学特征

报道了丹凤镁铁质火山岩黑河枕状熔岩的年龄和地球化学的研究结果. 13个枕状熔岩全岩样品的Sm-Nd年龄为963±130 (2σ) Ma, INd=0.51173±16(2sσ), eNd(t)=+6.6, MSWD0.57. 全岩样品Rb-Sr同位素分析结果分散, 无等时线. 枕状熔岩矿物斑晶Sm-Nd同位素系统在后期地质作用中被扰动, 由全岩(WR)、角闪石(Hb)、斜长石(Plag)所获得的年龄不确定性很大, 但由WR-Plag, WR-Hb分别计算的年龄是930 Ma和437 Ma. 矿物斑晶Rb-Sr年龄268±47(2σ) Ma, ISr=0.70475±11(2σ ), MSWD0.96. 主、微量元素显示, 岩石形成于类似N-MORB环境.     

碳酸盐岩磁化率与相对海平面变化的关系--黔南泥盆-石炭系例析

对黔南泥盆 石炭纪碳酸盐台地 5 78块各类灰岩和白云岩样品的磁化率测量和统计 ,结合层序地层学研究进展 ,发现相对海平面变化是控制碳酸盐岩磁化率大小的重要因素 .结论是 :( 1 )在物源供给充足的低位体系域和海进体系域 ,主要受陆源碎屑含量的影响 ,磁化率总体均值较高 .随着海平面的上升 ,磁化率值降低 ;( 2 )在海水较深的沉积部位或陆源物质供应不充足时 ,主要受自生磁性矿物含量影响 ,随着海平面上升磁化率值升高 ,但总体均值较低 ;( 3)高位体系域的顶部 ,水体很浅甚至暴露 ,可能导致磁化率测值的异常增大 .     

大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中矿物Ce异常: 对氧化环境下形成沉积物深俯冲作用的示踪

准分子激光ICP-MS矿物原位微区分析发现, 来自大别-苏鲁超高压变质带典型地区(双河、毛屋、碧溪岭及仰口)的榴辉岩和石榴辉石岩中石榴石Ce异常从正到负高度变化. 绿辉石或单斜辉石也表现出类似的Ce异常特征, 但变化幅度小于石榴石. 这种Ce异常高度变化的现象仅见于氧化条件下形成的强烈风化剖面中. 因此, 这一结果表明大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中存在氧化条件下形成的风化沉积物, 这些陆壳物质的深俯冲对地幔的改造和物质再循环可能具有重要意义.     

华南沿海地区验潮站资料反映的海平面变化与海岸升降

根据收集到的２５个验潮站资料,表明近几十年来华南沿海海平面大约平均以１．４５ｍｍ／ａ的速率上升,与全球海平面升高速率１．５ｍｍ／ａ接近。由各验潮站海平面的升降速率与全球海平面平均升高速率比较,得到验潮站所在海岸地壳速率在４．４～－４．１ｍｍ／ａ之间。其运动方向与由滨海相样品反映的晚更新世及全新世以来的海岸升降趋势大体相同,即现今海岸主要为中、晚全新世以来的继承性运动。     

南秦岭勉略构造带黑沟峡变质火山岩的年代学和地球化学——古生代洋盆及其闭合时代的证据

南秦岭勉略构造带黑沟峡变质火山岩(绿泥钠长片岩)的主要元素组成表明,它是一套双峰式火山岩系,由低K富Na拉斑玄武岩及酸性英安岩、流纹岩组成.该玄武岩具有类似MORB的痕量元素特征,扁平的REE模型,但富Th和Pb已获得该变质岩系的Sm-Nd全岩等时线年龄为242±21Ma,Rb-Sr全岩等时线年龄为221±13Ma,它们在误差范围内一致,并指示该火山岩系的变质时代.变质时代的初始ε_(Nd)值(+6.1)指示该玄武岩源区为MORB型亏损地幔(ε_(Nd)值>+6.1).     

前冬南半球环状模对春季华南降水的影响及其机理

利用相关、合成、奇异值分解等统计诊断和数值模拟方法,分析了前冬(12—2月)南半球环状模(SAM)对春季(3—5月)中国华南降水的可能影响及其机理.诊断分析的结果表明,前冬南半球环状模与春季华南降水存在显著的负相关关系,也即前冬SAM偏强(弱),对应春季华南降水偏少(多).为了探讨这种南半球中高纬信号影响滞后一个季节的华南降水的物理机制,需要考虑下垫面海洋的桥梁作用.诊断分析的结果表明,当前冬SAM偏强时,南半球中高纬海洋的潜热释放受到海表风速影响发生变化,导致30°S—45°S海温偏高, 45°S—70°S海温偏低,并且异常的海温信号可以持续到次年春季.这种前冬SAM偏强时的春季海温异常信号,对应着春季西北太平洋副热带高压位置偏东且强度偏弱,西北太平洋上盛行异常气旋式环流,华南地区上空对流层低层有异常东北风和风场辐散,西南水汽输送较常年减弱,为春季降水偏少提供了有利的条件.前冬SAM偏弱时,南半球中高纬的海温异常及其引起的华南区域大气环流异常相反,有利于华南降水偏多.利用CAM3进行海温敏感性试验,也证明了上述南半球中高纬海温异常对应的环流异常.模拟结果表明,SAM偏强时的海温异常,对应着华南上空对流层低层的东北风异常、风场辐散、以及下沉运动,不利于华南降水生成;SAM偏弱时的海温异常,对应的环流异常相反,有利于华南降水增多,验证了资料诊断的结论.综上,在前冬SAM影响春季华南降水的过程中,体现了海气耦合桥的作用,即:海洋储存了冬季SAM的异常信号并在春季释放,通过影响春季大气环流,进一步影响华南春季降水.因此,前冬SAM为华南春季降水预测提供了一个有意义的前期信号.     

湘黔下寒武统铂族元素来源与矿化年龄的Re-Os同位素制约

华南下寒武统黑色岩系底部页岩层富含有色金属、贵金属、稀有元素、分散元素和放射性元素, 称“多元素富集层”. 为了厘定其中贵金属的来源和矿化年龄, 对黔北中南村、湘西柑子坪和三岔采集的6件样品进行了Re和Os含量及同位素测定. Re-Os基本呈正消长关系. ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os-¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os相关系数为0.99856, 在¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os-¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os协变图上, 6个点均匀分布, 与542±11 Ma拟合等时线高度吻合, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始值为0.84 ± 0.12. 结果表明, Re和Os等元素的定位年龄为542±11 Ma, 与其所在地层的地层学年龄一致; 湘黔地区“多元素富集层”的形成具有高度的等时性; 同一地区“多元素富集层”中不同物质在形成时间上的差异没有超出Re-Os年龄拟合所允许的误差范围; 黑色岩系成岩期显微脉体的形成与“多元素富集层”的形成没有明显的时间间隔或没有造成Re-Os同位素组成的明显变化; 玄武岩质地壳可能是湘黔地区下寒武统“多元素富集层”中Re和Os以及其他铂族元素和微量元素的最主要供给源.     

北太平洋副热带高压年际变异与ENSO 循环之间的选择性相互作用

利用NCEP/NCAR大气再分析资料以及Hadley中心海表温度资料,针对北太平洋副热带高压(简称副高)的完整系统,通过分析超前于ENSO事件的海平面副高年际异常特征及其对ENSO事件的触发作用以及ENSO事件对500 hPa副高和海平面副高的滞后影响,结果表明了北太平洋副热带高压年际变异和ENSO循环之间存在选择性相互作用.即在大多数情况下,一方面,前期海平面副高减弱会导致热带西太平洋表面西风异常,通过海洋平流过程触发El Nino事件在夏季发生发展,在秋冬季成熟; 而另一方面,El Nino事件在秋冬季发展成熟后,增强了赤道中太平洋的对流性热源,通过对异常热源的动力响应,同期和次年夏季500 hPa副高增强,又通过增强的Hadley环流作用,副热带地区下沉运动增强,从而使得次年夏季海平面副高增强,增强的海平面副高又有利于触发下一个La Nina事件.副高年际变异和ENSO循环之间相互作用的选择性主要取决于副高异常是否接近于赤道以及ENSO事件本身的持续性.这种相互作用有利于在热带太平洋海气系统产生准两年振荡.     

塔里木盆地寒武系底部硅质岩的稀有气体同位素组成特征

塔里木盆地寒武系底部黑色岩系是重要的海相烃源岩之一.对该岩系中11个主要组成岩石-硅质岩进行稀有气体同位素分析,柯坪地区硅质岩的R/Ra比值为0.032~0.319,40Ar/36Ar为338~430;库鲁克塔格硅质岩的R/Ra比值为0.44~10.21,40Ar/36Ar为360~765.从西部到东部,硅质岩中的R/Ra与40Ar/36Ar比值同步增长,二者呈现正相关关系,并从壳源区向幔源区演化.硅质岩中的过剩氩40ArE与R/Ra比值正相关,说明硅质岩中过剩氩与幔源氦的来源一致.西部和东部硅质岩的R/Ra比值对比显示,东部硅质岩形成于幔源流体驱动的海底热水流体活动系统,该区壳幔物质和能量的交换作用强烈,而西部硅质岩则是海底热水流体羽漂移到该处沉淀而成的,远离海底热水流体活动中心.另外,从硅质岩的稀有气体同位素异常可推知,寒武系底部黑色岩系形成的海洋缺氧事件可能与海底大规模的火山作用及其伴生的海底热水流体活动有直接的关系.     

四川江油马角坝地区石炭纪地层磁化率特征与海平面相对变化研究

马角坝地区是研究四川盆地乃至上扬子地区石炭系沉积特征的经典地区之一.研究马角坝地区石炭系磁化率特征与相对海平面的变化,可为研究相关区域石炭纪沉积特征以及地层划分对比等问题提供依据.本文在四川江油马角坝地区石炭系经典碳酸盐岩剖面连续古地磁采样,共获得179块供测试磁化率的样品,在室内对所有样品进行了磁化率测量与磁化率特征分析,获得了该剖面连续的磁化率数据.利用剖面连续的磁化率变化特征推演海平面相对变化,识别出6次完整的海进-海退记录,由此对研究区石炭系划分出6次海平面变化旋回.     

地球磁异常网格第3版（EMAG2v3）海平面数据质量评估——以东南亚Sulu海及北极Kolbeinsey脊南段为例

为了对地球磁异常网格第3版(EMAG2v3)海平面数据的质量进行评估,搜集整理了东南亚Sulu海和北极Kolbeinsey脊南段2个区块约30万km²的航磁异常数据,应用克里金插值法、相关分析法进行数据的对比分析．其中克里金差值法用于比较2个区块的航磁异常数据与EMAG2v3海平面数据的横向分辨率,而相关分析法是为了计算相关系数,进而判断二组数据之间的相关性程度．通过对航磁异常数据与EMAG2v3海平面数据之间相关系数及差值特征的综合分析,探讨了EMAG2v3海平面数据中Sulu海和Kolbeinsey脊南段2个区块磁力数据的质量．研究结果表明,EMAG2v3海平面数据适用性较强,但和航磁数据相比,其横向分辨率仍然较低,故认为EMAG2v3海平面数据的质量总体不高,对于较大比例尺的磁测工作,最好是依靠航空测量和海洋测量的数据,其效果会更好．     

俄勒冈州Newberry火山的重力模型研究

Newberry火山是第四纪的一个大规模火山,位于俄勒冈(oregon)州中部的上Cas-cade火山群脊东约60km处。剩余重力异常约为正12mGal。重力异常场的模型计算结果表明:火山的下方即海平面下约4km深处下伏着一直径约20km,厚约2km的铁镁质侵入体。沿北西向山脊隆起的基底可能形成一部分下伏的多余物质,这样就减小了次火山侵入体的体     

末次冰期冰盖消融对东亚历史相对海平面的影响及意义

基于新的末次冰期冰川均衡调整(GIA)模型,利用有限元算法模拟了盛冰期以来东亚相对海平面的变化,并与观测数据进行比较分析.研究表明,早期相对海平面上升由盛冰期后全球冰盖消融控制,后期的变化则由地壳黏性均衡调整控制;每个时期的结果均具有显著的区域性差异,与地壳均衡作用及远场均衡效应的区域性差异有关;模拟的不确定性主要来自冰盖消融模型差异的影响,量级在观测误差范围内.此外,利用本文的GIA模拟结果,对东亚海岸历史相对海平面观测进行改正,揭示了华南全新世以来不同阶段的地壳垂直运动,其中3—8 kaBP地壳以较稳定的速率(1~4 mm/a)下沉,之后则以较小速率下降或隆升,推测可能与东南部菲律宾板块的俯冲有关;揭示近千年来粤东海岸和珠江三角洲地壳垂直运动有长期隆升趋势,而近三十年的观测结果则显示下沉,推测该差异与人类活动导致的沉降有关.     

华南中部地幔转换带厚度异常：海南地幔柱？

本文利用84个布设于华南中部地区的流动地震台站记录的239个远震地震事件的波形资料,通过接收函数方法得到了华南大陆中部地区的地幔410 km和660 km间断面起伏与地幔转换带厚度变化.结果表明在华夏块体下方转换带厚度明显减薄10~25 km,尤其是在南部靠近海岸线附近(23.7°N, 114.5°E)存在一个直径约200 km的转换带厚度异常区域(减薄约25 km),可能揭示海南地幔柱在该处上涌穿透660 km间断面进入地幔,在地幔转换带向周围扩散,热的地幔物质穿过410 km间断面继续上涌,造成了华夏块体下方上地幔大范围的低速异常,以及在雷州半岛和沿岸造成大范围的新生代玄武岩活动.

     

塔里木盆地下寒武统底部黑色页岩地球化学及其岩石圈演化意义

首次对塔里木盆地北部下寒武统底部黑色页岩的微量元素、稀土元素和铂族元素地球化学进行了系统分析, 其基本特征是与深部流体有关的微量元素明显富集, Th/U和Th/Sc等元素比值降低; 球粒陨石标准化后的稀土元素分布模式中轻稀土富集程度降低, Eu负异常减小, Ce具有明显的负异常; 铂族和Au元素含量增高. 这些特点表明黑色页岩沉积时, 盆内有富铁镁质的深部物源的存在. 这种深部物源的存在通常指示岩石圈拉张的构造背景. 微量元素、铂族元素和稀土元素特征在剖面中的变化规律表明, 该黑色页岩沉积的早期, 来自地球深部的物源不断增加, 至4号样品达到高峰, 此后逐渐降低. 这种现象可能指示本区早寒武世早期岩石圈具有幕式拉张作用的特点.     

风尘堆积中SiO_2/Al_2O_3值与粒度的关系及其对东亚冬季风的指示意义

在渭南及洛川剖面将基本未经历风化的黄土样品分离成8个粒级后进行化学分析,结果表明,<50 μm的各粒级样品中SiO_2/Al_2O_3分子比与粒度φ值呈明显线性负相关,即在<50 μm粒级范围内颗粒越粗,黄土的SiO_2/Al_2O_3值越大;而<50 μm各粒级的含量之和占全岩的98％以上.在黄土层中,SiO_2/Al_2O_3与全岩粒度变化有较好的可对比性,而在古土壤中SiO_2/Al_2O_3值反映出一系列全岩粒度无法揭示的信息.