中国西南天山西域砾岩的磁性地层年代与地质意义*

西域组是我国西部一重要并广泛引用的晚新生代地层,关于其年代和成因至今尚存争议。在西南天山喀什远源盆地喀什-阿图什褶皱带不同构造部位选择有代表性的5~6个晚新生代地层剖面开展了详细的沉积学、磁性地层年代学对比研究,据此限定了不同构造的起始变形时间以及西域砾岩的沉积年代。西域砾岩并非一年代地层单位,作为一岩石地层单位,其底界具有穿时特征,从山体(北)向喀什前陆盆地(南)逐渐变新。其底界年龄在盆地北部近源区约为15.5Ma^[1],在盆地中部中源区约为8.6Ma^[1],在盆地南部远源区的阿图什背斜为1.9Ma,喀什背斜为1.6~0.7Ma。这一穿时的砾岩沉积楔体的起始堆积起因于盆地北部边界逆冲断层(KBT)的活动。构造变形是由北南脉冲式迁移扩展的,其速率是非均匀的,在约15.5Ma至4.0Ma期间为1.4~3.4mm/a,在约4.0Ma以来剧增至>10mm/a。西域砾岩沉积前缘向南进积速率与构造变形前缘迁移速率有很好的一致性,但在时间上较构造变形可能滞后2.0Ma。这表明构造变形前缘向南的脉冲式扩展是西域砾岩进积并发生侧向和垂向上岩相突变的主因。     

天山北麓活动背斜带的变形特征

天山中段北麓发育有3排受逆断裂控制的背斜带,对这些构造带的研究有助于认识天山及其前陆盆地晚新生代构造变形的机理.基于地层变形分析,并结合前人的研究成果,从整体上探讨了这3排构造带的变形时间与基本模式.分析表明,天山北麓第Ⅰ排构造带的托斯台背斜自中新世褶皱作用明显;第Ⅱ排构造带吐谷鲁背斜于约6.0Ma开始生长,伴随发育同构造沉积即生长地层;第Ⅲ排构造带独山子背斜发育时间应晚于约2.6Ma.这一变形时间序列揭示天山北麓3排逆断裂-褶皱带的构造变形具有向前陆盆地逐步扩展的特征,并伴随产生幅度不等的地壳缩短.天山北麓约8～15km的地壳缩短总量表明,晚新生代以来构造驱动沿约130km宽的山麓带是相对均一的.     

天山北麓晚新生代沉积及其新构造 与古环境指示意义 *

天山山脉隶属中亚造山带,晚新生代时期印度板块向亚洲板块俯冲的构造效应同样影响到天山地区,使这一晚古生代形成的造山带重新复活。天山南北两侧的晚第三纪和第四纪时期的地层正是对印度板块-亚洲板块碰撞带的响应,发生构造变形,形成了一系列逆冲断层和褶皱,指示这一区域的地壳在晚新生代变短和加厚。文章对天山北缘晚中新世以来的沉积进行了详细的磁性地层学和沉积学研究,结果表明:在研究的独山子背斜地区,磨拉石沉积最早出现于约7百万年前,说明天山山脉自7百万年前开始有一次构造隆升,研究区内7.00~2.58Ma间的巨厚砾石沉积主要是构造抬升的结果。而早更新世的西域砾岩沉积在很大程度上与第四纪时期全球冰期的来临,特别是北半球开始发育大规模冰川作用有关,因此西域砾岩应当是在第四纪冰川作用(气候变冷)及新构造运动共同作用下的产物。     

西天山两侧前陆盆地晚新生代沉积特征及构造意义

天山两侧前陆盆地晚新生代地层发育,沉积厚度较大。盆地沉积序列的韵律性反映了天山造山带的构造演化历史。晚新生代沉积特征及孢粉组合表明,中新世一上新世一早更新世碎屑岩不稳定组分明显增加,阔叶植物花粉含量减少、耐干地喜早的蒿、藜等显著增加,反映天山活动性增强,上新世晚期天山强烈隆升,天山两侧前陆盆地上新世晚期开始出现磨拉石建造,由于山体隆升造成的大气环流改变,天山两侧盆地封闭性增强,大陆性气候流改变,天     

西域砾岩宇宙成因核素26Al/10Be埋藏定年探索

西域砾岩是分布于青藏高原北缘天山、昆仑山一带的一套晚新生代砾石堆积地层,获知其可靠的年代信息对于理解高原隆升及地貌演化过程尤为关键.宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年是近年来发展起来的同位素测年新技术.本文对帕米尔高原西昆仑山山前的两个西域砾岩剖面采集的砾石样品进行了26Al/10Be埋藏测年分析.简单快速埋藏模式计算获得亚马勒剖面西域砾岩下部混合砾石样品的埋藏年龄＞3.5Ma,对该剖面西域砾岩上部5个样品加权平均得到的年龄为2.11+0.60/-0.46Ma;另一处奥依塔克西域砾岩生长地层底部砾石样品的埋藏年龄在0.46 ～ 7.12Ma.研究表明,研究区的西域砾岩堆积具有穿时性.本文是26Al/10Be埋藏测年方法应用于西域砾岩年代学研究的一次有益探索和尝试,并对在西域砾岩26Al/10Be埋藏测年中存在的问题进行了探讨.     

青藏高原西北缘晚新生代构造变形研究

晚新生代,印亚碰撞的远程效应使青藏高原周缘发生了强烈的构造变形和隆升作用,然而不同学者对高原强烈构造变形和隆升时代的认识却大相径庭。本文通过对青藏高原西北缘晚新生代褶皱冲断带的构造变形、沉积作用、岩浆活动与地貌响应等的综合研究,依据古新统至中新统地层的连续沉积和产状的协调一致,提出青藏高原西北缘在古新世—中新世末并未发生区域性强烈的构造变形,并基于褶皱、生长地层、楔顶沉积和冲断带中局部不整合等标定青藏高原西北缘强烈构造变形的时代为上新世—早更新世,其中最强烈的构造变形发生于西域砾岩沉积结束阶段,即约1.1～0.7Ma的昆黄运动最终使中更新世以前地层全面褶皱-抬升,形成区域性的乌苏群与西域砾岩之间的角度不整合,这为青藏高原西北缘晚新生代的构造变形提供了关键的构造地质学证据;同时,根据磷灰石裂变径迹的研究成果提出青藏高原西北缘的主要隆升可能是在上新世—早更新世通过高原边缘的边界断层系以后展式逆冲扩展作用抬升形成的,并就裂变径迹热历史模拟的剥蚀厚度提出西域砾岩很可能主要来自高原边缘地形变化最剧烈的陡坡带,支持西域砾岩属构造成因的认识。     

中国东北兴蒙-吉黑造山带造山作用结束的标志——来自晚三叠世磨拉石(大地构造相)的证据

中国东北兴蒙-吉黑造山带广泛分布着晚三叠世的磨拉石建造,最有代表性者,一是产于造山带的双阳盆地的大酱缸组,底部具磨拉石特征的粗陆碎,堆积厚度大于400 m,上部含煤沉积,产Drepanzamites-Glocsophtllum.二是产于华北陆块及其北部陆缘造山带结合带上的抚松白水滩盆地的小营子组,下段砾岩段为磨拉石建造,厚大于351 m;上部细陆屑沉积,见多层碳质粉砂岩,产Cycadocarpidium?.sp.,Uniohuag bogoucnsis?.三是产于华北陆块上白山市石人镇石人盆地的小河口组,下段习称红石砬子砾岩,厚达570 m;上段北山含煤段产Danacopsis-Glossophyllum.它们与下伏早（中）三叠世地层或时代更老的地质体呈角度不整合接触.充分证明：兴蒙-吉黑造山带造山作用完成于早（中）晚三叠世之间,即结束于早印支期.     

祁连山北缘玉门砾岩的磁性地层年代与褶皱过程*

在我国西部致使玉门砾岩强烈褶皱变形的构造运动是喜马拉雅运动中重要的一幕。祁连山北缘老君庙逆断裂-褶皱带前翼发育的生长地层为认识玉门砾岩褶皱的过程提供了重要证据。通过对这套生长地层及其内部渐进不整合几何形态和结构的详细填图以及磁性地层年代学研究,认为玉门砾岩的底界具有穿时性,其年龄可能由东南向西北变小,其底界年龄在牛胳套剖面约4Ma,在青草湾西剖面约3.55Ma。玉门砾岩的褶皱变形在牛胳套剖面起始于约3Ma,沉积速率由约260m/Ma变为170m/Ma,在青草湾西剖面起始于约1.2Ma。结合构造变形的样式、强度及侵蚀程度推断老君庙逆断裂-褶皱带是以约7.8km/Ma的速率由东南向西北侧向扩展生长的。发育在背斜前翼的多个退覆-超覆生长楔表明玉门砾岩的褶皱变形由3~4个活跃期和平静期组成,这反映了祁连山及其北部前陆盆地内褶皱逆冲席体向前陆方向的不断扩展生长过程, 但并不能简单地以此作为整个祁连山或青藏高原多次垂直隆升的证据。     

内蒙古东北部晚二叠世-早三叠世构造演化的新证据：尖子山早三叠世磨拉石的识别

磨拉石是造山带的重要组成部分,利用磨拉石来限定碰撞作用时限是造山带研究的一项重要内容。以内蒙古东北部科右中旗尖子山出露的一套杂色砾岩夹紫红色-灰紫色砂砾岩地层为研究对象,通过对其岩石组合、沉积构造、沉积时代的研究,认为其是一套产于陆内造山背景下前陆盆地的近源磨拉石,地层底部的近源崩塌堆积成因的花岗岩巨砾锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为250±2.9 Ma。结合区域上老龙头组碎屑锆石年龄及三叠纪同碰撞-后碰撞-陆内伸展阶段花岗岩时代的研究,认为该套磨拉石沉积于早三叠世,属下三叠统老龙头组。研究区早三叠世磨拉石的识别,明确了早三叠世存在陆内造山作用,为内蒙古东北部晚二叠世-早三叠世构造演化提供了新证据。     

西昆仑山前晚新生代构造活动与青藏高原西北缘的隆升

西昆仑山前晚新生代地貌与沉积特征记录了西昆仑山及青藏高原西北缘的隆升过程。利用沉积学、地貌学、古地磁研究结果,对西昆仑晚新生代构造活动进行了探讨。约25Ma,西昆仑山前沉积面貌发生显著变化,反映西昆仑山整体开始隆升;约5Ma时,西昆仑山前磨拉石发育,表明西昆仑山开始快速隆升。古地磁结果表明:始新世—中新世西昆仑有显著的旋转运动,而第四纪以来水平挤压造成的垂直运动为主,没有明显的旋转运动。河流阶地发育显示,西昆仑地区约在1.2Ma时河流下切开始形成阶地,第四纪中晚期以来西昆仑地区构造抬升幅度与频率加快,全新世中期(约5kaB.P.)有一次快速隆升过程。     

Characterization of diamictons on the basis of their mineral magnetic properties in Murchisonfjorden,Nordaustlandet, Svalbard

Different grain-size fractions of 12 lithologically defined and 2 non-defined Weichselian glacial stage diamicton units from Nordaustlandet, Svalbard were studied for their mineral magnetic properties. The applied measurements included magnetic susceptibility (χ), anhysteretic remanent magnetization (ARM), saturation isothermal remanent magnetization (SIRM), ‘backfield’ isothermal remanent magnetization (IRM) and several of their parametric ratios. The results indicated a poor correlation between the magnetic fingerprint of dry-sieved and wet-sieved diamicton samples. The dry-sieved samples had higher χ, ARM and SIRM values, suggesting a higher concentration of ferrimagnetic grains. This was probably because washing of the samples resulted in the loss of the most fine-grained ferrimagnetic material. Both sieving methods seem to be capable of discriminating different diamictons, but they cannot be used contemporaneously. The results only partially support previous findings of the chronostratigraphic correlation of diamictons. They indicate that in suitable conditions and within a limited area it is possible to discriminate (and group) glacigenic sequences based on the magnetic signature of their fine-grained fractions in the sample. For example and based on the mineral magnetic fingerprint, a diamicton unit that was described from the marine core (MUR 09/sor1/125–150) obtained from Isvika region most probably represents diamicton material that were derived from provenance areas related to the Middle Weichselian glacial stage. It was also noted that certain mineral magnetic parameters, such as SIRM/χ and SIRM/ARM ratio, had greater potential in discriminating diamicton units than others.     

宜昌地区砾石层的磁性特征与物源分析

分布于宜昌-宜都-鸦鹊岭-枝江一带的宜昌砾石层,是江汉平原边缘丘陵区厚度最大的第四纪沉积物,对地层划分、环境演化及长江形成等研究具有十分重要意义。通过对代表该砾石层完整沉积序列的善溪窑剖面（上段）、云池剖面（中段）与李家院剖面（下段）的磁学特征分析发现,从云池剖面距底部9m处向上,磁化率和磁化参数F_300mT等均明显高于其下部分,具体为：  1）下部磁化率平均值为28×10^-8 m³/kg,而上部磁化率平均达到17010^-8 m³/kg;   2）云池剖面距底部9m处以上主导砾石层剖面磁性特征的物质以低矫顽力的亚磁铁性矿物为主,而以下却含有更多的高矫顽力磁性矿物(如赤铁矿);   3）善溪窑和云池砾石层的亚磁性物质颗粒要粗于李家院样品。初步分析认为,上述磁性差异主要是物源变化引起的,距云池剖面底部9m以下的砾石层物源主要为鄂西山地,从云池剖面9m开始有四川以西的物质进入江汉平原,表明此时三峡已经贯通。根据已有的测年资料,推测长江贯通三峡的时间大约为1.0～1.1MaB.P.。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987115000584

The spatial distribution patterns of surficial sediment samples from different sedimentary domains(shallow to deep-sea regions) of the eastern Arabian Sea were studied using sediment proxies viz.environmental magnetism,geochemistry,particle size and clay mineralogy.Higher concentrations of magnetic minerals(high x_(lf)) were recorded in the deep-water sediments when compared with the shallow water sediments.The magnetic mineralogy of one of the shallow water samples is influenced by the presence of bacterial magnetite as evidenced from the x_(ARM)/x_(lf)~(vs).x_(arm_/x_(fd)biplot.However,the other samples are catchment-derived.The high correlation documented for x_(lf).anhysteretic remanent magnetisation(x_(arm)) and isothermal remanent magnetisation(IRM) with Al indicates that the deep-sea surficial sediments are influenced by terrigenous fluxes which have been probably derived from the southern Indian rivers,the Sindhu(the Indus) and the Narmada-Tapti rivers.A lower Mn concentration is recorded in the upper slope sediments from the oxygen minimum zone(OMZ) but a higher Mn/Al ratio is documented in the lower slope and deep-sea sediments.Clay minerals such as illite(24-48.5%),chlorite(14.1-34.9%),smectite(10.6-28.7%) and kaolinite(11.9-27.5%) dominate the sediments of shallow and deep-sea regions and may have been derived from different sources and transported by fluvial and aeolian agents.Organic carbon(OC) data indicate a low concentration in the shallow/shelf region(well oxygenated water conditions) and deeper basins(increased bottom-water oxygen concentration and low sedimentation rate).High OC concentrations were documented in the OMZ(very low bottom-water oxygen concentration with high sedimentation rate).The calcium carbonate concentration of the surface sediments from the continental shelf and slope regions( 1800 m) up to the Chagos-Laccadive Ridge show higher concentrations(average = 58%) when compared to deep basin sediments(average = 44%).Our study demonstrates that particle size as well as magnetic grain size,magnetic minerals and elemental variations are good indicators to distinguish terrigenous from biogenic sediments and to identify sediment provenance.     

长江中游网湖沉积物重金属元素变化特征分析

在放射性核素¹³⁷Cs和²¹⁰Pb精确计年的基础上,建立了长江中游网湖近代沉积物年代序列。通过对沉积物中金属元素含量和粒度的测定,结合相关的文献资料,分析了100多年来网湖沉积物中重金属元素的垂直分布特征、物源变化,以及自然因素和人类活动对其的影响,最后采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了重金属污染评价。研究结果表明：  20世纪50年代以前,人类活动对重金属元素沉积影响不大,重金属元素含量低于或接近参考的背景值,主要表现为自然沉积。其中1920～1950年间,流域高频率的洪灾使网湖沉积物中粘土物质减少,战乱和血吸虫病造成阳新县工农业生产衰退,人口急剧下降,受此影响沉积物中重金属含量出现了一段低谷。50年代以后,随着人口的增长、经济的速猛发展,尤其是矿产开发和大规模的水利工程建设,流域水土流失加重,大量陆源物质进入湖泊,使Cu,Ti,Mn,Zn,Co,Fe和Pb含量增加。重金属污染评价结果表明：  100多年来网湖总体上污染较轻,主要污染元素为Pb;   Cu和Zn在60年代后出现轻度污染;   Mn在沉积物表层出现轻度污染。目前,网湖RI=40.83,生态风险较小,但作为水生生物的养殖基地,中国重要的湿地保护区,其重金属污染问题应引起有关方面的关注,以防患于未然。     

可可西里马兰冰芯记录的20世纪净积累量变化及其与太阳活动关系研究

通过青藏高原可可西里马兰冰芯记录,重建了 1887～1998年时期的净积累量变化,揭示出在研究时段内其变化呈弱的上升趋势。谱分析结果表明,马兰冰芯净积累量变化存在10.8a的显著周期。这表明太阳黑子活动对马兰冰芯净积累量变化存在一定的影响。统计分析发现,在20世纪80年代中期之前马兰冰芯净积累量变化与太阳黑子相对数变化之间存在显著的负相关关系,而在20世纪80年代中期之后却呈正相关关系。     

湖泊沉积物粒度多组分特征及其成因机制研究

利用高分辨率激光粒度仪MS2000对安固里淖、三台河以及长江等多个地点湖泊和河流沉积物样品细粒部分的粒度多组分分布特征进行了系统、深入研究。总结了其粒度分布特征及组分间差异并讨论了其成因机制。研究认为:1)湖泊沉积物粒度一般由多个组分叠加构成,表现为多组分粒度分布特征,其受控于水动力强度和搬运方式等因素。2)粒度分布最多可有6个组分（中值粒径范围分别为①<1μm,②2～10μm,③10～70μm,④70～>150μm,⑤150～700μm,⑥>700μm）,其中前4个组分属悬浮组分（③组分是流域内风成作用强弱的判别标志）,⑤为跳跃组分,⑥为滚动组分,整体分选性差。3)据粒度分布特征可分为湖滨、过渡和湖心三相,三相间粒度分布特征有明显差异,同时又存在此消彼长的良好过渡关系。湖滨相以④组分为优势组分,该组分含量越高,指示沉积物越靠近湖滨;过渡相④组分含量随距湖心距离靠近而减小,但②组分含量却在逐渐增加;湖心相以②组分占主导优势,该组分含量越高,指示沉积物越靠近湖心。4)湖相沉积物受湖滨拍岸浪和湖心波浪的影响而产生了明显的粒度分异规律。     

Relationship between magnetic properties and heavy metals of urban soils with different soil types and environmental settings: implications for magnetic mapping

Two types of soil (fluvisols and anthrosols) were collected from different environmental settings (suburb and industrial area) in Wuhan, central China, aiming to examine the applicability of magnetic mapping for heavy metal pollution of urban soil in a large region. Magnetic measurements and chemical analysis indicated elevated magnetization and heavy metal concentrations of topsoils in the industrial area. Magnetic susceptibility (χ), anhysteretic remanent magnetization (ARM) and saturation isothermal remanent magnetization (SIRM) of fluvisols are much higher than those of anthrosols, but contrary for frequency-dependent susceptibility, indicating that soil magnetism strongly depends on the soil type/condition. Predominant magnetic carrier in topsoils in industrial area is pseudo-single-domain/multi-domain magnetite. Environmental scanning electron microscope/energy dispersive X-ray examination of the magnetic extracts from these topsoils revealed abundant spherical particles with diameters of 10–50 μm that are rich in iron-oxides, and could be attributed to the nearby industrial activities (e.g., steel work and power generation). Significant correlations were observed between magnetic concentration-related parameters (e.g., χ, ARM and SIRM) and concentrations of Cu, Pb, Zn, Hg and Tomlinson pollution load index. These results proposed that magnetic proxy mapping of soil pollution is an effective, fast and inexpensive tool for delineation of heavy metal pollution. However, interpretation of magnetic properties for such a purpose must be done on a site-specific basis, taking into account the possibilities of pedogenic enhancement/depletion under the specific soil conditions.     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比,分析了过去近2 000a来的气候变化特征.结果表明:1)这两个地区过去2 000a来温度都在波动中逐渐上升,展示了气候逐渐变暖的趋势.进入20世纪以来,气候显著变暖,并有加速变暖的趋势;2)树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的3次冷期,其出现的时间基本上一致.小冰期并不是过去2 000a来的最寒冷的时期.冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期;3)古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出,过去近2 000a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系;但在短时间尺度上,温度和降水的变化并不同步.这主要表现在两个方面,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性,但降水的变化要滞后于温度变化50～100a;4)同时周期分析表明,古里雅冰芯中的δ180和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化;5)对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异.如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱,而都兰树轮记录中,中世纪暖期以后至1 800A.D.在波动中变冷,但在古里雅冰芯记录中这一时期在波动中变暖.     

长江口潮滩植物对沉积物铁的地球化学循环及磁性特征的影响

通过长江河口高潮滩芦苇带沉积物柱状样CYLWA 1活性铁、有机质、粒度分析及磁性测量,探讨潮滩植物对沉积物铁的地球化学循环及磁性特征变化的影响。结果显示,沉积物柱状样总体上以Fe2 + 占优势,且含量随深度逐渐增加。但在亚表层 (10～ 2 0cm),由于根系的释氧作用,存在着以Fe3 + 占优势的氧化层。在 10～ 2 0cm这一氧化层,指示细颗粒磁性矿物的参数 (χ_fd、χ_ARM)明显减小,而反映磁性矿物类型的参数 (B_CR、SIRM/ χ)显著增大,指示了亚铁磁性矿物颗粒变粗,不完整反铁磁性矿物明显富集,这一现象反映了氧化层不完整反铁磁性矿物的相对富集