渤海湾西岸现代岸线钻孔记录的全新世沉积环境与相对海面变化

以渤海湾西岸现代岸线附近的NP3、CH110和BT113三个钻孔全新世岩心为研究对象,采用沉积岩石学、AMS ¹⁴C(accelerator mass spectrometry ¹⁴C,加速器质谱¹⁴C)测年、微体生物聚类分析等方法精细判别沉积相,重建渤海湾西岸全新世沉积演化历史,并利用微体生物组合分带对水深变化的指示,定量讨论全新世相对海面变化。结果表明:渤海湾西岸全新世受海陆交互作用影响,经历了沼泽-潮滩-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程。全新世初始阶段,研究区中部和北部发育沼泽环境,南部未见沉积,与上更新统河流相沉积呈不整合接触。全新世早期,研究区潮滩环境发育。潮滩层厚度约1 m,历时数百至1千余年。至7000 cal BP前后水深增大,研究区进入浅海环境。约6000 cal BP,沿岸南北两端先后进入三角洲过渡环境,中部三角洲环境约开始于1500 cal BP。渤海湾西岸地区全新世的环境演化同时记录了该地区的相对海面变化:约10000 cal BP前后,渤海湾相对海平面已接近21.3~20.4 m。约8000 cal BP,相对海平面介于18.6~17.0 m。约6000 cal BP时相对海平面低于6.8 m,5000~1000 cal BP,相对海平面高于-2.5 m,1000~800 cal BP,相对海平面介于-1.3~-0.4 m。8000~5000 cal BP时,相对海面上升约15.0 m,上升速率达5 m/1 ka。     

渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙一段物源-沉积体系重建

采用布格重力异常手段宏观地区分物源区和沉积区,根据重矿物特征分析物源区位置及影响范围,依据地震反射特征识别物源运移方向,通过砂分散体系精细分析和表征物源-沉积体系特征,并利用岩石地球化学资料进一步佐证物源-沉积体系分析。综合研究表明,渤海湾盆地歧口凹陷沙一段时期存在五个物源区,分别为葛沽物源、小站物源、增福台物源、钱圈物源和北大港潜山物源。葛沽物源为板桥次凹提供沉积物,且沉积物主体呈两支向歧口主凹进一步推进;小站物源、增福台物源和钱圈物源影响范围较小,均呈两支进入板桥次凹;北大港潜山物源为歧北次凹提供沉积物,向马棚口和高尘头地区推进时物源频繁分叉。综合岩芯、录井、测井和古生物等沉积成因标志,认为板桥次凹发育扇三角洲沉积体系,歧口主凹和歧北次凹发育深湖浊流体系。     

渤海湾西岸滨海平原晚第四纪以来的沉积间断

渤海湾西岸滨海平原1:50 000区域地质调查发现晚第四纪地层多次出现沉积间断.深入的岩石与生物地层、年代地层、磁性地层和气候地层等多重地层学研究及与深海氧同位素曲线的对比表明,这些间断均与寒冷气候有关.氧同位素曲线证实,全球相对寒冷气候时期几乎占过去180万年时间的一半[1],这为本区的寒冷导致间断的推断提供了依据.这些间断可以分为两类,一类即通常为人们熟知的具明显侵蚀面的间断;另一类为极缓慢的沉积(即在空间上占有一定的厚度,并非象第一类那样仅占一个侵蚀面)的层段.作为地层划分重要组成因素,对间断的重视与深入研究,在重建第四纪地质环境演变历史和地层划分中具有重要意义.     

渤海湾西岸210Pbexc、137Cs测年与现代沉积速率

根据渤海湾西岸潮间带上部与堤后盐沼区三个垂直于海岸线的长剖面(L、S和Q剖面)的11个样柱的210Pbexc、137Cs的放射性强度垂直分布特征、蓄积量,以及各样柱所处的微地貌部位对现代沉积过程的制约关系,发现该地区现代沉积速率从东向西(由海向陆)依次为1~3 cm/yr、0.35 cm/yr和0.1 cm/yr,并划分了三个相应的现代沉积亚区:开放高潮坪亚区、近端盐沼亚区和远端盐沼亚区.     

成都粘土地球化学特征及其对物源和风化强度的指示

提要：成都平原晚更新世成都粘土地球化学分析表明,不同剖面样品的化学组成具有较好的一致性,以SiO2（平均75.24%）、Al2O3（平均14.12%）、Fe2O3（平均5.81%）为主,地球化学特征与UCC基本相似。与北方黄土相比,成都粘土具有较高的TiO2/Al2O3、Zr/Al、Zr/Ti和Y/Al以及较低的Eu/Eu?鄢、LaN/SmN和LaN/YbN比值,这些特征与成都平原第四系深层土壤样品组成一致,表明成都粘土来源于当地,与北方黄土物源不同。成都粘土CIA平均值为78.59,高于北方黄土平均值（69.34）,经历了中期的K迁移阶段,在风化过程中Ca、Na、Mg和K是主要的活动性元素。与北方黄土相比,成都粘土Na、Mg、K和Ca亏损较大,表明经历了更强的化学风化。     

渤海湾西岸全新世沉积速率对河流供给的响应

渤海湾西岸由北向南获取了3个钻孔,以全新世海相岩心为研究对象,采用AMS14C(Accelerator Mass Spectrometry14C,加速器质谱14C)测年方法建立年代框架并计算平均沉积速率,结合沉积物粒度组成及沿岸古河流三角洲发育历史,探讨了沉积速率对沿岸河流供给变化的时空响应。结果表明,早全新世—中全新世初期(11~6ka),渤海湾西岸整体沉积速率偏低,仅0.03~0.07cm/a,沉积物粒度较粗;中全新世6.43~4.97ka cal BP期间,NP3孔平均沉积速率为0.60~0.93cm/a,高于同期沿岸南部的CH110孔和BT113孔。沉积物组成以粉砂为主,粘土含量低,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西北岸对潮白河、永定河及滦河沉积物供给的响应;中全新世晚期3.68~2.67ka cal BP期间,BT113孔沉积速率为0.27~1.4cm/a,高于同期沿岸北部CH110孔和NP3孔,沉积物组成以粉砂为主,粘土含量较NP3孔高,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西岸南部对黄河沉积物供给的响应;晚全新世2.29~0.24ka cal BP期间,沿岸中部CH110孔沉积速率为0.55~0.91cm/a,高于同期沿岸南部的BT113孔和北部的NP3孔,该高沉积速率为渤海湾西岸中部对黄河和海河供给沉积的先后响应。     

渤海湾西岸BZ1钻孔的磁性地层学研究

文章对位于渤海湾西岸黄骅坳陷内的BZ1钻孔进行了详细的磁性地层学研究。结果表明,204.51m的岩芯记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)极性亚时,钻孔底部年龄约为2.21Ma。本项研究结果为该区约2.21Ma以来的古环境和相关研究提供了可靠的地层年代框架。与沧县隆起区的BZ2钻孔地层结果对比表明,两个构造单元的沉积物厚度在布容期以来差异较大,即在此期间黄骅坳陷相对沧县隆起下沉40余米,表明1Ma前后发生的新构造运动导致黄骅坳陷区构造下沉速率显著增加。     

沉积物粘土混浊水电导率与pH值相关性研究——以渤海湾西岸平原XZ、MD钻孔为例

对渤海湾西岸平原XZ、MD钻孔样品的粘土混浊水电导率(以下简称EC)和pH测定值进行相关分析,结果显示EC与pH都呈高度负相关,两孔的相关系数分别为-0.830(P P r=0.089,P >0.05)外,其他各沉积带均显示较明显的负相关.但负相关性也有所不同,XZ孔海陆过渡相沉积带(Ⅱ带,r=-0.740,P r=-0.434,P r=-0.403,P r=-0.482,P <0.05)也有较明显的负相关性.这表明沉积物EC与pH相关程度的差异,亦可在一定程度上反映出其沉积环境的不同.     

山东丹河2018年洪水沉积特征、物源分析及水文过程重建

通过研究现代洪水沉积特征,可重建洪水水文过程,识别泥沙侵蚀源区,既可为防洪水利工程设计提供依据,也可为古洪水层判识建立参考.2018年8月中旬,山东省北部弥河、 丹河流域受双台风影响发生洪涝灾害.通过对洪水淹没区进行考察,在下游洪水沉积物保存完好的地点获取21.0 cm长岩芯DH1,并进行粒度、 烧失量、 磁化率和孢粉...     

渤海湾西岸南大港、北大港中晚全新世潟湖底板虚拟重建

约400km^2的1：5万白水头-歧口镇幅是渤海湾西岸南大港与北大港古湖的组成部分。以1：5万白水头-歧口镇幅175个区域地质调查点的多维数据——点的坐标、点的地表与所揭露的潟湖底板的高程和区域性年代学框架——为基础，对南、北大港古潟湖其余约880km^2未实测区域布设控制贝壳堤和潟湖底板高程的虚拟三维地质点275个(虚拟点的坐标、贝壳堤顶部与湖底板的高程)。应用C-Tech公司EVS Pro软件的三维技术处理实测与虚拟的450个地质点，获得了约5000年以来、面积约1280km^2的南、北大港古潟湖底板与贝壳堤的模拟形态。     

渤海湾西岸晚更新世沉积的差异性特征*

位于渤海湾西岸黄骅坳陷的次级构造单元歧口凹陷的BQ1孔,深95.6m;位于相邻次级凸起单元北大港潜山构造带的BQ2孔,深32.8m。两孔相距约18km。对岩性、古生物(有孔虫、介形虫和软体动物)、测年(OSL和AMS ¹⁴ C)和古地磁等基础数据的研究表明,两孔中可资对比的晚更新世海相层和陆相层具明显的差异性空间分布特征。其中,晚更新世60~35kaB.P.的第2海相层(Ⅱ海)在凹陷区BQ1孔厚约10.7m、在凸起区BQ2孔厚5.7m;BQ1孔该海相层顶、底板埋深分别比BQ2孔低约11.5m和16.5m。其他相同层位,同样表现出类似的空间位置(厚度、埋深)的差异。进入全新世,两孔第1海相层(Ⅰ海)的底板位于相同埋深,暗示至此差异性沉积过程趋于平缓,两孔所在地区在相对平稳的构造与沉积背景下开始了全新世滨海平原的近现代造陆过程。     

青藏高原东北缘黄土的地球化学特征及其对物源和风化强度的指示意义

位于青藏高原东北缘的陇西黄土高原地处我国东亚季风、西南季风、西风环流及高原季风等多个大气环流的交汇部位,同时处在沙漠-黄土的边界带上,环境对气候变化的反应非常敏感。广泛分布于该区的风尘堆积是研究我国干旱、半干旱区古气候演化及高原隆升环境效应的理想材料。本文对陇西黄土高原的甘肃会宁黄土进行常、微量元素测试分析,并与陇东黄土高原黄土的地球化学特征进行了对比。结果表明,陇西和陇东黄土的地球化学组成相似,与上部陆壳（UCC）平均化学成分也基本一致,说明两者都是复杂的源岩风化物质经过高度混合堆积而成。陇西与陇东黄土的地球化特征在总体一致的基础上也存在着明显不同,反映了两者沉积后化学风化和物源的差异。与陇东黄土相比,陇西黄土具有较高的CaO、MgO、Na₂O和较低的Fe₂O₃含量,说明陇西黄土的化学风化强度相对较低;CIA值也显示,陇西黄土处于初等化学风化阶段,而陇东黄土则处于中等化学风化阶段;在化学性质相对稳定的元素中,陇西黄土与陇东黄土相比具有较高的SiO₂/Al₂O₃、SiO₂/TiO₂、TiO₂/Al₂O₃、U/Pb、Zr、Hf值和较低的Ta、Y、Rb/Sr、Ba/Sr、Ce/Yb、Eu/Yb、LREE/HREE值,反映了两者物源上的差异。受特殊地理位置的影响,我国北方戈壁荒漠、青藏高原的冰川及冰缘沉积以及邻近的第四纪松散沉积物都有可能成为陇西黄土的潜在物源。进一步研究显示,会宁黄土的地球化学特征在大约300ka B.P.前后发生了明显变化,结合以前磁组构、石英颗粒表面形态的分析结果,进一步证明青藏高原东北缘的风尘物源在该时期可能发生过比较大的变化,300ka B.P.以后高原的冰川及冰缘沉积对该区风尘物源的贡献明显增加,而青藏高原在此时期的快速隆升导致的高原季风加强可能是形成风尘物源变化的主要原因。

     

贵州威宁窑上组沉积物物源特征及沉积控制因素分析

根据威宁草海第四纪窑上组沉积物主量元素和REE特征,探讨沉积物物源特征、气候演变情况、沉积物堆积控制因素。结果表明:Al、Mg、Ca、K、Na和Ti的含量变化在剖面上一致,它们的相关系数很高(0.522~0.985)。Fe含量和Mn含量呈正相关形式,与Al、Mg、Ca、K、Na和Ti呈负相关。Fe2O3含量在土黄色粘土的铁质层很高(42.86%~50.57%)。样品中REE球粒陨石标准化配分模式与贵州土壤、贵州碳酸盐岩风化壳配分模式很相似,与峨眉山玄武岩配分模式不一致,但其含量略低于贵州碳酸盐岩风化壳的含量;沉积物主要来源于碳酸盐岩,且碳酸盐岩强烈风化成土作用使REE超常富集,在剖面上呈现高ΣREE(平均219.38μg/g)。通过Mg/Ca、MgO/Al2O3、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3、(Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO)、(K+Na+Ca+Mg)/(Fe+Mn)、(Al+Fe+Mn)/(K+Ca+Mg)和(MgO+Na2O+CaO)/Al2O3等气候指标研究,表明在草海窑上期为湖泊沉积时期,气候经历了由温暖湿润向冷干的转变。同时,认为物源性质、构造运动、气候等共同控制该区沉积物形成。     

新疆东准噶尔喀姆斯特晚古生代沉积记录:物源和沉积作用研究

东准噶尔喀姆斯特下泥盆统阿拉比也巴斯他乌组和下石炭统卡姆斯特组代表陆壳增生不同阶段的沉积响应.碎屑岩碎屑组成模式和地球化学分析结果表明阿拉比也巴斯他乌组形成于大洋-活动大陆过渡型构造环境,物源区主要为发育在过渡型地壳之上的岩浆岛弧;卡姆斯特组形成于活动大陆型构造环境,物源区主要为大陆岛弧环境的切割岩浆弧.沉积相、相组合及生物生态等沉积特征显示两组的沉积环境分别为海底斜坡和海底扇中扇-外扇盆地平原.结合区域构造分析和地层对比研究,下泥盆统阿拉比也巴斯他乌组海底斜坡沉积是东准噶尔构造带早泥盆世弧后盆地沉积响应的主要记录,卡姆斯特组海底扇-海底平原沉积则主要记录了东准噶尔复合地体早石炭世晚期弧间残余海盆的沉积响应.两套沉积响应记录的环境演化受控于中亚型造山带复杂的造山作用.     

渤海湾西岸CZ01钻孔沉积物粒度端元分析及其气候—海平面变化响应*

沧州地区位于海陆交互的渤海湾西岸,易受到海平面变化和极端气候事件的影响,对于全球气候变化的响应十分敏感。应用非参数化端元分析模型将沧州地区CZ01钻孔中更新世晚期以来的沉积物粒度划分出6个端元并分析其物源,结合已有地质记录,揭示不同时间尺度下各端元对气候—海平面变化的响应。结果表明: (1)EM1(5.01 μm)主要为远源的风尘输入,EM2(13.18 μm)和EM3(39.81 μm)为古黄河所携带的沉积物,EM4(69.18 μm)和EM5(138.04 μm)为海相沉积物,EM6(275.42 μm)可能指示古洪水等极端气候事件。(2)深海氧同位素(MIS)Ⅰ 阶段,气候温暖湿润,EM4+5含量指示渤海海平面整体呈波动上升的趋势并逐渐接近现代海平面。该阶段内由于11.5 ka BP左右的新仙女木事件以及5.1 ka BP左右冷干事件的发生,渤海海平面在稳定上升状态后出现停滞或小幅下降的现象; 而在9.5 ka BP、7.5 ka BP、5.8 ka BP和1.7 ka BP左右,东亚夏季风增强导致降水增加,渤海海平面升高。(3)MIS Ⅵ 阶段北半球气候冷干,150~132 ka BP左右因喜马拉雅运动减弱造成的区域沉降中心转移致使渤海海面升高。MIS Ⅴ 阶段气候波动剧烈: 在间冰期暖期(5a、5c和5e)气候暖湿,渤海海平面上升; 而MIS5b和5d时期渤海海面高度较低。MIS Ⅳ 阶段较MIS5a末期海平面突然下降后趋于稳定,期间出现若干次小规模海侵事件,可能与东亚夏季风频繁变化有关。MIS Ⅲ 阶段至末次冰盛期海平面大幅度下降且存在周期性升降变化,并在46 ka BP左右出现大规模海侵事件。MIS Ⅱ 阶段较MIS Ⅲ 阶段海平面出现小幅度下降,为低海平面时期; 伴随15 ka BP左右冰盛期的结束,东亚夏季风增强,海平面开始上升。渤海海平面180 ka BP以来的变化记录与北半球乃至全球范围内的地质记录存在一致性,与太阳辐射波动引起的冰川消融及东亚夏季风变化密切相关。     

物源—河流过程—化学风化对松花江水系沉积物重矿物组成的影响

松花江水系作为我国七大水系之一,对其沉积物组成的深入探究对揭示源区控制因素和沉积物的搬运—沉积过程具有重要意义。重矿物蕴含着源岩母岩的重要信息,是解开由源到汇过程和物源示踪的重要工具。为了评估物源、河流过程和化学风化对重矿物组成的影响,我们从松花江水系干流和支流的边滩以及阶地共取32个样品,进行分粒级（<63 μm、63～125 μm和125～250 μm）的重矿物分析。结果表明,松花江水系源区母岩信息在嫩江各支流（诺敏河最为典型）的重矿物组成中得到很好的反映,但在嫩江干流中没有得到反映,这表明物源对重矿物组成的控制受到河流过程的影响。松花江水系的重矿物组成以角闪石、绿帘石、钛铁矿和榍石为主。河流沉积物的重矿物组成主要富集在63～125 μm组分,同一河流的不同河段的重矿物组成存在显著差异（巴兰河尤为典型）,表明了河流搬运—沉积过程对重矿物组成起到重要控制。哈尔滨松花江T2阶地沉积物（弱风化）的重矿物组成基本保留了现代河流砂特征,讷谟尔河T1阶地沉积物（中等风化）的重矿物受到一定程度的改造,而受到严重化学风化影响的通河松花江T3阶地的重矿物组成已遭受严重破坏,不稳定矿物（角闪石和辉石）以及蕴含的母岩信息已完全消失,表明了重矿物组成明显受到沉积物化学风化程度的影响。由于源—汇过程中重矿物的混合和由此导致的稀释作用,使得沉积物携带的物源信息经过长距离搬运之后逐渐变得模糊。因此,我们认为,在进行河流重矿物源—汇过程研究中,宽粒度分析窗口和足够多的样品数量需要考虑以充分获取源区完整的重矿物组成信息。同时,在利用河流阶地重矿物组成进行源—汇联系和古水系演化研究时,需要首先评估阶地沉积物的化学风化程度。     

沉积物物源组成的定量估计方法

混合源沉积物中,各种物源物质的成分及其百分含量是地质研究的重要基础信息.本文提出用成分数据统计分析算法,分析处理沉积物样品的地球化学数据,定量提取沉积物中各物源端元的平均化学成分及其百分含量;将该方法用于已知端元成分和端元含量的实验样品数据,计算结果与实际非常吻合;将该方法用于某海区实测沉积物地球化学数据,成功地分离出了陆源、火山源、生物源物质成分和含量.该方法也适合于岩石学、环境污染研究等领域.     

地震成因软沉积物变形记录的地震强度研究进展

〗确定地震震级对中长期地震预报、震后应急救援和地震危险性评价具有重要意义。古地震学是研究地质记录中的地震事件,特别是它们的位置、时间和震级大小。然而,传统由地表破裂参数确定的古地震震级仍存在不确定性（大多数地震事件不会导致地表破裂,或位移小于0.3m）,尤其是由湖泊沉积记录的古地震事件。为了解决未发现明显位错地震震级问题,本文依据软沉积物变形构造的类型和形式,对确定地震震级/强度的方法（经验估算、最大液化距离、扰动层厚度、软沉积物变形类型,经验公式,快速沉积砂层厚度）进行总结和讨论,并分析其理论基础、优缺点、误差大小、适用性、存在问题等。并以中东死海盆地利桑组晚更新世湖相沉积中的震积岩(混杂层)和岷江上游萝卜寨晚第四纪湖相沉积中地震成因的液化底劈为例,利用上述6种方法推断,其代表的震级分别为M5.5~6.5和M6.0~7.0,进一步证实了前人的研究结果。这6种方法的结合,为确定地震震级/强度,特别是湖泊沉积中的地震事件提供了一种新的、相对便捷的方法。该研究可为基于地表破裂参数确定的古地震震级提供可靠的参考,为更好地认识构造活跃的地震活动性和危险性提供数据支持。     

地震成因软沉积物变形记录的地震强度研究进展

〗确定地震震级对中长期地震预报、震后应急救援和地震危险性评价具有重要意义。古地震学是研究地质记录中的地震事件,特别是它们的位置、时间和震级大小。然而,传统由地表破裂参数确定的古地震震级仍存在不确定性（大多数地震事件不会导致地表破裂,或位移小于0.3m）,尤其是由湖泊沉积记录的古地震事件。为了解决未发现明显位错地震震级问题,本文依据软沉积物变形构造的类型和形式,对确定地震震级/强度的方法（经验估算、最大液化距离、扰动层厚度、软沉积物变形类型,经验公式,快速沉积砂层厚度）进行总结和讨论,并分析其理论基础、优缺点、误差大小、适用性、存在问题等。并以中东死海盆地利桑组晚更新世湖相沉积中的震积岩(混杂层)和岷江上游萝卜寨晚第四纪湖相沉积中地震成因的液化底劈为例,利用上述6种方法推断,其代表的震级分别为M5.5~6.5和M6.0~7.0,进一步证实了前人的研究结果。这6种方法的结合,为确定地震震级/强度,特别是湖泊沉积中的地震事件提供了一种新的、相对便捷的方法。该研究可为基于地表破裂参数确定的古地震震级提供可靠的参考,为更好地认识构造活跃的地震活动性和危险性提供数据支持。