豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组古气候演变记录

河南登封地区发育完整的早寒武世朱砂洞组地层,记录了该地区气候演变的重要信息。本文通过岩石学、元素地球化学、沉积学和古生物学综合方法对关口剖面早寒武世朱砂洞组碳酸盐岩古气候和沉积特征进行了详细分析。研究表明,研究区朱砂洞组可分为下部的纹层状白云岩段、上部的豹斑灰岩段和顶部的纹层状白云岩段3个岩性段。纹层状白云岩中的顺层溶孔、燧石团块和石膏矿物,豹斑灰岩中的强烈生物扰动构造以及Mn含量、Sr/Cu值、Rb/Sr值、MgO/CaO值均反映出研究区朱砂洞组古气候从下部纹层状白云岩段的炎热干旱,到上部豹斑灰岩段的温暖潮湿,再到顶部纹层状白云岩段的炎热干旱,具有明显的阶段性变化。华北地区同期沉积物也显示出与研究区朱砂洞组具有相似的古气候变化特征。     

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组生物扰动构造及其地球化学特征

生物扰动在现代海洋沉积物地球化学循环中起着重要作用,它影响着底栖生物群落特性、有机物分解速率、海水化学性质、沉积物氧化还原性以及营养物循环.豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组碳酸盐岩发育了大量以Thalassinoides主导的扰动构造,对其进行碳和氮同位素测定,可以了解扰动生物对沉积物生物地球化学循环影响.测试结果表明,潜穴充填物和围岩中δ13C_carb值区别显著,不同扰动程度也差异明显,而δ13C_org和δ15N值差异不大,反映出生物对沉积物的扰动改造可以改变沉积物的氧化还原性及孔渗性,这一变化可能与生物扰动引起沉积物孔隙水含氧量增高导致的自生碳酸盐岩比例降低和成岩期白云岩化的增强有关.Thalassinoides造迹生物对沉积物的扰动改造不仅改变了沉积物的原始物理化学信息,促进了海水与沉积物的生物地球化学循环,而且诱导了沉积底质革命,扮演了显生宙早期生态系统工程建造者的角色.      

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组生物成因的豹斑构造

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组发育了大量形态极具特色的豹斑状构造。豹斑为灰-深灰色,呈管状、斑块状或网状分布,主要成分为半自形-自形的白云石;而基质为灰白-浅灰色,主要成分为微晶方解石,与豹斑界限明显。根据其形态及发育特征,这些豹斑构造可分为条带状、花斑状、网格状3种类型。根据白云石及方解石含量,含有这3类豹斑构造的岩性分别定名为云斑状灰岩、灰质斑状白云岩、斑状白云岩。研究表明,豹斑是由Thalassinoides造迹生物对沉积物扰动改造形成复杂的潜穴系统,并在成岩期优先发生白云岩交代作用所致。朱砂洞组发育的豹斑自下而上从条带状经花斑状演化为网格状,反映其沉积时的水动力逐渐降低、环境更加稳定,潜穴系统趋于复杂化、生物扰动强度增大,后期白云化程度也逐渐增强。     

豫西宜阳上二叠统孙家沟组孢粉组合及其地质意义*

豫西宜阳上二叠统孙家沟组为一套陆相碎屑岩,在该组中部土门段砂泥互层中发现大量的植物化石碎片和孢粉化石。文中依据孙家沟组沉积特征及孢粉组合区域对比,厘定了土门段的地质时代,并依据孢粉化石的亲缘植物关系和信息函数,结合微量元素Sr/Cu值指标,定性和半定量分析了宜阳地区的古气候特征。结果显示: 土门段共发现52属孢粉化石,以裸子植物花粉占优势,与华北地区晚二叠世孢粉组合特征有很大的相似性,推测其地质时代相当于晚二叠世长兴期。孢粉化石属种的植物亲缘关系与欧美镁灰岩统植物成分类似,表明整体上为较炎热的半干旱古气候。该成果可为华北地区晚二叠世晚期的陆相沉积环境、古植物背景以及古气候演化研究提供参考依据。     

河南鲁山寒武系第二统辛集组风暴沉积及其相关的遗迹化石*

河南鲁山寒武系第二统辛集组为一套风暴作用影响下的含磷和海绿石的碎屑岩沉积,主要由中厚层石英砂岩及极薄层泥岩与砂岩互层组成。遗迹化石发育在交错层理砂岩以及极薄层泥岩与薄层砂岩互层的层面上。Skolithos sp. 属于风暴衰减期的Skolithos遗迹相机会种(r-选择)遗迹化石,它们以短小的垂直居住潜穴及低遗迹分异度和丰度为特征。Palaeophycus tubularis,P. striatus,Taenidum sp.,Gordia marina,Planolites montanus,P. beverleyensis等属于风暴间歇期的Cruziana遗迹相均衡种(K-选择)遗迹化石,以水平进食、觅食潜穴为主,遗迹分异度和丰度中等。早寒武世风暴衰减期,频繁的风暴事件不利于研究区机会种遗迹化石的保存,同时风暴间歇期持续时间短、风暴停息期不发育,造成均衡类生物殖居窗口期短暂,亦不利于对沉积底质的连续殖居。这种特殊的风暴沉积以及早寒武世造迹生物较差的掘穴能力,导致研究区遗迹化石种类及数量远不及寒武纪以后的风暴沉积。     

川西南地区五峰—龙马溪组黑色页岩古气候及物源特征: 来自新地2井地球化学记录*

晚奥陶世—早志留世之交是地球历史时期中的关键时段,该时段伴有全球生物大灭绝、冈瓦纳冰川以及火山事件。晚奥陶世末期的冰川事件历时相对较短,在中国尚未找到冰川存在的直接证据。为了更好地研究奥陶—志留纪交替时期是否存在古气候的变化,选取了川西南地区新地2井岩心中新鲜的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组泥页岩样品,通过其主量、微量及稀土元素特征分析,采用多种化学风化指数判定源区风化作用强度及古气候条件。新地2井五峰—龙马溪组所有岩石样品成分变异指数(ICV)均大于1,表明源岩成分成熟度低,属构造活动时期的首次沉积。稀土元素表现为轻稀土富集、重稀土平坦并伴有明显的负Eu 异常,配分模式与花岗岩相似,表明源岩以亲花岗岩、长英质为主;A-CN-K图解、主量元素Al₂O₃/TiO₂值、微量元素Cr/Zr值和Th/Sc值也体现长英质成分为主的物源特征。化学蚀变指数(CIA)、化学风化指数(CIW)和斜长石蚀变指数(PIA)等多种化学风化作用指标均指示,晚奥陶世—早志留世古风化作用强度经历中等—低等—中等、古气候温暖湿润—寒冷干燥—温暖湿润的变化过程。CIA指数的低值指示的五峰组顶部(平均值64.14)、观音桥组(平均值61.7)和龙马溪组底部(平均值64.61)即赫南特期存在短暂的寒冷气候,间接证实了冈瓦纳冰川作用在中国华南地区存在相应的地球化学记录。     

河北坝上丰宁黄土剖面记录的230 ka BP以来的环境演化*

河北坝上地区位于东亚季风气候边缘区,对气候变化响应敏感。丰宁黄土剖面为研究该区域长时间尺度的环境演化提供了理想材料。通过丰宁黄土剖面地球化学元素和磁化率分析,结合光释光测年结果,恢复了该地区230,ka BP以来的环境演化历史; 通过野外观察,识别出了S₁古土壤之下发育的风化淋滤黄土层,探讨了S₁古土壤发育时期的风化淋滤特征及其所揭示的气候变化问题。结果表明: (1)230,ka BP以来的磁化率记录可与深海氧同位素3—8阶段进行细节上的对比,表明丰宁黄土堆积区对全球气候变化有着积极的响应;(2)S₁古土壤发育时期,由于受到强降水的影响,土壤中元素受到强烈淋溶从而向下迁移到L₂黄土中,造成L₂上部地球化学记录与磁化率的差异;(3)从S₁古土壤顶部到钙结核层之间土壤属于酸性淋溶土,可能相当于现今中国北亚热带的黄棕壤,其剖面由土壤层、风化淋滤黄土层和CaCO₃淀积层构成;(4)S₁古土壤发育时期的温度和降水量与现今江苏泗洪和六合地区相当,表明当时研究区为亚热带气候。     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候*

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

准噶尔盆地石南地区中侏罗统头屯河组沉积特征及演化*

目前,对准噶尔盆地石南地区中侏罗统头屯河组沉积相的认识存在较大分歧和争议。通过岩心观察和精细描述、薄片鉴定和测井曲线分析等方法,对石南地区头屯河组岩石类型、沉积构造和沉积序列等特征进行详细研究,同时结合区域沉积构造背景,认为石南地区头屯河组沉积环境属辫状河三角洲。头屯河组一段沉积时期,研究区发育辫状河三角洲前缘沉积,辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体呈条带状展布;头屯河组二段沉积时期以辫状河三角洲前缘沉积为主,由于湖平面的下降,辫状河三角洲进积,靠近物源方向发育辫状河三角洲平原,辫状河三角洲前缘河道砂体叠置连片分布;头屯河组三段沉积时期湖平面快速上升,全区基本演化为滨浅湖相沉积。     

豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组古气候特征分析

二叠纪-三叠纪之交发生了地史上最大规模的生物灭绝事件,该事件可能与当时气候环境的强烈变化有关。前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟,而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性,研究资料需要进一步完善。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组为研究对象,运用沉积学、矿物学与元素地球化学等方法对该时期的古气候进行恢复,并与同时期陆相地层对比,进而讨论气候变化对该时期生物灭绝的影响。结果表明:(1)宜阳地区孙家沟组经历了滨湖-浅湖-滨湖等亚相的演化过程,其地层中岩相变化、古生物化石缺失、大量的钙质结核及其它沉积构造的出现揭示了孙家沟组的上段气候明显比下段炎热干旱。(2)元素地球化学指标以及粘土矿物组合的垂向变化等指示了该时期的气候经历了温湿向炎热半干旱-干旱转变。(3)宜阳地区孙家沟组的气候指标所得出的结论与其他地区同时期陆相地层古气候的变化基本一致,反映了研究区与同时期全球古气候的变化存在一致性。二叠纪末期温度的骤升、气候极度干旱化以及陆表生态系统遭受毁灭性破坏等因素,可能是导致或加速陆地生物灭绝的主要原因之一。本次研究对该时期气候变化与生物灭绝之间的关系具有一定的指导意义,为探讨全球...     

Paleoclimate evolution recorded in the Cambrian Epoch 2 Zhushadong Formation from Dengfeng area,western Henan Province

The complete early Cambrian Zhushadong Formation is developed in Dengfeng area,Henan Province,which record important information of paleoclimate variation. The lithology,element geochemistry,sedimentology and palaeontology are investigated to have a closer insight into the paleoclimate and environmental variations during deposition of the early Cambrian Zhushadong Formation of the western Henan. The results show that the Zhushadong Formation can be divided into three lithological members: Lower laminated dolomite Member,the upper leopard limestone Member and the top laminated dolomite Member. The paleoclimate variations are reflected by stratified dissolved pores,chert and gypsum in the laminated dolomites,intensive bioturbation in leopard limestones and multiple geochemical parameters,including Mn concentration,and the ratios of Sr/Cu,Rb/Sr and MgO/CaO. It displays a clear change from hot and arid climate of the lower laminated dolomite Member,to warm and humid climate of the upper leopard limestone Member,and back to hot and arid climate of the top laminated dolomite Member. The contemporaneous sediments in North China show the similar paleoclimate variations to the Zhushadong Formation in western Henan Province.     

山东济南下寒武统朱砂洞组软沉积变形中燧石的Sm-Nd年龄测定及其意义

在济南南部下寒武统朱砂洞组丁家庄段硅质白云岩中,发育地震引起的硅质触变脉、硅质触变沉陷构造和触变楔等软沉积变形构造。从同一地震触变沉陷构造中,采得一组灰黑色燧石样品。使用英国VG354同位素质谱仪和同位素质谱分析方法,测得每个样品的 ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd 和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 同位素值。采用Sm-Nd 等时线法,对燧石进行了测年。获得燧石的成岩年龄为530.8±6.1 Ma,由于软燧石(硅胶体)成岩至少经历了0.1 Ma的时间,所以,地震沉积事件发生在530.7±6.1 Ma,属早寒武世早期。由于测年结果与沧浪铺阶的下界年龄接近,山东朱砂洞组丁家庄段无化石且河南省标准地层剖面中的整个朱砂洞组属沧浪铺阶,这暗示济南地区朱砂洞组丁家庄段属沧浪铺阶。本次测年得到了鲁西地区第1个下寒武统的同位素年龄值,这对确定该地区早寒武世地震沉积事件发生的时间具有参考价值和意义,也为深入研究鲁西地区寒武纪地层提供了新资料。     

豫西渑池地区寒武系第三统张夏组的巨鲕及其成因

巨鲕是指那些直径超过2mm、海相成因的大型鲕粒,它们在结构上与鲕粒相似,但却远没有鲕粒分布广泛,成因也与鲕粒不尽相同。豫西渑池地区寒武系第三统张夏组发育了大量的巨鲕,其核心由粒径小于2mm的放射状鲕粒或泥晶球粒组成,形成于弱搅动的水体环境中;圈层以泥晶或由Girvanella丝状体组成的暗色纹层与由微亮晶方解石组成的浅色纹层交替发育为特征。巨鲕是在低、中等能量交替的滩间海环境中由Girvanella丝状体的生长、微生物诱导的钙化作用和无机碳酸钙沉淀而成的。Girvanella丝状体在巨鲕的内、外圈层均有分布,尤以外圈层分布更为密集,显示了微生物在巨鲕形成过程中具有重要作用,这为探讨巨鲕的成因提供了一个重要的实例。     

豫西登封地区寒武系第三统鲕粒和鲕粒灰岩演化及其意义*

豫西登封寒武系第三统灰岩中的鲕粒自下而上个体直径与鲕核逐渐变小、形态变得更加浑圆、鲕粒间胶结程度更高,反映了从深水不稳定鲕粒灰岩到浅水高速建造鲕粒滩的演变过程。研究区鲕粒灰岩发育可以分为3个阶段:(1)台地深斜坡鲕粒灰岩建造阶段(A段),主要发育放射鲕及同心—放射鲕,鲕粒形态多样、粒径大,粒间多为灰泥充填;(2)滩前缓斜坡鲕粒灰岩建造阶段(B段),主要发育同心—放射鲕、同心鲕,鲕粒含量极不稳定,粒径差异大,粒间由微亮晶及亮晶方解石胶结;(3)台内鲕粒滩高速建造阶段(C段), 主要发育白云化的同心鲕和微晶鲕,鲕粒含量极高、粒径极小,鲕核也很小,粒间由亮晶方解石胶结。由A段到C段,相对水深逐渐变浅,成鲕环境变得成熟而稳定,鲕粒沉积规模逐渐扩大。     

鲁中山区下寒武统朱砂洞组似层状含水层成因分析

下寒武统朱砂洞组含水层是鲁中山区主要供水目的层之一,多具承压性、成井率高,地下水富集表现出"似层状"特征。通过岩石样品化学组分取样分析、水文地质调查及资料整理、实测地层剖面、滑脱构造地质点详细观测,对朱砂洞组含水层水文地质特征进行研究。结果表明:鲁中山区朱砂洞组含水层厚度20～80 m,且自东向西呈减薄趋势,含水层多具承压性。朱砂洞组含水层碳酸盐岩可溶组分含量高达84.6%,构成了溶蚀发育的物质基础;沿太古宇—寒武系不整合面发育的滑脱构造带,朱砂洞组底部顺层形成不同规模的层间虚脱、构造带内部则发育碎裂岩带或揉皱带。外源补给、径流的地下水在溶蚀空隙、层间虚脱、碎裂岩带及揉皱层间空隙内赋存,形成了地下水相对均一的"似层状"富集状态。     

豫西登封地区寒武系张夏组中部生物扰动构造及其地质意义

掘穴生物作为生态系统工程的建造者,其对沉积物进行的改造直接影响了沉积物的物理化学性质,进而影响了底栖生态系统。豫西登封地区寒武系苗岭统张夏组中部薄层微晶灰岩中发育大量的生物扰动构造,利用地球生物学、古生物学和生物扰动指数等方法,探讨了生物扰动构造的形成环境及其对沉积物的影响。研究表明,研究区张夏组中部生物扰动构造特征多为扰动边界模糊不清,生物扰动指数（BI）为2 ~ 5,说明该沉积期食物充足,氧气含量高。此外,在生物扰动中识别出3种遗迹化石：Thalassinoides bacae,Planolites isp.和Rhizocorallium isp.,说明生物扰动构造为多种生物造迹形成的。依据寒武系苗岭统张夏组中部的遗迹化石以及沉积特征,可知其整体处于偶尔受到风暴影响的滩间局限台地环境。     

河南登封晚古生代层序地层及聚煤特征研究

运用露头、钻井岩心层序地层学的有关理论方法,对蹬槽剖面的晚古生代地层进行了详细的沉积学和层序地层学研究,共识别出8个三级层序界面,把本研究区域晚古生代地层划分为7个三级层序。S1大致相当于本溪组;S2大致相当于太原组;S3大致相当于山西组;S4和S5分别对应下石盒子组的上下部分;S6对应上石盒子组;S7对应石千峰组。在这些层序中,低位体系域往往以发育三角洲平原分流河道相砂砾岩、或残积相风化壳、或滨湖相中细砂岩为特征,而水进体系域多障壁岛-潟湖相泥岩和粉砂岩、三角洲前缘相砂泥层以及浅湖相细砂岩为主,高位体系域则主要为浅海相碳酸盐岩、前三角洲相泥岩及富泥质的浅湖相沉积序列。层序S1～层序S2物源不丰富,聚煤作用主要发生在海侵初期或海退时期;层序S3～层序S6物源相对丰富,聚煤作用主要出现在最大海泛附近。     

河南箕山登封岩群变质中基性火山岩的地球化学及年代学研究

对登封岩群 TTG杂岩区内的斜长角闪质表壳岩包体以及绿岩区的变质中基性火山岩对比研究表明 ,其主元素、微量元素、稀土元素和同位素地球化学特征等指示该区的变质中基性火山岩同时同源 ,具有由拉斑玄武岩向钙碱性玄武岩演变的趋势.登封岩群上下部 2件 Sm Nd等时线年龄极为一致 ,可以合并为一条等时线 ,年龄为 (2 512± 19) Ma,ε Nd(t)=2.40± 0.16.综合分析认为 ,箕山地区的登封岩群稍晚于嵩山地区 ,是在新太古代末期一个非常短暂的时间内形成的 ,形成于类似现代岛弧的构造环境.