河流地貌演化研究进展

本文基于近年来全球河流地貌演化的研究实例及新进展,介绍了主要的研究载体与思路,讨论了河流地貌演化事件背后的地质、环境意义。沉积学、地貌学、物源分析、低温热年代学等是解决河流地貌演化问题的重要工具。沉积学记录着河流演化的一手资料,同时,沉积物定年技术的发展为揭示河流演化过程提供了高精度的时间约束。地貌指数研究是根据河流剖面形态与流域特征等揭示河流及区域地貌演化过程的研究手段,在恢复基岩隆升历史,定义地貌演化状态和判断分水岭迁移等方面具有优势。基于碎屑热年代学的物源分析方法结合沉积物沉积年代测定的研究思路则是利用了地表物质的“源—汇”过程变化,是揭示水系沟通演化历史的有效手段。当借助中-低温热年代学的多方法联合和单矿物的多重定年作为物源示踪剂时,可以有效提高分析精度,具有广阔的研究前景。另外,低温热年代学和宇宙核素¹⁰Be等对浅表过程十分敏感,记录了百万年—千年尺度的河流侵蚀作用,是示踪流域侵蚀方式空间变化和定量化揭示侵蚀过程的有力工具。河流的诞生与演化是地表过程的重大事件,记录了局部或区域的构造—气候背景,也是研究构造—气候—地貌耦合及互馈过程的重要纽带。特别是新生代晚期以来,地貌形成过程伴随着古人类的诞生与发展,而河流的演化则在古人类活动和迁徙中起到了重要的控制作用。因此,河流地貌演化的背景动力及环境意义体现了地球多圈层的相互作用与协同演化。

     

哈尔滨宾县砂砾石剖面沉积物组成及碎屑锆石U-Pb测年：对沉积环境和区域构造演化的指示

黑龙江宾县宁远镇中阳村剖面的砂砾石堆积过去被认为是哈尔滨地区第四纪下限的罗家窝棚组地层,对于其地层属性和沉积环境方面的研究较为薄弱。本文在野外考察的基础上,利用沉积学、矿物学、地球化学和碎屑锆石U-Pb测年对这套砂砾石堆积剖面进行研究,对其化学风化特征、源岩性质、沉积环境以及构造背景进行讨论。结果表明,这套砾石地层分选和磨圆较差,风化程度较低,无定向性排列,砾石以花岗岩（63%）、石英砂岩（22%）为主;钛铁矿（22.5%）是最主要重矿物,其次是锆石（17.4%）、赤褐铁矿（13.4%）,其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,沉积物中的细颗粒组分经历了中-低等的化学风化过程,大部分沉积物经历了首次循环。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了沉积物主要来源于长英质母岩。元素地球化学的迁移与富集以及古气候判别图解指示沉积物是干热气候条件下的近距离搬运的冲洪积物。碎屑锆石U-Pb年龄分布在较窄的范围（208~129 Ma,峰值年龄~180 Ma）,与周围潜在源区锆石年龄对比,结合地貌位置,确定其物源区位于张广才岭余脉哈尔滨东南部低山丘陵带。早侏罗世源区受到古太平洋板块俯冲作用的影响,形成大陆边缘的构造背景,哈尔滨东南低山丘陵带经历了隆升和岩浆活动。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比存在明显差异,推测宁远剖面形成时间要晚于罗家窝棚组,与白土山组大致相当。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分具有重要意义。

     

扬子西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石物源示踪及其地质意义

扬子板块西北缘碧口微地块华严寺地区碧口群之上发育一套含砾沉积地层,其确切沉积时限对研究该区域的沉积—构造演化具有重要意义。本文对该套地层中的2件砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结果显示,锆石晶型较好,无色透明,磨圆度较差,具典型岩浆生长振荡环带和韵律结构,Th/U比值为0.28~3.6,锆石U-Pb年龄介于706~2489 Ma之间。存在3个主要的年龄组：新元古代年龄组（706~951 Ma）,占92.9%,显著峰值为850 Ma和843 Ma;中元古代年龄组（1017~1080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1628~2489 Ma）,占4.5%。最小年龄组为706~715 Ma（峰值为711 Ma）,结合区域地质和研究资料,华严寺地区沉积地层时代应属于南华纪,沉积时限约为720~635 Ma,物源区主要包括扬子板块西北缘碧口微地块以及南东侧的后龙门山构造带和汉南—米仓山微地块。新元古代晚期碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞—裂解阶段,华严寺地区南华纪沉积为碧口微地块及邻区新元古代岩浆岩在边缘裂谷环境中快速堆积形成。

     

吉林塔东铁矿赋矿建造地球化学特征及其地质构造意义

塔东铁矿严格受层位控制,产于新元古界塔东群拉拉沟岩组中,属于大型沉积变质型磁铁矿床.赋矿火山岩岩石化学成分具有低SiO2、高MgO、富Na2O的地球化学特征,火山岩成分点集中分布于造山带（岛弧或活动大陆边缘）火山岩区;亲幔元素（Cr、Ni、Co）相对亏损,大离子亲石元素相对富集;含有较高的总稀土和高度富集LREE,贫HREE,显示在火山岩成分中加入较多的陆壳成分.该矿床形成于与板块俯冲体系有关的岛弧或活动大陆边缘构造背景.     

青海南山吾口侵入岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

本文对青海南山吾口正长花岗岩和花岗闪长岩进行了岩石学、岩石地球化学及年代学研究。首次测得吾口侵入岩体正长花岗岩的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为253.8 ±3.3Ma (MSWD=0.96),形成时代为晚二叠世。岩石中Al₂O₃为(14.13~16.51)×10^-2,K₂O为(1.66~3.59)×10^-2,A/NK=1.15~2.35,A/CNK=0.75~1.03,TFeO/(TFeO+MgO)=0.53~0.81,岩石具偏铝质中-高钾钙碱性花岗岩特征;吾口岩体表现为富集大离子亲石元素Rb、K等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ba等;轻重稀土分异较明显,具右倾特征,中等负Eu异常(δEu=0.44~0.68),具壳幔岩浆混合特征。吾口岩体代表了阿尼玛卿洋盆向北削减俯冲运动在青海南山构造带与西秦岭造山带和南祁连造山带的构造转换衔接部位的构造演化的地质记录。该侵入岩体形成时代及构造环境的确定,为研究印支早期青海南山构造演化及动力学机制提供重要依据。     

红原泥炭正构烯烃的分布与古气候意义

利用GC-MS对红原泥炭样品中的分子化石进行了系统检测,获得了一系列正构烯烃,碳数分布范围为C18-C28,主峰碳为C27,次主峰为C23或C25,与同一深度处的正构烷烃分布模式完全不同。泥炭中正构烯烃的轻重组分∑C21-/∑C21+、正构烯烃与相应碳数的正构烷烃比值呈有意义的阶段性变化。其中∑C21-/∑C21+与正构烷烃L/H的变化趋势大体一致;而C24:1/C24:0和C23:1/C23:0比值却与之相反。这可能与正构烯烃,特别是这些中碳数化合物因气候如温度的变化在厌氧条件下发生微生物的氢化作用有关,很可能记录了青藏高原东北部地区全新世以来的温度信号。(C26+C27+C28)/(C23+C24+C25)正构烯烃比值,与该区植被分布具有一定的对应关系,说明这些正构烯烃可能除了与植被有关外,也与不同植被类型的组织具有不同抗微生物降解能力相关。这些指标记录的气候信息与前期报道的分子化石记录的气候演化基本一致,说明正构烯烃可以作为古气候的替代性指标。     

朝鲜半岛平南盆地地质演化综述

平南盆地位于朝鲜半岛中部,处于华北克拉通（中朝克拉通）东缘;其演化历史长达10亿年,其地质记录为揭示东亚现今构造格局的形成提供重要制约。盆地发育中元古界-中生界,从下至上包括黄海群（1.3~1.1Ga）、祥原超群（1.0~0.9Ga,自下而上包括直岘群、祠堂隅群、默川群和灭岳山群等）、燕滩群（狗岘系,0.72~0.54Ga）、黄州系/超群（0.52~0.46Ga,包括下部黄州群和上部法洞群）和平安超群（0.33~0.24Ga）等5个构造层序;各单元之间均为平行不整合;沉积跨度超过10亿年,沉积物厚度累计达到15000m。另外,平南盆地南部发育临津群（0.42~0.35Ga）,该地层与中元古界上部-奥陶系很可能呈构造接触关系。平南盆地沉积中心自中元古代晚期从南部逐渐向北部转移,新元古代及早古生代均位于中部,二叠纪盆地沉积中心位于北部。平南盆地沉积碎屑锆石年龄则显示物源发生多期变化：中元古代以盆地北侧基底~1.8Ga峰期岩浆-变质作用岩石为主;中元古代晚期以同沉积就位的岩浆岩为主;新元古代以1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga峰期的岩浆岩为主;寒武纪以~2.5Ga和~1.8Ga峰值的变质基底岩石为主。以上变化反映了古地理格局的显著变化。推测新元古代早期及之前,华北克拉通曾与某个发育1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga岩浆作用的克拉通或者岩浆弧相邻（近邻或远邻）;地层记录了迄今所知新元古代最早的碳同位素负漂移（默川负漂移,~0.92Ga）,地层可能还记录了最晚的负漂移（燕滩负漂移,可能对应全球Gaskiers负漂移,~0.55Ga）,它们可能是对新元古代全球长期多次岩浆-裂解-冰期事件的响应。

     

吉辽边界梅河口-开原地段晚海西-早印支期岩浆旋回及构造意义

本区已获晚海西-早印支期花岗岩类6件锆石高精度测年数据和两件继承锆石年龄,确定了其活动时限305~242 Ma,主体分属早中三叠世岩石序列、晚二叠世岩石序列、中二叠世岩石序列相应的岩石单元.小四平岩体的年龄及其被晚三叠世地层不整合覆盖,指明古亚洲洋构造域完成在242~228 Ma间.基于上述岩石年龄及形成构造环境和邻近地区磨拉石相发育的层位,揭示古吉黑造山带晚海西-早印支期构造运动或构造-岩浆旋回具有多幕式的递进演化模式,并受显生宙泛大陆旋回所制约.     

黑龙江东安金矿床锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过LA-ICPMS锆石原位定年方法,对黑龙江东安金矿成矿期脉岩流纹斑岩进行了年龄测定.结果显示,与矿化关系极为密切的流纹斑岩的U和Th含量分别为269.1×10-6~956.0×10-6和202.2×10-6~1276.8×10-6,Th/U比值介于0.43~1.80之间.流纹斑岩206Pb/238U年龄的加权平均值为109.6±1.7 Ma,与区内浅成低温热液金矿的成矿年龄相近,共同记录了本区早白垩世晚期的一次重要成岩成矿事件,反映了早白垩世晚期岩石圈大规模伸展减薄的动力学背景.     

塔中地区志留系碎屑锆石测年及其地质意义

志留系是塔里木盆地第一套砂岩储层广泛分布的沉积盖层,其沉积来源与成因对志留纪构造演化及周边造山带的研究具有重要意义。塔中地区3个志留系样品的碎屑锆石LA?ICP?MS U?Pb定年研究表明,志留系具有比较集中的二期物源年龄：南华纪中期、古元古代中期。碎屑锆石测定的年龄表明塔中志留系物源均来自前寒武纪,塔中东部源区方向的塔南隆起基底在奥陶纪已隆升成为蚀源区。大量的新元古代中期锆石年龄表明塔里木板块在新元古代时期可能与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史。