江汉平原湖区周老镇钻孔磁化率和有机碳稳定同位素特征及其古气候意义

江汉平原地处我国东西、南北自然环境的过渡地带, 该地带距今30ka (大约相当于MIS3阶段) 以来的气候变化是研究过去全球气候变化的重要时段之一, 已越来越引起人们的关注.在精确测年的基础上, 对采自江汉平原湖区周老镇钻孔(ZL01) 沉积物柱样的磁化率和有机碳稳定同位素进行了处理和分析, 其结果表明: (1) 该区磁化率和有机碳稳定同位素值的变化特点具有较好的一致性和可对比性, 它们与古气候的关系为: 磁化率的高值、有机碳稳定同位素的偏正值与偏冷、偏干的气候环境相对应; 反之与偏温暖湿润的气候环境相对应. (2) 根据磁化率和有机碳稳定同位素值的变化特点将本区30 kaB. P.以来的古气候分为3个大的气候演化阶段, 在每一个大的气候演化阶段中又可分为若干次小的气候演变阶段.这3个大的气候演化阶段分别为阶段Ⅰ : 其年龄约为30 000~ 14 100 aB. P., 磁化率和δ13C的平均值分别为655.69 × 10-6 SI和-23.15 × 10-3, 均为本区最高值并且曲线波动较大; 阶段Ⅱ : 相应时段为14 100 ~ 3 540 aB. P., 磁化率平均值为较低值369.38 × 10-6SI和δ13C为偏负值(- 27.29 × 10-3), 相对较稳定; 阶段Ⅲ : 年代相当于3 540 ~ 650 aB. P., 平均磁化率为本区最低值311.0 × 10-6 SI, δ13C平均值为- 24.49 × 10-3, 且曲线波动较大. (3) 磁化率与有机碳稳定同位素值发生突变处可能是突发性温度事件的反映.      

嘉陵江曲流型叠置河谷成因对区域地质环境的响应

为了明确嘉陵江曲流型叠置河谷形成原因及其对区域地质环境演化的响应, 在综合分析区域地质地貌背景、水系演化模式等基础上, 认为嘉陵江曲流型叠置河谷的成因可能是三峡贯通这一重大地质事件作用的结果.三峡贯通前, 古分水岭两侧的四川盆地和江汉盆地水系相互独立发育; 由于江汉盆地水系溯源侵蚀速率快, 切穿其与四川盆地的古分水岭, 分水岭西侧水系被袭夺后东流, 两大水系完成统一; 在三峡贯通事件作用下, 嘉陵江古自由河曲快速下切嵌入基岩, 形成了曲流型叠置河谷的壮观地貌景观.基于砾石层中冲积物的电子自旋共振(electron spin resonance dating, ESR)测年结果, 表明三峡贯通的时间大致在早-中更新世之交.第四纪地壳活跃, 三峡的贯通可能与该时期内的"昆仑-黄河运动"密切相关.      

洞庭盆地第四纪地层格架初拟

洞庭盆地是长江流域的重要盆地之一,第四系发育完整,地层最大厚度300余米。早更新世洞庭盆地由澧县、临澧、常德—安乡、沅江—湘阴、广兴洲5个相对独立的次级凹陷盆地组成,早更世末湖盆全部连通。地层序列分覆盖区和露头区。覆盖区划分为:下更新统华田组、汨罗组,中更新统洞庭湖组,上更新统坡头组,全新统沅江组、团洲组、赤沙组。露头区划分为:下更新统华田组、汨罗组,中更新统新开铺组、白沙井组、马王堆组,上更新统白水江组,以及全新统冲、湖积层。下更新世华田组与汨罗组、汨罗组与中更新统洞庭湖组、洞庭湖组与上更新统坡头组、坡头组与全新统沉积界面清晰。早更新世次级盆地中心沉降幅度大,沉积物以湖相沉积为主,空间分异明显。中更新世沉降中心向河口迁移,沉积物以冲积、冲湖积为主。     

长江上游表壳岩系Pb同位素组成特征及对三峡贯通的示踪意义

理论分析表明,碎屑钾长石Pb同位素在大河流域沉积物物源示踪及追索河流演化研究中具有独特意义。近年来,随着单颗粒碎屑矿物微区分析技术的快速发展,碎屑钾长石Pb同位素已成为一种有效的物源示踪方法,在判别沉积物物源、重建古水系等方面已得到了较好的应用,同时沉积物全岩的Pb同位素能对碎屑钾长石Pb同位素的示踪起到一定的补充作用。通过对长江流域不同河段和支流流域钾长石及全岩Pb同位素的空间分异特征的即可识别性分析、河流地貌和水文特性对源-汇之间物质的可通达性分析以及流域地质环境条件的分析,认为利用Pb同位素方法来示踪江汉盆地不同时期沉积物的源区,并重建长江水系的演化过程是可行的。最后对开展此项研究的思路进行了讨论。     

长江中游高位砾石层的磁性特征与物源分析

在长江中游分布着一些高位的砾石层,尤其是在宜昌与武汉的阳逻附近。为了探讨这些砾石层的磁性特征及物质来源,对它们进行了磁性特征研究,结果表明:1不同砾石层剖面磁性物质的含量明显不同,其中云池砾石层磁性物质的含量最高,善溪窑、红花套、白洋渡砾石层次之,阳逻砾石层含量最低。2SIRM/χ和F300值显示,长江中游砾石层磁性矿物类型主要是磁铁矿等亚铁磁性矿物,其中阳逻砾石层不完全反铁磁性矿物含量比例比其他砾石层高。3χARM/χ、χARM/SIRM、χfd值表明,白洋渡、红花套及善溪窑砾石层的磁性矿物中以较粗的磁性颗粒为主,而云池和李家院的磁性矿物颗粒都较细,武汉阳逻砾石层的磁性颗粒以单畴、超顺磁颗粒为主。4宜昌附近的善溪窑、云池、白洋渡、红花套砾石层的磁性特征与长江现代沉积物的特征接近,指示其物质主要来自于长江沉积物;而阳逻砾石层的磁性特征却与江汉平原周边河流的现代沉积物磁性特征有些类似,结合野外砾石层岩性特征,认为阳逻砾石层是长江、汉江与江汉平原周边河流共同作用的产物。     

洞庭盆地第四纪地质研究现状

从第四纪地层划分、环境、构造活动、近现代洞庭湖构造沉降特征与发展趋势等方面,介绍了洞庭盆地第四纪地质研究现状。前人对洞庭盆地及其周缘地区分别建立了覆盖区和露头区第四纪地层系统,其中覆盖区第四纪下限年龄达3Ma左右。不同研究者对第四纪气候演化和全新世以来的气候与环境演化的认识存在程度不一的差异。对洞庭盆地周缘网纹红土的成因存在水成和风成两种不同观点。对盆地构造活动存在断陷、坳陷、先断陷后坳陷以及其他多种不同观点。对于构造因素和非构造因素对现代湖泊的控制作用存在不同看法。在洞庭湖未来演变趋势方面,由于研究问题的角度不一致,有的认为洞庭湖会逐渐加深扩大,有的认为不久将萎缩消亡。重复水准测量资料对比显示近现代洞庭湖构造沉降速率为3～10mm/a;而沉积速率法计算的晚更新世以来的平均沉降速率为0.06～0.25mm/a,局部为0.62mm/a。最后提出洞庭盆地第四纪地质今后研究的主要方向是气候演化的多指标约束、各次级构造单元构造-沉积特征的详细解剖、覆盖区晚更新世—全新世沉积特征的精细调查以及洞庭湖现代沉降特征的GPS监测等。     

第四纪华容隆起构造活动、成因及动力机制

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中部。通过地表观察和第四系钻孔对华容隆起及周缘地貌、第四纪断裂和沉积进行调查,恢复华容隆起构造升降特征与过程,进而探讨华容隆起的成因及其构造活动的动力机制。研究表明:早更新世-中更新世中期华容隆起与周缘凹陷一道沉降,同时前者受周边正断裂控制相对后者有抬升,中更新世晚期一道抬升,晚更新世—全新世构造稳定或弱沉降。第四纪期间华容隆起总体表现为明显的构造沉降。以上表明第四纪华容隆起主要由前第四纪盆—山地貌分异造成,其次与第四纪期间相对周缘凹陷抬升有关。上述地质特征以及区域第四纪地质资料,表明早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地为断陷盆地,中更新世晚期—全新世转变为坳陷盆地。就华容隆起第四纪构造活动的动力机制进行了探讨并提出:1)早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关。2)中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关。3)江汉—洞庭盆地的整体性沉降导致盆地中部的华容隆起以沉降为主;华容隆起特殊的地壳物质结构可能导致深部物质更难向外迁移,使其相对周缘凹陷有抬升。     

"巫山黄土"的磁组构特征及成因

为了探讨"巫山黄土"的成因类型, 对新近发现的"巫山黄土"进行了磁组构测试和磁化率主轴特征分析, 并与长江现代沉积物以及长江中游一带分布的风积黄土和"砂山"的磁组构特征进行了对比.结果表明: (1)"巫山黄土"的κ、P、F、L、E值与风积黄土和"砂山"接近, 却明显低于长江现代沉积物的相应值; (2)在磁组构参数F-L关系图上, "巫山黄土"的数据点多集中于坐标原点附近, 与长江中游一带风积黄土和"砂山"的特征也类似, 均指示了沉积动力相对比较弱的沉积环境.而长江现代河流沉积物的数据点却主要分布于F轴附近, 反映长江现代河流沉积物的F较L发育; (3)"巫山黄土"的磁化率最大主轴特点也与长江中游风积黄土和"砂山"的接近, 偏角的方向比较分散, 长轴的倾角为36°~38°, 短轴的倾角为37°~39°, 而长江现代河流沉积物的磁化率最大主轴偏角的方向比较稳定, 并且长轴的倾角一般小于10°, 短轴的倾角大于80°; (4)"巫山黄土"样品的T值介于-1~1之间, 而长江现代河流沉积物的T值却主要以大于1为主.综合看来, "巫山黄土"的磁组构特征与长江中游一带的风积黄土和"砂山"接近, 指示了其风积成因的特点.