台湾东部海岸山脉对弧陆碰撞的响应

台湾岛位于欧亚板块和菲律宾海板块的交界处,处在马尼拉海沟和琉球海沟两个方向相对的俯冲带的转换位置.由于从中新世以来吕宋岛弧与欧亚大陆斜向碰撞(弧陆碰撞)形成了今日台湾构造格局,特有的构造地质环境和正在进行中的块体增生使其成为地质学家的研究热点.针对吕宋岛弧海岸山脉段对弧陆碰撞的响应,本文综述了近年来海岸山脉年代学、地球化学、构造地质和利吉混杂岩等方面的研究成果,对海岸山脉的快速隆升和剥蚀特征进行了总结,并在此基础上指出了目前海岸山脉地质研究工作中存在的主要问题,提出今后的研究方向应集中在利吉混杂岩的形成机制、花东海盆洋壳性质和利用海岸山脉凝灰岩进行弧陆碰撞发展过程研究等几个方面.     

早中新世沟鞭藻模特地理区系

对早中新世的沟鞭藻植物地理作了初步研究,提出北半球在当时可划争为３以鞭藻地理区,即热带区、亚热带－温带区和北方区。热带区以典型的热带、亚热带种Ｐｏｌｙｓｐｈａｅｒｉｄｉｕｍｚｏｈａｒｙｉ丰富并存在偏胺热带、亚热带的种Ｔｕｂｅｒ ｃｅｕｌｌｄｉｎｉｕｍｄｉｎｉｕｍ ｖａｎｃａｍｐｏａｅ为特征,亚热带一温带区以同时存在Ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｄｉｎｉｕｍｄｉｍｉｕｍ ｖａｎｃａｍｐｏａｅ和温带种Ｂｉｔｅｃｔ     

早中新世沟鞭藻植物地理区系

对早中新世的沟鞭藻植物地理作了初步研究 ,提出北半球在当时可划分为 3个沟鞭藻地理区 ,即热带区、亚热带—温带区和北方区。热带区以典型的热带、亚热带种 Polysphaeridiumzoharyi丰富并存在偏爱热带、亚热带的种 Tuberculodiniumdinium vancampoae为特征 ,亚热带—温带区以同时存在 Tuberculodiniumdinium vancampoae和温带种 Bitectatodinium tepikiense,但缺失 Polysphaeridium zoharyi为特征 ,而北方区则以缺失 Polysphaeridium zoharyi和 Tuberculo-diniumdinium vancampoae二者且组合较贫乏为特征 ,亚热带—温带区的北界大致位于现今 68°N一线 ,此界线可随气温升高而北推 ,例如最温暖的早中新世晚期 ( 1 7～ 1 4 .5Ma)此界线可达 70°N。该带南界大致位于现今 4 5°N处 ,随着气候的转暖可能会变得模糊不清。北方区的海水此时凉而不结冰 ,即此时北极不存在冰盖。本文研究证实了前人根据大植物化石所得出的结论。     

台湾始新统—中新统沉积物源与沉积环境

台湾地区出露的始新统-中新统地层属南海北侧的范畴,其物质组成及沉积环境为揭示南海新生代早期构造沉积演化提供了关键性依据。对台湾西部麓山带中部南投粗坑地区、国姓地区以及东北海岸新港-基隆地区的始新统-中新统地层进行了岩石学、矿物学、稀土元素地球化学特征以及碎屑锆石U-Pb定年分析等研究。结果显示:台湾中部和北部从始新世到中新世经历了从陆相河流-湖泊相沉积环境到滨浅海相的环境转变,其砂岩成分成熟度随时间由老变新呈现规律性变化;沉积物源分析表明研究区沉积物在始新世-早渐新世,物源以近源中生代源区为主,碎屑锆石年龄谱系出现120 Ma和230 Ma两个主要峰值,与周边及华南沿海地区中生代火山岩时代一致;进入晚渐新世以后,锆石年龄谱系出现900 Ma及1 800 Ma等古老峰值,说明古老地块物质明显增加,这可能反映了昆莺琼古河流由南海西部到东部的物质输送对台湾地区的影响作用。     

西太平洋边缘海的“新仙女木”事件

根据15个沉积柱状样,对“新仙女木”期气候突变事件(YD)的分布和性质进行探讨。在所有这些经高分辨率地层分析的柱状样中,均发现有“新仙女木”事件,说明在西太平洋边缘海广泛出现。从同位素与微体古生物分析的结果看,~(14)C测年约11～10kaBP的新仙女木期,是在12kaBP淡水注入海洋高峰之后,一次冬季表层水降温的短暂事件。在长江三角洲和日本海都记录了新仙女木期“视海退”现象,符合新仙女木期是两次海面快速回升期之间一次滞缓期的解释。新仙女木期的冬季表层水降温和盐度增高,均表明冬季风而不是夏季风加强。边缘海的这一次重大气候事件应当对相邻陆地有深刻影响。     

南海西沙海槽的碳酸盐结壳及其对甲烷冷泉活动的指示意义

冷泉碳酸盐岩是指示南海北部可能发育天然气水合物的重要证据之一。对在西沙海槽采集到的冷泉碳酸盐结壳颗粒进行了形貌、稳定同位素等的研究,讨论和揭示了冷泉碳酸盐结壳的形成机理及其与甲烷冷泉活动的关系。结果表明,碳酸盐结壳具有多孔结构,冷泉矿物为文石和重晶石,文石呈针状,含量为39.5%—46.6%,重晶石呈矮柱状,含量为15.6%—21.2%,它们均是从流体中沉淀出来的。重晶石的δ34S值为23.47‰—26.32‰,表明硫同位素发生正漂移,属于与冷泉流体有关的成岩成因重晶石。文石的碳同位素轻度亏损,δ13C值为-13.30‰—-29.59‰,主要来源于热解成因气,但结合了少量正常海水的溶解碳,δ18O值为2.32‰—3.74‰,指示碳酸盐结壳形成时的温度为3.5—9.7℃。研究表明,碳酸盐结壳形成于流体活动缓慢的环境,是深部富含Ba2 的甲烷冷泉流体向上排放和喷溢,在近海底遇到向下渗漏的富含SO42-海水,发生缺氧甲烷氧化反应沉淀出文石,流体中剩余的重34S的SO42-与Ba2 形成重晶石,因此,碳酸盐结壳是西沙海槽存在甲烷冷泉活动的证据。研究结果为进一步开展该海域潜在天然气水合物的调查和研究提供了新证据。     

福建闽江和九龙江现代沉积物重矿物特征及其物源意义

通过对闽江和九龙江沿岸沉积物中重矿物的分析,发现重矿物组合与源区岩石具有极好的相关性。两条河流流域重矿物组合为不透明铁矿类—绿帘石—锆石—电气石—角闪石,特征矿物为绿帘石,含量高达原生透明重矿物比重的70%,其成因除与高级变质岩有关外,还与中酸性岩浆岩及其与围岩接触蚀变发生的绿帘石化有关。从重矿物组合、重矿物特征指数以及与锆石年龄谱系的比对分析发现,闽江流域重矿物源自闽西北武夷山前寒武纪的变质岩、闽东广泛出露的燕山期岩浆岩和接触变质岩,而九龙江流域重矿物源自闽西南的印支—燕山期花岗岩。闽江上游沉积物重矿物以源自高级变质岩的重矿物为特征,中下游由上游来源的重矿物和下游酸性岩浆岩及接触变质岩形成的重矿物共同构成;九龙江以印支—燕山期花岗岩中的副矿物组合为特征。研究结果显示,对于中小流域面积的河流,由于搬运距离有限,重矿物组合保存的源岩信息量大,可作为研究流域内构造演化和源汇对比的重要手段。