新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山—沉积岩系组成, 以发育两期双峰式火山岩, 但不发育花岗岩为特征, 对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大.本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析, 重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代; 利用物源区的演化, 约束晚古生代构造演化.测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽, 主峰年龄为343～284 Ma(80%), 次峰年龄为386～375 Ma(3%)、503～441 Ma(7%)和871～735 Ma(10%); 芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中, 主峰年龄为358～279 Ma(97%), 次峰年龄为257～251 Ma(约3%).博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当, 应属于早二叠世, 中部—东部的石炭—二叠纪界线应在博格达下亚群—上亚群或居里得能组—沙雷塞尔克组之间的不整合面之中.博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主, 反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升.结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究, 认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段: 早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段.     

二连盆地早白垩世断陷及基底构造的耦合性

基底构造在沉积盆地的形成与演化过程中扮演着重要的角色.本文利用地球物理资料和地表地质调查数据, 对二连盆地早白垩世断陷分布规律与基底构造特征及其关系进行了研究, 并分析了基底构造对富油凹陷的控制作用.结果表明, 二连盆地早白垩世68个断陷总体上自北东向南西呈弥散式分布, 这些断陷可分为南部断陷群与北部断陷群, 断陷群夹持在隆起之间, 总体上构成了正负相间的盆岭构造格局.基底构造控制着二连盆地早白垩世断陷分布, 表现为: 断陷群沿着深断裂分布; 坳陷对应着基底先存复向斜, 隆起对应着基底先存复背斜; 刚性的锡林浩特地块分割了断陷群.深断裂作为构造薄弱区在伸展变形过程中优先重新活动, 并控制着断陷的发育与分布; 盖层演化和基底构造之间具有良好的继承性; 基底流变性发生突变的区带对断陷的发育与分布也具有控制作用.盆地基底断裂带上叠的凹陷、基底断裂带交汇处上叠的凹陷和刚性基底上新生的凹陷在伸展变形过程中构造继承性好、沉降量大、优质烃源岩发育, 是富油凹陷发育的有利区域.     

塔里木盆地库车坳陷西秋古隆起的形成及其演化

重力异常资料显示, 库车坳陷南缘西秋构造带深层发育有基底隆起。本文通过地震资料解释确认了西秋构造带深层古隆起的结构, 分析了古隆起的形成和演化过程。西秋构造带南侧边缘存在一条区域性基底断裂, 断裂北侧新生界下伏中生界、古生界明显减薄或地层缺失, 总体上表现为断背斜形态的古隆起构造。结合区域构造演化分析认为, 泥盆纪—石炭纪(D—C)塔里木克拉通边缘隆升、二叠纪—三叠纪(P—T)受南天山负荷影响产生的克拉通边缘压陷的构造演化过程中, 西秋构造带处于"跷跷板"式地壳升降运动的"支点"部位, 发育古隆起和基底卷入高角度断层, 晚期南天山隆升向南斜向推挤的挤压剪切应力场使古隆起边界断层复活, 基底断裂活动并在新生界之下形成冲断隆起。     

MIS6期以来热带西太平洋降雨与ITCZ的关系

通过Ontong-Java海台KX97322-4孔沉积物中浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber的Mg/Ca海表温度(SST)并结合其 δ18O得到过去约200ka B.P. 以来当地水文(盐度和降雨)指标,结果表明从MIS 6期以来,热带太平洋暖池区温度变化存在明显的冰期-间冰期波动,降温幅度超过3℃.通过与赤道东太平洋对比表明热带太平洋在过去冰消期和冰期中的升温阶段呈现出类 El Niño 的状态,向两极输送水汽和热量.在冰消期,热带太平洋纬向温度梯度降低,全球升温,全球冰量下降.在冰期中升温阶段(MIS 6)热带太平洋纬向温度梯度降低时全球冰量却持续增加,可能此时输送热量不足以使两极冰川融化,带来的水汽又促进了两极冰川的形成.通过与中国石笋记录和热带降雨记录对比,表明热带太平洋纬向温度梯度的变化与热带辐合带(ITCZ)的移动密切相关,并且影响到东亚夏季风的降雨状况,热带太平洋类ENSO过程可能对ITCZ的变化存在内部系统调谐的作用.     

新疆吐鲁番胜金店墓地小麦遗存加工处理方式初探

脱粒是谷物加工处理的重要环节之一。本文选择新疆吐鲁番胜金店墓地M9墓葬出土大量保存完好的小麦遗存进行原始脱粒方式分析, 并尝试结合现代小麦原始脱粒方式模拟实验, 将现代模拟实验结果与古代材料进行对比分析, 从而初步探讨新疆吐鲁番地区先民的小麦脱粒方式。本文首先对胜金店墓地M9墓葬出土的小麦遗存进行初步分类, 将不同的小麦脱粒产品与副产品(麦秆、花序轴、小穗轴等)进行分析和统计; 其次设计并完成现代小麦脱粒模拟实验, 包括手搓、徒手摔打、木棍击打等3种相对原始的小麦脱粒方式, 统计不同脱粒方式所产生的小麦加工产品与副产品的组合比例; 将现代模拟实验所得结果与M9墓葬出土小麦遗存进行进一步对比分析。研究结果表明, 在距今约2000多年前, 新疆吐鲁番胜金店先民可能使用木棍击打方式对小麦进行脱粒。     

祁连山东部祁连圆柏(Sabina przewalskii)径向生长动态及其对环境因子的响应

树木年内径向生长动态监测对理解树轮-气候响应的生理机制具有重要意义。本文利用树木径向生长测量仪(Dendrometer)对祁连山东部吐鲁沟国家森林公园内3棵祁连圆柏生长季径向生长进行监测。监测结果发现祁连圆柏树干径向变化呈日周期波动, 上午07:00~08:00膨胀到最大值, 而在下午16:00~17:00收缩至最小值。监测显示的祁连圆柏主要生长时期为5月初到7月上旬, 与早材细胞形成时期一致, 在5月底到6月初达到最大生长速率。通过周期法提取日径向增长量(SRI), 并与不同阶段气象因子进行相关分析, 发现SRI与收缩阶段气象条件没有显著关系, 而与膨胀阶段和增长阶段气象因子显著相关, 说明16:00~17:00至07:00~08:00气象条件对径向生长的重要作用。SRI与降水量和相对湿度显著正相关, 与水汽压亏缺(VPD)显著负相关, 表明本地区祁连圆柏生长受到水分条件限制。相关分析还表明, SRI与平均气温和最低气温负相关。多元线性模型分析显示, 相对整个周期, 膨胀阶段和增长阶段气象数据能解释更多的径向生长变化, 解释量高达87.1%。     

坝上草原相关花粉源范围与相对花粉产量估算

基于坝上草原地区30个采样点表土花粉分析和植被调查的研究结果显示, 花粉组合以蒿属、藜科、禾本科、菊科和莎草科等草本植物为主, 基本能够反映草原植被特征, 但花粉百分比与其在植被中盖度差异明显。运用Extended R-Value(ERV)模型估算的坝上草原区相关花粉源范围大致为2100m, 当风速大于3.5m/s时, 基本稳定, 受风速影响不大。估算的相对花粉产量结果显示, 蒿属和藜科的相对花粉产量最高, 为禾本科的20倍左右; 其次为莎草科和菊科, 为禾本科的7~9倍; 百合科略高于禾本科; 旋花科、豆科、唇形科及委陵菜属的相对花粉产量则明显低于禾本科。利用相对花粉产量对花粉与植被关系的校正结果表明: 蒿属、藜科的校正效果明显, 其相对花粉产量可以作为定量重建古植被的参考; 莎草科、菊科、百合科和唇形科由于受植被和花粉数据梯度限制, 其相对花粉产量能否用于植被与花粉关系的校正有待通过更多植被群落调查进一步证实;其他花粉类型由于在花粉组合中含量多低于5 %, 所以在校正花粉与植被关系时的作用不明显。     

济阳坳陷古近纪页岩形成的孢粉响应特征

根据孢粉化石恢复的古气候, 济阳坳陷古近系沙河街组沉积时期为亚热带气候, 沙河街组四段上亚段、三段下亚段和沙河街组一段沉积时期, 气候处于由干旱向潮湿转换时期, 藻类勃发, 水体仍具一定盐度, 是最有利于页岩发育的气候。济阳坳陷沙四上和沙三下页岩中有机质丰度高, 有机质类型以腐泥型为主, 孢粉化石相对贫乏, 孢粉相对密度与有机碳有呈负相关的趋势。区域上, 目前钻探页岩厚度较大的井都分布在孢粉相对密度低的地区, 且紧邻高值区, 据此可确定页岩发育有利区域应该在孢粉相对密度较高的两侧、前方至深湖区。     

树轮稳定同位素记录:进展、问题及展望

树轮稳定同位素比率(δ13 C、δ18O 和δD)变化与树木生长季的气候和环境条件密切相关。控制实验表明, 树轮稳定同位素比率变化可较好地记录树木叶片气孔活动、水分来源、水分利用效率等相关信息, 已成为古气候和全球变化生态学研究的重要代用指标和手段之一。树轮稳定同位素记录能够较好地保留低频气候环境变化信息, 与年轮宽度相结合, 可有效地进行区域古气候重建和全球变化生态学方面的研究。文章综述了树轮稳定同位素的分馏机理及其发展, 系统阐述和评价了利用树轮稳定同位素指标进行古气候和古环境的相关研究成果, 并指出树轮稳定同位素研究在中国未来亟须着重发展的方向。     

千年时间尺度南亚高压和西太平洋副热带高压关系的时空变化特征

利用全新世的气候模拟结果(KCM)以及1948~2013年NCEP/NCAR 逐月再分析资料, 分析了大型大气环流系统南亚高压和西太平洋副热带高压(以下简称"西太副高")在千年时间尺度上的特征和它们之间的空间位置变化关系以及与东亚夏季风的关系, 并比较了它们与现代气候背景年际时间尺度变化特征的异同。结果表明, 在千年尺度上, 南亚高压的东进(西移)对应西太副高的西伸(东撤)。这与年际尺度上南亚高压与西太副高存在的"相向而行"及"相背而去"的时空特征是一致的。耦合气候模式模拟的全新世9.5ka B.P. 以来东亚夏季风总体呈现振荡减弱趋势。早全新世(9.5~7.5ka B.P.)时期, 东亚夏季风强度较强, 此时南亚高压位置偏东而西太副高位置偏西; 在中全新世(7~4ka B.P.)期间, 东亚夏季风呈现百年尺度大幅振荡, 而此时南亚高压(西太副高)的位置大致位于112°~115°E(145°~155°E)之间; 晚全新世(4~0ka B.P.)期间, 东亚夏季风持续减弱, 对应南亚高压位置向东移动、西太副高位置向西移动。全新世时期(9.5~0ka B.P.), 北半球春季(4月、5月份)赤道地区接收的太阳辐射呈现先减弱,至5~4ka B.P. 期间达到最低值, 之后逐渐增强的变化趋势, 这与南亚高压的位置变化趋势一致, 而与西太副高位置变化趋势相反, 即赤道春季太阳辐射强(弱)时, 南亚高压位置偏东(偏西)、西太副高位置偏西(偏东)。同时, 模拟的全新世热带印度洋-西太平洋夏季温度变化也呈现出与春季赤道太阳辐射一致的变化趋势, 且与南亚高压有显著的正相关关系, 海温的加热作用可以通过激发Matsuno-Gill型大气响应使得南亚高压增强。西太副高主要由哈德莱环流在副热带地区的下沉作用造成, 而热带印度洋-西太平洋夏季的增温可引起哈德莱环流增强, 从而使西太副高的强度增强、面积扩大导致其西脊点位置偏西。因此, 赤道春季太阳辐射可以通过影响热带印度洋-西太平洋夏季温度对南亚高压东脊点和西太副高西脊点的位置产生影响。