Continuous record of environmental changes in Chukotka during the last 350 thousand years

The comprehensive study of the upper 1283 cm of sediment from Lake El’gygytgyn, which formed nearly 4 Ma ago following a meteorite impact in northern Chukotka, yielded the first continuous record of the extreme changes in the Beringian climate and vegetation from the middle Middle Pleistocene to recent time (equivalent of marine isotope stages of 1–7 and the upper part of isotope stage 8). During this period, the climate was warmer than at present between 8600 and 10 7000 ¹⁴C years and during the Late Pleistocene (isotope substage 5e, 116–128 ka ago). In 2003, the German-Russian-USA expedition continued studying sediments of Lake El’gygytgyn to obtain new evidence of the change in the vegetation cover in the Middle Pleistocene and the first information on the Middle Pleistocene interglacial (isotope stage 9; 297–347 ka ago). Pollen spectra characterizing the Middle Pleistocene interglacial are similar to spectra of the early stage of the Early Pleistocene interglacial and the climatic optimum in the Pleistocene to Holocene transitional period. The climatic history of Lake El’gygytgyn is basic for stratigraphic interpretations and correlations in the eastern sector of the Arctic. These data also expand our understanding of climatic changes that are studied within the framework of the “Pole-Equator-Pole Paleoclimate,” “Past Global Changes,” and other international projects.     

柴达木盆地东部尕海湖DG03孔岩芯粒度特征及环境意义

对柴达木盆地东部尕海湖DG03孔岩芯沉积物的粒度特征的研究,结果表明:在12 800—11 800 cal a BP之间,DG03孔沉积物主要以砂为主,含少量的粉砂和粘土,表明钻孔地点的水动力条件比较强,湖泊水位较低,尕海地区经历了一次短暂的干旱事件,这一事件可能是该区域对全球性的YD事件的响应;全新世早中期（11 800—5 600 cal a BP）,沉积物主要以粉砂和粘土为主,钻孔地点的水动力条件比较弱,湖泊水位较高,气候环境相对湿润;全新世中晚期以来（5 600 cal a BP以来）,沉积物中砂粒组分含量越来越多,粉砂和粘土含量越来越少,平均粒径越来越大,钻孔地点的水动力越来越强,该区域经历了一个干旱化的过程。     

西藏纳木错晚更新世以来湖面变化和湖相沉积中粘土矿物显示的环境信息

通过对西藏海拔最高、面积最大湖泊-纳木错周缘湖相沉积、湖岸堤的野外调查和湖岸阶地的水准测量,发现在纳木错沿岸拔湖48m以下,发育有6级湖岸阶地,拔湖48~139.2m发育有高位湖相沉积。湖相沉积物的同位素测年结果表明,纳木错湖泊发育与藏北高原东南部古大湖演化可划分为3个阶段:①116~37kaB.P.间的古大湖期;②37~30kaB.P.间的外流湖期;③30kaB.P.以来的纳木错期。根据纳木错晚更新世以来湖相沉积中粘土矿物的X光衍射分析结果,以及采用比值法、高岭石法和衍射峰法的研究,探讨了粘土矿物所显示的环境变化信息。粘土矿物成分变化表明,该区已具备了寒温带干旱、半干旱区的气候环境特征。为研究青藏高原的湖泊演化、气候变化、古地理变迁及其隆升过程等提供了新资料。      

河南西峡盆地上白垩统河流及湖泊沉积中的遗迹组构

河南西峡盆地上白垩统马家村组沉积厚度巨大,达1 960 m,由辫状河沉积、曲流河沉积和湖泊沉积组成。在河流与湖泊沉积中,发育丰富的遗迹化石,共6种类型,分别为Skolithos linearis、Cylindricumichnosp、Palaeophycus tubularis“J”形潜穴、垂直分枝潜穴和垂直螺旋潜穴。从形态分析,大多数为居住迹,按照遗迹化石产出岩层的岩性、扰动特征和残留遗迹等总体特征,将所发现的遗迹化石层划分为两类遗迹组构,即软底组构和僵底组构。前者主要发育在纹层状极细砂岩和粉砂岩中,潜穴密度大,属种单一,包括Skolithos组构和Palaeophycus组构;后者主要发育在厚层泥岩中,潜穴密度较大,类型稍多,包括由Cylindricum ichnosp、垂直分枝潜穴J形潜穴和垂直螺旋潜穴所组成的遗迹组构。与报道过的其他地区陆相遗迹化石的对比表明,随着时间的推移,河流沉积中的组构特征在白垩纪有明显变化,而浅湖沉积中的遗迹组构表明造迹生物的扰动能力显著加强。     

新疆乌鲁木齐二叠系湖相微生物白云岩成因

新疆乌鲁木齐地区养牛场剖面中二叠统芦草沟组以发育浅湖至半深湖背景下的中层深灰色、灰色碳酸盐岩、粉砂岩、细砂岩与中、厚层灰黑色泥岩、油页岩的互层沉积为特点.湖相碳酸盐岩以微晶白云岩为主体,其次为微晶灰岩.微晶白云岩主要由白云石、铁白云石及少量方解石等组成,常混有泥质组分且富含有机质.镜下观察白云石主要为微晶(＜4μm)及微亮晶(4-10 μm),极少数为亮晶(＞10μm).扫描电镜分析发现微晶白云岩中存在微球状(直径约9μm)、微棒状(长度约0.3～1.2μm)及微米级它形(＜ 5μm)等3种微形貌的白云石,其中微米级它形白云石在白云岩中占绝大多数.在微晶灰岩中还发现了直径约70-150nm,形态与球菌相似的纳米微粒,具有微生物矿化的特征.研究区白云岩Sr丰度及Sr/Ca比总体持平或略高于微晶灰岩,Mn丰度远高于微晶灰岩,C、O同位素均高于微晶灰岩,暗示了白云岩可能形成于比微晶灰岩更深及盐度更大的水下还原环境,二者之间缺乏明显的交代关系.芦草沟组白云岩的δ13CPDB介于9.2 ‰～15.6‰,强烈正偏的δ13CPDB可能是产甲烷古菌的代谢活动引起有机质碳同位素分馏的结果.以上特征表明,研究区芦草沟组白云石的沉淀可能与产烷带厌氧微生物的代谢活动引起的甲烷生成作用有关.     

陆相断陷湖盆T-R旋回沉积层序与研究实例

陆相断陷湖盆的沉降机理、湖盆形态等均有别于其它类型的沉积盆地,因此,沉积层序的内部构成及层序边界发育特征也不同。在这种湖盆中,不适合于直接套用“Vail学派”的被动大陆边缘型盆地的层序地层学模式,但其基本原理仍可应用。以东濮断陷盆地为例,分析了盆内构造－沉积旋回之内的湖进－湖退（T－R）旋回沉积层序,这种层序由湖进体系域（LTS）与湖退体系域（LRST）组成。LRST中发育有各种不同类型的储集砂体。由于断陷湖盆的边缘坡度陡峭,以及湖平面升降幅度有限,因此,叠加于构造－沉积族目之上的更高频T－R旋回层序缺乏Ｉ型层序边界,控制T－R旋回发育的主要因素是区内构造（断层）的幕式活动,而更高频的T－R旋回的形成则与米兰柯维奇气候旋回相关联。     

湖相原生白云石的微生物成因机理探讨*

近年来,随着对微生物白云石模式研究的不断深入,为解释“白云石问题”提供了新思路。前人对微生物白云石成因研究侧重于微生物对未固结沉积物的改造,即有机准同生白云石化作用,这与实验室中以微生物为媒介形成的“有机原生白云石”在成因机理上存在差异。笔者将微生物白云石机理引入湖相原生白云石成因解释中,认为在湖水—沉积物交界处也会发生微生物成因的原生白云石沉淀,即有机原生白云石。湖水与沉积物交界处的微环境存在明显区别,总体可分为有氧和缺氧2种亚环境,不同亚环境中生活有不同的微生物群落。根据湖泊亚环境特性和微生物种类及其在白云石形成过程中所发挥的作用,可以区分出细菌有氧氧化模式、硫酸盐还原模式和产甲烷模式3种微生物白云石模式。不同模式对应于不同的湖泊环境: 细菌有氧氧化模式主要发生于有氧、高Mg/Ca值的咸水/盐湖环境;硫酸盐还原模式主要发生于缺氧、高Mg/Ca值的咸水/盐湖环境;产甲烷模式主要发生于缺氧、低Mg/Ca值的淡水/咸水湖环境。另外,还探讨了pH值变化、SO42-的存在和硫化物对镁水合物脱水的影响以及微生物白云石沉淀的环境因子。对微生物成因的原生白云石模式的深入认识,将为湖相白云石成因研究提供新的理论基础和研究思路。     

柴达木盆地西部第三系咸水湖相原油地球化学特征

在系统分析柴达木盆地西部各油田40余个原油样品碳同位素和饱和烃、芳烃组成的基础上,全面剖析了该地区第三系湖相原油的地球化学特征.研究结果表明,这些原油具有特殊的碳同位素组成和异常的生物标志物分布.其全油碳同位素偏重(-26‰～-24‰);正构烷烃系列单体烃碳同位素分布曲线呈水平状,表现出类同于海相有机质的碳同位素组成特征.它们的生物标志物中正烷烃系列兼具奇碳和偶碳优势双重碳数分布模式;呈强植烷优势,Pr/Ph值大多<0.6;伽玛蜡烷普遍异常丰富,C35藿烷含量高,表征高盐、厌氧的咸水湖相沉积环境性质.芳烃组份以萘、菲系列为主,而二苯并噻吩等含硫有机化合物相对含量较低,反映该地区咸水湖相原油源岩沉积相的特殊性.柴西各油田原油地球化学参数在区域上呈规律性变化趋势,与其源岩沉积相的时空变迁相一致.     

黄河源地区晚更新世湖泛事件及其意义

通过青海玛多湖相地层剖面沉积特征,结合ESR样品年代测试结果,分析认为黄河源地区在13万年左右的晚更新世时期发生过湖泛事件。湖泛时期,玛多"四姐妹湖"相互连通,形成一个面积巨大的湖泊,约是现今"四姐妹湖"总面积的4.1倍。玛多地区此次湖泛事件与深海氧同位素MIS 6（Marine isotope stages 6）向MIS 5（Marine isotope stages 5）转变时期相对应,显示出青藏高原气候变化与全球气候变化密切相关,然而黄河源地区湖相地层对全球气候变化反应更敏感,记录的气候转换时间早于其他地区。玛多剖面湖相地层剖面沉积物的粒度、碳酸盐、磁化率分析表明,在132±10~128±12 ka年间,黄河源地区湖相沉积可分为9个阶段,表明青藏高原在MIS 6向MIS 5转变时期的气候变化是一个波动上升过程。13万年左右,黄河源地区大面积的湖相地层结束沉积,认为由于青藏高原共和运动,下游的多石峡被切开,湖水突然外泄所形成。      

八面河地区原油、烃源岩中甾类化合物的分布特征及其应用

对渤海湾盆地八面河地区31个分别形成于还原性咸化水体和淡水环境的页岩和泥岩样、20个油样中甾类化合物进行了剖析。结果表明该区烃源岩、原油中的甾类化合物异常丰富，主要包括C27－29规则甾烷、C28－304－甲基甾烷、甲藻甾烷以及芳香甾类；不同层段烃源岩中甾类化合物的分布各具特色，发育于牛庄洼陷南斜坡咸化水体的富藻类沙四段页岩富含4－甲基甾烷及甲藻甾烷，形成于淡水环境的沙三段泥岩中甲藻甾烷不太发育。烃源岩、原油中规则甾烷的分布型式明显有别于甲基甾烷，指示两类化合物可能来源于不同的藻类属种。甾类化合物的分布特征受控于古环境、生物先质种类及热成熟度等多种因素。不同层段甾类化合物的特征性分布使其成为该区油源岩确认的关键指标。结果还表明，甲基甾烷在油源岩识别中比规则甾烷具有更好的应用效果。依据甾类化合物，可判断埋深超过2700m的Es4烃源岩与原油具有较好的相关性，发育于牛洼洼陷南斜坡的未熟－低熟特殊烃源岩－富藻类页岩与原油没有可比性，该结论是对近期油源调查结果的进一步确认。