断陷湖盆的沉积层序特征——以辽河盆地东部凹陷为例

通过对辽河盆地东部凹陷沙河街组－东营组沉积层序的研究得出,构造沉降是断陷湖盆层序的最主要控因。构造沉降级次控制着层序的级别,一次完整的继承性沉降形成一个Ｉ级层序,整体显示由细变粗的水退旋回;该沉降期内部又以沉降平静期为界分为三个沉降阶段,分别形成三个ＩＩ级层序,各层序都在一定程度上呈粗－细－粗的水进水退旋回;构造沉降的特点影响沉积层序的完整性;通过影响盆地的补偿性质,构造沉降速率控制着沉积相的类型及演化。     

南海南部晚第四纪东亚季风演化的粘土矿物记录

南海南部湄公河口MD01-2393孔晚第四纪190 ka以来粘土矿物和氧同位素的高分辨率分析表明, 主要粘土矿物含量表现出明显的冰期-间冰期旋回变化, 伊利石、绿泥石和高岭石含量在冰期时增高, 而蒙脱石含量在间冰期时增高. 物源分析表明, 这些粘土矿物主要来源于湄公河流域的直接输入, 其中, 伊利石和绿泥石主要来自湄公河上游变质沉积岩的机械侵蚀作用, 高岭石主要来自中游地区沉积物的再侵蚀作用, 而蒙脱石主要由中下游的偏硅酸盐土壤提供. 蒙脱石/(伊利石+绿泥石)和蒙脱石/高岭石比值可以作为东亚季风演化的矿物学标志, 相对高的比值发生在间冰期, 指示强盛的夏季风降雨和减弱的冬季风环流; 相对低的比值对应于冰期, 指示强盛的冬季风和减弱的夏季风. 东亚季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系, 表明东亚季风演化的天文驱动机制.     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

特约主编致读者

海洋覆盖地球表面的71%,其中,水深超过2 000 m的深海覆盖地球表面达60%,记录了约2亿年以来的地球演变历史。因此,深海沉积包含了地球气候系统长期变化的过程、机制和影响的最完整记录。现今的地球环境正在经历由人类活动引发的诸如气候变暖、海洋酸化、淡水短缺、土壤侵蚀、生态退化等全球变化的影响,而海洋变暖和酸化就是全球变化影响海洋的最直观表现。深海沉积能够为未来全球变化多种场景提供相应的类似情形,为预测未来变化提供依据。基于此,《深海沉积与全球变化》专辑从深海沉积记录的视角,共收录了19篇文章,包括全球变化综述论文和具体研究案例论文。这些文章的研究区域遍及太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋等全部世界五大洋,研究主题从深海沉积过程到快速气候变化,时间跨度从中新世到人类世多时间尺度,以列举案例的形式,向读者呈现深海沉积与现今/过去全球变化的研究进展。本专辑文章分为以下4个栏目： “深海沉积与全球变化综述”栏目收录2篇论文,综述了运用深海沉积研究全球气候和海平面变化的最新进展。介绍了该领域的突出进展,是针对社会选择的未来排放轨迹,在深海记录中都能够找到相应的类似情形,用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果,提出面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。汇总了国际大洋钻探计划执行的23个与海平面变化相关的航次研究进展,包括重建100 Ma以来的全球海平面变化历史,检验Exxon层序地层模型和海平面变化假说,以及建立南极冰盖演化与海平面变化关系等。 “深海沉积过程演化”栏目收录5篇论文,研究了北印度洋和西太平洋边缘海中新世/上新世以来深海沉积作用与环境的长期演化。通过国际大洋钻探航次资料和三维地震数据,揭示孟加拉湾晚中新世以来孟加拉尼科巴扇经历了此消彼长的“跷跷板”式沉积转换事件,是受到印度欧亚大陆碰撞的源汇格局影响。同样是通过国际大洋钻探航次岩心的研究,揭示出南海晚中新世红褐色绿灰色韵律层的成因,认为红层对应了间冰期时期深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境,而绿层则指示了冰期时期层化加强、水体偏还原的环境。西太平洋菲律宾海、南海和东海的案例研究还呈现上新世和第四纪的深海沉积过程及古环境与古气候的响应。 “深海生物地球化学过程”栏目收录6篇论文,研究了西太平洋、北印度洋和南大洋末次冰期至全新世沉积与生物地球化学过程,以及北冰洋和西太平洋生物地球化学的现代过程与气候变化。揭示日本海末次冰期以来的有机碳氮来源与表层生产力和沉积物氧化还原条件相关,受到海平面和全球气候变化制约;发现孟加拉湾东南部末次冰期以来的硅质生产力一直处于相对较高的水平。现代过程的航次调查发现,楚科奇海陆架中心区在融冰期的硅浓度极低,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半;热带西太平洋沉积物中的磷脂脂肪酸总量在有氧呼吸过程中最高,而硝酸盐还原过程中最低,指出其对沉积物矿化的指示作用。 “深海沉积与快速气候变化”栏目收录6篇论文,研究了大西洋、西太平洋和南大洋全新世至现代过程的气候变化及其对沉积过程影响。通过对地中海全新世陆源碎屑的地球化学分析,揭示副热带高压与西风带在全新世地中海的交互界限,识别出北非利比亚突尼斯地区的古河道在非洲湿润期被重新疏浚、激活的历史。通过西太平洋暖池核心区的沉积岩心研究,揭示晚更新世以来暖池冰期旋回中类厄尔尼诺南方涛动（ENSO）状态的演化规律及其与东亚季风的关系。通过对西南极阿蒙森海的沉积记录研究,提出中全新世以来西南极海域的气候变化受到日照强度变化和大气环流变化所控制。案例研究还显示：现代暖期（1850年至今）影响南海海底天然气水合物稳定性,释放的甲烷可能会加重海水酸化;海底泥火山活动泄漏的烃类流体,可能是南海东沙海区深水珊瑚食物的主要来源。 最后,需要特别说明的是,深海沉积与全球变化主题的内容非常多,本专辑论文涉及到的科学内容仅是冰山一角,但希望以此推动全球变化的深入研究。衷心感谢所有作者、审稿专家和编辑部同仁为本专辑出版付出的辛勤劳动！     

全新世东地中海的陆源碎屑输入及其水文气候变化:海盆尺度地球化学分析

地中海位于非洲季风气候和欧洲温带气候的交界处,同时接受周边地区岩石性质和风化状况差异极大的碎屑物质,所以是研究地球表层水文循环的理想区域。前人的认识集中于撒哈拉风尘和尼罗河输入,往往忽视了其他的陆源碎屑沉积,尤其对不同水文气候条件下的潜在变化缺乏考虑。针对形成于全新世非洲湿润期的腐泥层S1页岩沉积,并结合采自岩心顶部的晚全新世/现代沉积物,文章从18个站位选取了30个样品开展碎屑组分的地球化学分析,通过在具有不同干湿环境背景的时间片段上开展盆地尺度的对比(约9.5~8.9 ka vs. 约1.7~0 ka),探讨全新世东地中海的陆源碎屑输入模式。Ti/Al、Zr/Al、Ca/Al、Y/Al都清晰显示了经向和纬向上的梯度变化,可用作撒哈拉风尘的可靠指标;这些碎屑元素之间的差异反映了北非风尘来源和传送路径的变化。这些风尘指标在南-北向上的一致变化指示了副热带高压与西风带的交互界限为36°N,该界限在全新世应稳定存在。与风尘相反,河流输入的指标值在早全新世时显著高于现代,并呈现不同的地理分布。K/Al具有西高东低、北高南低的分布特征,指示了地中海北部沿岸地区的河流输入。根据与Ti/Al、K/Al的差异,利用(Cr+Ni)/Al可较好地识别被增强的季风降雨所激活的北非古河流沉积。河流输入在早全新世时显著上升,但不同河流系统的影响范围差异很大,受制于源区水文气候、表层洋流搬运等因素。     

中国海洋地质与地球物理学发展现状与展望学术研讨会在上海召开

国家自然科学基金委员会地球科学部主办、同济大学海洋地质教育部重点实验室、中国IODP办公室和中国InterRidge秘书处联合承办的“中国海洋地质与地球物理学发展现状与展望学术研讨会”于2005年1月23—25日在上海同济大学举行,来自海外和国内高等院校、科研院所的90余位专家学者出席了会议。会议由大会报告、分组报告和大会讨论组成,分别就当前海洋地质与地球物理学及相关的其他地球科学领域国际前沿与动态、国内研究现状与展望、我国“十一五”该领域发展的重点展开了充分研讨。国家自然科学基金委地学部常务副主任柴育成首先作了题为“…     

马来半岛和婆罗洲北部的化学风化作用:来自河流表层沉积物的黏土矿物和元素地球化学记录

硅酸盐岩的风化产物通常可以有效地用于研究陆地表面发生的化学风化作用及其控制因素.选择位于东南亚热带地区的马来半岛和婆罗洲北部,通过分析其主要流域表层沉积物的黏土矿物和主要元素地球化学组成,开展热带地区化学风化及其控制因素的现代过程研究.结果显示,马来半岛的黏土矿物组合以高岭石(平均80%)为主,其次为伊利石(17%),...     

深海沉积与全球变化研究的前缘与挑战

海洋正在经历变暖和酸化等人类活动引发的全球变化的影响,而深海沉积储存着地球演变历史时期由自然因素驱动过去全球变化的详细档案,通过探究其现今和过去全球变化过程,能够揭示全球变化的特征和规律,为预测未来变化提供依据。近年来在该领域的突出研究进展,是针对社会选择的未来排放轨迹,在深海记录中都能够找到相应的类似情形,用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果。其中,以Dansgaard-Oeschger变化为代表的千年尺度事件、以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和北大西洋涛动(NAO)为代表的十年尺度气候变化事件,是最接近现今地球变暖的快速气候变化场景。地球系统的发展轨迹目前正处于人类排放温室气体的“热室地球”路径的起点上,如果地球超过了这个“临界点”,它将沿着一条不可逆的道路进入“热室地球”状态,另一种路径则是通向“稳定地球”状态。深海沉积档案中的类似情形能够为社会选择未来排放的轨迹提供重要参考。全球变化研究面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。以海洋变暖和酸化影响硅藻和颗石藻的海洋生物泵过程为例,传统知识认为酸化有利于硅藻建造,但最新的围隔实验研究却发现酸化大幅减少全球硅藻输出;传统知识认为酸化导致海洋生物钙化危机,但近期针对中生代大洋缺氧事件的黑色页岩研究,发现颗石藻的碳酸钙输出在海洋酸化期间大幅增加。这些颠覆性的认识严重挑战了传统全球变化某些关键过程的理论体系。     

藏北高原夷平面的沉积记录

青藏高原北部可可西里地区普遍可观察到一套中新世浅灰色泥岩层序,它们一般呈平坦的水平层状地貌,剖面上具有相似的岩相组合并可在大范围内追踪对比。根据野外考察及实测剖面研究,该套泥灰岩被解释为平坦陆地上,系列湖泊群沉积的,是曾绵亘于藏北高原古夷平面上的沉积标识,现今高原面上的两级地形面是统一的古夷平面破裂解体形成的,高原     

青藏高原中部风火山地区第三纪地壳南北缩短量研究

利用新的资料对青藏高原中部风火山地区下第三系风火山群的变形进行了地壳南北向缩短率估算 ,其值为 >4 1%。缩短时期主要为渐新世末 ,其次为中新世末