汾渭盆地古近系—新近系沉积特征

汾渭盆地位于鄂尔多斯地块与秦岭造山带的衔接部位,地理位置十分特殊。作为一个新生代断陷盆地,在周缘及内部一系列断裂带控制下,具有边断、边陷、边沉积的特征,新生代地层厚度逾几千米。本文根据大量野外露头及相关钻井资料,综合岩石学、沉积构造、古生物化石、测井及区域地质资料,系统研究了汾渭盆地古近系—新近系各时期的沉积相特征。结果表明,新生代汾渭盆地发育冲积扇、河流、三角洲、湖泊及风成沉积5种沉积类型。盆地边缘及山前主要发育冲积扇沉积,向盆地中心逐渐过渡为河流、三角洲及湖泊沉积,风成堆积集中分布于盆地边缘。各次级盆地沉积演化具有差异性,除三门峡地区外,汾渭盆地主体自晚始新世开始沉积并持续至渐新世早期;渐新世晚期在经历隆升剥蚀作用后,中新世再次沉降,沉积范围逐渐扩大;至晚中新世,渭河盆地的西安凹陷、固市凹陷两大沉积区以及三门峡—芮城、运城—永济一线均为湖相分布区。上新世湖盆沉积范围达到最大,湖泊广泛分布,盆地边部则大量发育风成沉积。     

浅谈前寒武纪条带状铁建造的沉积-变质成矿过程

条带状铁建造（BIF）是3.5~1.8Ga前陆架和洋盆的常见沉积物。前寒武纪条带状铁建造构成了世界上重要的铁矿资源。虽然它们成矿过程及其演化的许多方面的问题仍未解决,但人们普遍认为,它们沉积方式的长期变化与地球的环境和地球化学演化有关。条带状铁建造记录了前寒武纪古海洋、古环境、大气条件和细菌代谢条件以及铁的来源和沉积过程。大型BIF沉积与大火成岩省有成因联系,其铁的来源与火山物质加入的海底热液体系有关,或有陆缘岩石风化的无机物产物加入,越靠近陆缘,陆源碎屑物质加入的越多。然而,在太古宙到古元古代期间,BIF沉积的深水盆地中陆源物质的加入很少。那时的铁建造沉积在缺氧的海洋中,通过微生物的光合作用、无氧光合氧化和紫外光线辐射氧化等机制对溶解的二价铁进行氧化,从而形成三价铁氢氧化物和氧化物的沉积。大多数BIF大型矿床,自其在沉积环境中形成以来,它们在从太古宙直至中生代的漫长的地质历史演化过程中经历了铁矿的品位由低到高转化的复杂地质过程,一般经历了深部交代变质作用的除硅、除碳酸岩矿物的富集成矿和浅部风化富集成矿过程。许多BIF铁矿经历了从绿片岩相到角闪岩相变质作用,但到达的压力条件都不是很高,这或许与俯冲的高密度BIF铁矿难以折返的动力学机制有关。迄今为止,变质作用、尤其是高级变质作用对成矿过程的影响研究较少,是今后值得关注的领域。

     

祁连山南部地区三叠纪弧后前陆盆地——基于沉积填充与大地构造的证据

本文通过对祁连山南部地区三叠纪沉积充填特征的研究,建立了盆地形成过程中沉积充填与区域构造演化的关联。依据沉积充填特征、构造接触关系及区域地质背景,认为祁连山南部地区三叠纪盆地具有弧后前陆盆地的构造属性;综合分析年代学、沉积物性和盆地内部填充单元的差异划分出与柴达木岛弧带和祁连山南部弧后前陆盆地相关的区域大地构造单元。认为早三叠世-中三叠世中期,南部遭受俯冲作用持续向北挤压推覆导致盆地挠曲沉降;中三叠世中期-晚三叠世中期发生弧(东昆仑-柴北缘)-陆(巴颜喀拉地块)碰撞,祁连山南部盆地挠曲沉降增大,其间形成区域性断裂和不整合等盆地记录的地质事件;晚三叠世晚期祁连山南部盆地发生过补偿陆相填充,弧后前陆盆地消亡。

     

晋陕峡谷北段晚新生代河流演化初步研究

晋陕峡谷黄河形成的时代是地学界十分关注的科学问题,长期存在比较大的意见分歧,至今没有得到比较好的解决。山西保德地区发育一套晚中新世-早上新世的河湖相沉积,年代为>8.3～3.7Ma, 地貌与地层分析表明,它们是唐县期夷平面的相关沉积。河湖相地层所含砾石层的组构和岩性统计揭示,当时汇入古湖的河流是发源于周围抬升区的短小河流,形成一个局地规模的湖泊水系。晋陕峡谷北段唐县期夷平面之上分布两期红粘土覆盖的河流砾石层,形成年代分别在4.9Ma前和3.7Ma前; 砾石组构和岩性统计揭示,它们所指示的河流流向向北,与黄河流向相反,是一个不同于现代黄河的古河流,它将保德古湖水系与河套盆地联系起来。3.7Ma前,强烈的地面上升导致河湖相沉积结束和唐县期夷平面抬升,风成红粘土堆积其上,地形起伏增大,河流溯源侵蚀加剧,水系进入重新组织阶段; 1.2Ma前,黄土高原南部的河流将原北流水系袭夺,黄河形成; 最近1.2Ma的强烈地面上升,导致黄河不断下切并发育多级阶地,逐渐形成现代壮观的深切峡谷地貌。     

滇西施甸地区晚泛非运动的地层学和岩石学响应

保山地块的寒武系露头少,研究范围有限。长期以来,地学界对寒武系与奥陶系之间的接触关系存在较大争议,有人认为是整合接触,有人认为是假整合接触,囿于过去的工作精度,目前尚无定论。近年来,在保山施甸地区开展1∶5万区调工作时发现,区内普遍缺失早奥陶世沉积,仅在施甸半坡一带有中奥陶统,在大寨一带,中上奥陶统蒲缥组直接平行不整合在上寒武统保山组之上,结合晚寒武世—早奥陶世业已存在的岩浆活动,认为这是晚泛非运动的远程响应。     

基于混合边界条件的有限单元法GPR正演模拟

从Maxwell方程组出发,推导了探地雷达(GPR)有限元波动方程.阐述了透射边界条件和Sarma边界条件的原理,推导了这两种边界条件的理论公式;通过在衰减层内加入过渡带优化了Sarma边界条件的加载方法,压制了介质区和衰减层交界面处的人为反射.考虑到透射边界条件与Sarma边界条件不同的理论机制,提出了一种结合透射边界条件和Sarma边界条件的混合边界条件,它利用Sarma边界条件对到达边界区域的GPR波能量衰减功能和透射边界对GPR波能量的透射功能,使GPR波经过Sarma边界条件的衰减吸收后,再通过透射边界条件将剩余能量透射出去,集成了二者的优势.并以二维均匀模型中的中心脉冲激励源方式为例,通过Matlab程序实现,以GPR的全波场快照的直观方式,对比了有、无边界条件及不同边界条件对人工截断边界的处理效果,说明了该混合边界条件对到达截断边界处的GPR波的处理优于单一边界条件.最后,以基于混合边界条件的有限单元法对两个典型的GPR地电模型进行了正演模拟,指导了GPR数据处理与工程实践.     

陕西澄合矿区中深部4号煤层厚度变化原因

陕西渭北石炭-二叠纪煤田澄合矿区4号煤层是区内主要可采煤层之一。通过对区内煤层厚度与其上覆煤系厚度、煤中灰分、硫分及煤层顶板岩性-岩相等因素的相关性分析,结合4号煤层成煤期与聚煤期后环境分析,探讨了研究区及其周缘地区4号煤层厚度变化原因。结果显示:4号煤层厚度与上覆煤系厚度、煤中灰分及硫分均呈正相关关系,相关系数分别为0.810 1、0.430 9、0.813 6;该煤层发育于浅水型三角洲沉积体系的三角洲平原地带;煤层厚度变化受控于聚煤期同沉积构造和聚煤期后河流冲蚀作用的双重影响,前者使煤层厚度变化较小,后者对煤层厚度影响较大,甚至出现无煤带。     

离散单元法对粒状土的微观特性研究探讨

粒状土的微观结构和微观力学被认为是其宏观力学和体积特性的内在根本因素,近年来得到越来越多的关注和研究。离散单元法作为一种研究颗粒材料的数值模拟计算方法,比试验方法快捷、简便、经济,而且能够容易得到在实验室试验中很难或无法得到的更多重要的微观结构和微观力学的信息,近年来得到越来越多应用。本文介绍了离散单元法对土的微观特性研究的一些最新方法和进展,对数值建模中的一些重要方面如比重(质量)放大、树脂薄膜模拟等方面进行了阐述,对离散单元法在土的微观结构分析(如颗粒旋转、颗粒位移、中尺度孔隙率分布)的一些最新研究作了分析和介绍。分析表明,离散单元法是研究粒状土的微观特性的一个有力工具,可以对土的宏观特性从微观角度得到更好的解释和认识。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

北大西洋IODP U1313站深海沉积中环境敏感粒度组分研究

通过对北大西洋 IODP U1313站深海沉积序列高密度取样和粒度分析,利用粒级-标准偏差变化算法和EMD方法提取了对环境敏感粒度组分并探讨了气候变化的周期。本文粒度组分可分为细组分( 1.73μm,组分Ⅱ),其中粗组分又分为组分Ⅱ a(1.73~34.26μm)和组分Ⅱ b( >34.26μm)。综合分析认为: 组分Ⅰ为西风环流搬运堆积形成,组分Ⅱ为洋流搬运下沉积形成,组分Ⅱ b虽然含量较低,但能指示冰漂砾事件的发生。比值曲线组分Ⅰ/组分Ⅱ和组分Ⅰ/组分Ⅱ a波动幅度较大,可作为反映古气候冷暖波动的敏感指标。对组分Ⅱ、组分Ⅰ/组分Ⅱ进行EMD分解,结果表明: 在本研究时段内,两指标对地球轨道三要素的周期体现均不明显,而2ka(2.12ka和2.15ka)的亚轨道千年周期是主要的周期之一。依据上述多个指标的波动情况,把研究剖面69.93~115.18mcd(1471.53~2415.60ka)分为9个古气候变化阶段: A阶段(1471.53~1640.09ka),对应深海氧同位素阶段(MIS)49~57,冰期和间冰期迅速转换,发生多次IRD事件; B阶段(1640.09~1865.57ka),对应MIS 58~69,间冰期显著而冰期不明显; C阶段(1865.57~1914.70ka),对应MIS 70~72,冰期显著而间冰期不明显; D阶段(1914.70~2021.13ka),对应MIS 73~76,冰期不显著;E阶段(2021.13~2092.21ka),对应MIS 77~78,冰期显著,发生多次IRD事件; F阶段(2092.21~2226.43ka),对应MIS 79~85,间冰期显著; G阶段(2226.43~2261.53ka),对应MIS 86期,发生多次IRD事件; H阶段(2261.53~2384.61ka),对应MIS 87~93,冰期不显著而间冰期显著; I阶段(2384.61~2415.60ka),对应MIS 94~95,发生多次IRD事件。