湘西北南华系渫水河组寒冷气候成因的新证据

杨家坪剖面位于湖南省石门县壶瓶山镇. 自从1980年以来, 该剖面得到了深入的研究. 然而, 关于渫水河组形成的古气候环境一直存在争议. 通过对渫水河组沉积的碎屑岩的化学成分分析, 表明渫水河组与其上覆的古城组(又称东山峰组)和南沱组的冰成岩石具有相似的CIA(化学蚀变指数)和CIW(化学风化指数)值. 这意味着渫水河组和南沱组、古城组的沉积岩在沉积前具有相近的低等化学风化程度. 因此, 渫水河组也可能是在寒冷气候环境下形成的, 属于冰期记录的一部分.     

新疆伊犁地区末次冰期气候的不稳定性

常年受西风控制的新疆伊犁地区厚约２０ ｍ的黄土剖面中记录有丰富的末次冰期气候变化信息．剖面粒度分析表明,与极地和北大西洋地区类似,末次冰期该区气候具有高度不稳定性．与寒冷的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件相对应,伊犁地区黄土沉积中小于１０μｍ颗粒含量减少,表明西风风力增强;而相对温暖的间冰阶,小于１０ μｍ颗粒含量增加,标志着西风风力减弱．由此可见,末次冰期气候的不稳定性可能具有全球意义．     

皖南风尘堆积-土壤序列的磁性地层学研究及其古环境意义

对位于长江下游地区的安徽宣城、繁昌两个风尘堆积典型剖面进行了系统的磁性地层学和沉积学研究, 并对宣城剖面上部的样品进行了热释光测年. 结果表明, 宣城剖面松山/布容(B/M)界限位于剖面中网纹红土的中、下部, 而该剖面风尘堆积的下界位于B/M界限以下, 年代约为0.85 MaBP. 繁昌剖面全部形成于布容期. 该结果同时指示, 我国南方的网纹红土不全是第三纪遗留的产物, 最新一期的网纹红土形成于0.78 Ma (B/M界限)以后, 表明我国南方中更新世经历了极端的暖湿气候, 应当与北方黄土-古土壤序列中的S4和S5对应. 0.85 MaBP前后长江中、下游开始出现持续的风尘堆积, 是该区环境对中更新世全球性重大气候变化的响应. 当时东亚冬、夏季风同时加强, 冰期与间冰期气候反差加大导致的河流水文状态变化为风尘堆积的物源和搬运提供了有利条件.     

桂北老堡组硅岩中的铁组分: 指示缺氧含铁的盆地深水古环境

桂北老堡组硅岩沉积在埃迪卡拉纪末期盆地深水环境中. 硅岩中铁组分, 如黄铁矿铁(Fe_P)、盐酸可溶铁(Fe_H)和总铁(Fe_T)含量之间的关系是区分氧化、缺氧含铁以及硫化环境的良好指示剂, 成为研究埃迪卡拉纪末期海洋氧化还原环境的手段. 泗里口剖面老堡组硅岩样品中的黄铁矿含量普遍较低(<0.56%); 黄铁矿矿化度(DOP)在<0.01~0.78之间, 绝大多数样品低于0.45; (Fe_P+Fe_H)/Fe_T比值在0.27~0.84之间, 绝大多数样品高于0.38; 多数样品的Fe_T/Al比值在0.55~5.87之间, 平均值为1.1. 这些特征表明桂北老堡组硅岩的沉积环境基本以缺氧含铁为主, 较高的高活性铁含量和较低的黄铁矿含量指示当时盆地深水中H₂S相对缺乏, Fe²⁺是富余的. 因此, 埃迪卡拉纪末期华南盆地的深水可能是缺氧但含铁的, 这为早期多细胞生命的出现和演化创造了必要条件.     

铁岭组钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年代学研究及其地质意义

最近在冀北-辽西以碳酸盐岩为主的铁岭组内发现了钾质斑脱岩, 并获得其锆石SHRIMP U-Pb年龄——(1437±21) Ma, 这一进展将铁岭组的时代确定为中元古代早期盖层纪(Calymmian Period)末期. 与此同时, 还在同一剖面获得了铁岭组的上覆地层——下马岭组碳硅质页岩里钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄——(1372±18) Ma, 这与稍早前在北京西北及其附近地区所获得的定年结果(~1380 Ma)是一致的. 这在肯定了该地区下马岭组应归入中元古代中期延展纪(Ectasian Period)早期的同时, 也表明以蓟县剖面为代表的燕山东部地区铁岭组-下马岭组等相关序列, 可与北京西山及燕山西部进行良好对比. 换言之, 华北北部从高于庄组到铁岭组的巨厚碳酸盐岩序列都应视为中元古界盖层系沉积, 而铁岭组与下马岭组之间的不整合面可作为中元古界盖层系与延展系之间的物理性分界标志; 早先以该不整合面命名的“芹峪上升”(或“芹峪运动”)应属于一个时限短暂的中元古代早期的区域抬升, 不能再视为华北克拉通对新元古代罗迪尼亚超大陆聚合事件(~1.0 Ga)的响应.     

末次间冰期古土壤的Zr/Rb值时空分布特征及其影响因素

Zr/Rb比值被认为比粒度更为可靠的冬季风指标, 该指标的使用基于两项假设: (1) Zr在粗颗粒中富集而Rb在细颗粒中富集, 因此Zr/Rb可记录到粒度的分选信息; (2) Zr和Rb在风化过程中都稳定, 因而沉积后的风化或成壤作用不会改变原先的Zr/Rb. 研究沿黄土高原的西北-东南断面3个末次间冰期古土壤(S1)的Zr, Rb, Ti, Hf等元素和元素比值在空间上的分布特征, 并对这两项假设进行检验. 结果表明, 从黄土高原西北部到东南部, 在末次间冰期Zr和Rb元素丰度均表现出增加的趋势. 但在末次冰期早期和倒数第2次冰期晚期, Zr元素丰度由西北向东南呈现递减的趋势, Rb元素丰度则仍表现为递增的趋势. 同一剖面间冰期的Rb元素丰度总是高于冰期时段的水平. 在黄土高原西北部风化作用较弱的定西剖面, 间冰期的Zr元素丰度低于冰期时段的水平. 在远离源区、风化作用较强的天水和蓝田剖面, 间冰期的Zr元素丰度高于冰期时段的水平. Zr/Hf值在较窄的范围内波动, 定西剖面的Zr/Hf值相对恒定, 天水和蓝田剖面S1土体部分的Zr/Hf值略高于L1和L2部分. 这些结果支持Rb在细颗粒富集的假设和实验观察, 但不完全支持Zr在粗颗粒中富集的假设和实验观察. 在假定Zr不淋失的基础上, Rb变化率的结果表明Rb的淋失随着风化作用的增强而逐渐增加. 因而也不支持关于Rb的稳定性的假设. 无疑, Zr/Rb值的最终展现是源区因素、搬运以及沉积后的风化作用之间平衡的结果. 在化学风化作用较强的情况下(CIA>65) , 使用Zr/Rb来反映粒度变化或者冬季风强度的波动需要谨慎. 此外我们发现, Zr/Rb始终被约束在1.7以上.     

鄂尔多斯盆地西部平凉组烃源岩特征及其影响因素

采用有机地球化学和有机岩石学研究方法，对鄂尔多斯盆地西缘平凉组烃源岩进行了系统评价．该区平凉组烃源岩有机质丰度具有下段高于上段、泥岩高于泥灰岩和灰岩的分布特点，有机质类型绝大多数属于腐泥型，石板沟和桌子山剖面有少数样品为腐殖腐泥型特征，为进一步评价鄂尔多斯盆地西缘油气资源潜力提供了基础．另外，采用碳酸盐碳氧同位素等多种方法和稀土元素分异程度的测定资料分别对该区古盐度和沉积速率进行了推算，研究了水体和沉积速率对烃源岩有机质丰度和类型的控制作用，认为水体盐度与有机质丰度之间具有正相关性，而对有机质类型影响很弱；沉积速率与烃源岩有机质的丰度和类型之间也有直接联系，沉积速率慢，有机质丰度较高，类型较好；相反沉积速率快，有机质丰度较低，类型较差，这为预测有利烃源岩分布提供了科学依据．     

晚冰期以来神农架大九湖泥炭高分辨率气候变化的地球化学记录研究

10个AMS14C年龄数据表明,神农架大九湖297cm的泥炭沉积剖面约为16kaBP(14C年龄为13.3kaBP)以来的沉积.多地球化学指标分析揭示出,研究区域16kaBP以来的气候特点如下:(1)晚冰期阶段气候冷湿而不稳定,12.6～11.4kaBP应是新仙女木时期的沉积,15.2～12.6kaBP(cal)为博令-阿勒罗德暖期,16～15.2kaBP为最老仙女木时期.(2)早全新世总体上继承了晚冰期气候特点,较为冷湿,其中在10.6kaBP(cal)前后出现较显著的干旱事件.(3)中全新世总体很温暖湿润.其中9.2～7.5kaBP是逐步升温的过程,降水相对较少,在全球具有代表意义的8.2kaBP前后的降温事件反映较明显,6.7～4.2kaBP期间各种替代指标相对稳定,是中全新世水热配置的最适宜期.(4)在4.2kaBP前后发生的中晚全新世的季风衰退事件,表现为气候由温暖湿润快速转向凉干,可能导致了本区新石器文化的崩溃并催生了夏代文明.约0.9kaBP前后转为较凉湿的气候.大九湖泥炭记录的气候和环境演变信息具有全球性变化特点,可以与东亚季风区的同类沉积剖面进行对比,反映了"末次冰期后,季风快速加强,早全新世季风强盛、随后季风衰退,中全新世季风变弱,气候变干"的季风气候变化模式.分析认为,其变化的驱动机制可能是太阳辐射在中纬度东亚季风区的特定响应.     

皖南风尘堆积-土壤序列的磁性地层学列的磁性地层学研究及其古环境意义

对位于长江下游地区的安徽宣城、繁昌两个风尘堆积典型剖面进行了系统的磁性地层学和沉积学研究, 并对宣城剖面上部的样品进行了热释光测年. 结果表明, 宣城剖面松山/布容(B/M)界限位于剖面中网纹红土的中、下部, 而该剖面风尘堆积的下界位于B/M界限以下, 年代约为0.85 MaBP. 繁昌剖面全部形成于布容期. 该结果同时指示, 我国南方的网纹红土不全是第三纪遗留的产物, 最新一期的网纹红土形成于0.78 Ma (B/M界限)以后, 表明我国南方中更新世经历了极端的暖湿气候, 应当与北方黄土-古土壤序列中的S4和S5对应. 0.85 MaBP前后长江中、下游开始出现持续的风尘堆积, 是该区环境对中更新世全球性重大气候变化的响应. 当时东亚冬、夏季风同时加强, 冰期与间冰期气候反差加大导致的河流水文状态变化为风尘堆积的物源和搬运提供了有利条件.     

北京北安河地表沉积物的岩石磁学特征及环境意义

地表沉积物的磁性能够记录自然环境变化以及人类活动对环境的影响. 北京北安河地表沉积物的类型为全新世洪积、湖积粉砂和黏土. 岩石磁学研究表明这些沉积物中的磁性矿物以磁铁矿、赤铁矿和磁黄铁矿为主. 该剖面磁参数变化特征和已报道的北京其他区域的典型污染剖面显著不同, 例如, 磁化率和饱和等温剩磁随剖面深度增大而逐渐减小, 表明研究剖面的沉积物中磁性矿物的浓度从地表向深处逐渐降低. ARM/SIRM等指示磁性矿物粒度的磁参数的值从上往下逐渐增大, 表明磁颗粒粒度向下逐渐变细. 磁黄铁矿从22 cm深度处往下突然出现, 指示了沉积剖面中存在氧化-还原界面. 因此, 北安河地区地表沉积物的磁性变化受控于还原成岩作用和成壤作用两种地质过程. 这为在北京地区利用磁性来调查污染状况提供了一个可供参考的“基准点”.     

关于华南板块新元古代冰川作用及其古纬度的讨论

新元古代普遍认可的冰期有凯噶斯、司图特、马林诺、噶斯奇厄斯, 而在华南板块只有江口(司图特)冰期和南沱(马林诺)冰期具有明确的沉积记录. 凯噶斯冰期只有同位素和化学指标的显示, 表明可能存在寒冷气候和局部山岳冰川. 噶斯奇厄斯冰期在华南板块则对应于陡山沱组沉积期间年龄相当的一个碳同位素负漂移, 不过不说明华南板块是冰川气候. 江口冰期期间华南板块无古地磁数据, 因此其古地理位置不确定. 凯噶斯和南沱冰期期间华南板块均处在中纬度. 根据现有资料, 在上述新元古代冰期期间华南板块均可能处在相似的中纬度.     

南华系底界与古城冰期的年龄: SHRIMPⅡ定年证据

报道南华系候选层型剖面——湖南石门壶瓶山镇杨家坪剖面的同位素年代学研究结果. 锆石SHRIMP定年研究表明, 南华系下统渫水河组(相当于莲沱组)上部凝灰岩的锆石定年结果为758±23 Ma, 可限定南华系古城冰期的下限. 其下青白口系老山崖组为809±16 Ma, 采样点距顶界12 m, 根据沉积速率估算, 其顶界的时限大致为800 Ma. 这一组年龄结果使我国南方前寒武纪长期争论的“莲沱组”是否等于“板溪群”的重大地层对比问题得以澄清.     

南海北部地区百万年以来的天然火与气候: ODP1144孔深海沉积中的炭屑记录

通过南海北部陆坡ODP1144孔沉积柱状样的炭屑数量统计, 结合花粉资料讨论了南海北部大陆及大陆架上1 Ma以来天然火的历史及其与气候的关系. 研究表明, 炭屑的数量及大小与搬运距离有关; 搬运距离越短, 炭屑数量越多, 而粗粒炭屑与细粒炭屑的相对比值也越大. 冰期时(氧同位素偶数期)炭屑沉积率均很高, 粗粒炭屑与细粒炭屑比值较大; 间冰期时(氧同位素奇数期)炭屑沉积率相对较低, 粗粒炭屑与细粒炭屑比值较小. 这表明冰期时炭屑主要来源于出露的大陆架, 炭屑源区与沉积地点距离缩短; 间冰期时大陆架被淹没, 炭屑只能来源于南海北部周边大陆, 炭屑搬运距离增长. 整个钻孔剖面碳屑沉积速率变化规律表明在0.9, 0.47和0.13 Ma前后, 天然火发生强度都有明显增强, 表明这些时段气候发生明显变化, 可能与青藏高原的阶段性隆起有关. 频谱分析表明, 1 Ma以来碳屑沉积速率变化明存在99.1, 41 ka的轨道周期以及10 ka(12~8 ka)的半岁差周期. 半岁差周期的存在也反应了热带低纬过程对气候变化的影响.     

昆仑-黄河运动的发现及其性质

1 昆仑-黄河运动的发现昆仑山垭口地区位于青藏高原腹地,地处羌塘高原向柴达木盆地的过渡带.自中更新世以来,本区环境发生了巨大的变化.在垭口盆地有一套厚近700m的晚新生代地层,时代为上新世至中更新世初(5.0～0.71Ma B.P.),其完整剖面出露在青藏公路原六十二道班附近.通过岩性、沉积构造、垂向层序、古流向和沉积体三维形态及其组合等的分析从中识别出冲积扇沉积体系(惊仙谷组)、湖泊沉积体系和扇三角洲沉积体系(羌塘组),惊仙谷组(厚约200m)与羌塘组地层在2.5 Ma B.P.逐渐过渡,环境亦从热渐变到凉,此地层结束于顶部扇三角洲相,时代为0.71 MaB.P.一次抬升运动,使全套地层发生向西南倾斜,倾角12°(图1).而其上不整合覆盖的望昆冰期冰碛层((0.54±0.08)Ma B.P.)亦表明在0.71～0.6 MaB.P.当地,即昆仑山(包括垭口地区)发生了强烈构造抬升,既表现为与后来的上覆冰碛层的不整合,也表现为与构造抬升同时的昆仑河断陷内沉积了相关的纳赤台沟组(0.64 Ma B.P.,泥石流为主)和稍后的三岔河组(0.4～0.06 Ma B.P.,河流相为主).另据王苏民等人对若尔盖RH孔的研究,在0.7～0.52     

塔里木板块震旦系碳同位素组成及其意义

对取自库鲁克塔格震旦系的102个灰岩、泥岩、页岩和冰碛岩样品做了碳同位素分析．震旦系内4个组为冰期沉积，其δ^13C值差别较大(-14.7‰— 4．2‰)，δ^13C出现3次明显的负漂移，支持前人提出的该地区出现过3次冰期沉积的观点，只是具体时间上存在差别．下震旦统下部贝义西组δ^13C值总体为正值，可能代表与Rodinia超大陆裂解有关的大陆裂谷岩石记录．全部地层的δ^13C曲线有3次明显的变化，第1次是贝义西组从底部正值变为顶部-5‰左右；第2次从下震旦统上部阿勒通沟组的0‰—3‰左右变为特瑞爱肯组的—3．4‰——14．4‰。第3次是从上震旦统下部扎莫克提组的正值到汉格尔乔克组顶部冰成纹泥的负值。     

贺兰山地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素分析

对宁夏贺兰山地区出露的震旦系碳酸盐岩进行了详细的野外地质调查和碳氧同位素分析测试, 发现该地区震旦系正目观组碳酸盐岩碳同位素表现出一定的变化规律： 由北到南的几条典型剖面中δ¹³C值自下向上均逐渐减小, 变化范围都集中在?4.51‰~0.11‰, 最大负偏值达到了?6.88‰. 兔儿坑组中发现的宏体生物化石在华南灯影组中部出现, 从而将正目观组和兔儿坑组的形成时代限定在震旦纪. 冰川的发育导致了极端寒冷的气候, 海洋中有机质大幅降低, δ¹³C值出现普遍的负偏. 兔儿坑组代表了冰期的结束, 生物的复苏, 海洋中有机物含量增加. 通过与全球其他地区同期地层碳氧同位素分布的投图对比, 发现正目观组冰期沉积的形成时间可能晚于Gaskiers冰期, 研究其为探讨埃迪卡拉纪华北板块的古海洋、古地理环境和生物演化起了重要作用, 为全球同期地层碳氧同位素数据库提供了新的补充.     

石羊河流域晚冰期以来环境变化与人类活动

石羊河流域是中国西北地区环境变化与丝路文明演化的典型区域.基于大批学者的研究,目前对石羊河地区的气候、环境、文化形成了基础认识,但沉积地层指示的古湖泊演化过程,以及古文化更替与气候变化之间的联系仍存在争议.本研究与前人采用单一采样点的研究方法不同,在石羊河流域沿中游红水河地区和下游猪野泽地区共连续采集13个剖面,建立了包含705个沉积样品, 129个AMS¹⁴C年代数据, 5460个古环境代用指标数据和12个历史文化遗址的数据库.结合TraCE-21 ka(The Transient Climate Evolution Experiment)和PMIP3(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project 3)模拟,探讨晚冰期以来石羊河流域环境变化和古文化演变.研究发现,石羊河流域晚冰期以来环境持续变化;晚冰期到早全新世期间,古湖泊武始泽和猪野泽开始发育;中全新世时期,石羊河流域气候湿润,湖泊面积大、水位高;晚全新世干旱化使得湖泊退缩,河流下切;在干旱趋势下,马家窑、齐家文化逐渐消失,沙井文化(一种独特的青铜文化)兴起,匈奴...     

新的SIMSU-Pb锆石年龄及其对南沱冰期时代的限定

<正>大塘坡组是位于古城冰期和南沱冰期之间的间冰期沉积,为一套含锰细碎屑岩和含锰碳酸盐岩,底部以含锰碳酸盐岩或黑色含锰的炭质泥岩为特征.由于古城冰期和南沱冰期分别可与国际上的Sturtian和Marinoan两大冰期对比,因此大塘坡组是国际新元古代全球极端寒冷气候(雪球地球)研究的一个热点.应用高精度的SIMS U-Pb锆石定年方法,对采自湖北长阳大塘坡组中部凝灰岩夹层中的锆石进行U-Pb定年     

南沱冰期锰矿的起源和时代

震旦纪南沦冰期锰矿保存了古海洋化学的宝贵信息,是南沱冰期沉积地层中不可多得的研究对象.它们的起源和形成时代对于探讨晚元古代末期全球发生的巨大地质变化及确定地层时序标准具有重要意义.但长期以来对此一直有不同的看法.本文试图通过对南沱组锰矿的元素地球化学测定和Sm-Nd法定年,对此进行探讨.     

五台山滹沱群SHRIMP锆石U-Pb年龄: 华北克拉通早元古代拼合新证据

采自五台山台怀镇南8 km处滹沱群变质火山-沉积岩层中的长英质凝灰岩样品含有两组锆石, 所记录的SHRIMP锆石方法²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分别为2180±5 Ma和2087±9 Ma. 在误差范围内, 较老的一组年龄与五台山大洼梁花岗岩年龄相当, 表明它们来自相似的地壳岩浆源; 而较年轻的一组锆石年龄与相邻地区阜平杂岩湾子表壳岩中变沉积岩和变火山岩及南营花岗片麻岩年龄相当, 因而被解释为滹沱群火山作用年龄. 这两组年龄的存在表明: (1) 滹沱群形成于早元古代而非太古宙; (2) 早元古代火山-沉积作用在五台和阜平地区同时间发生. 这样, 早元古代沉积作用在该区是广泛的, 它们代表了华北克拉通东部陆块西侧大陆边缘相沉积. 滹沱群火山作用年龄的确定也表明该群所经历的变质-变形事件发生在2087±9 Ma 之后, 这进一步佐证我们最近根据其他方面研究结果所得出的吕梁造山事件(约1.8 Ga)是该区主要构造事件的结论: 该事件导致华北克拉通东部陆块和西部陆块的最终拼合, 并成为全球早-中元古代超级大陆组成部分之一.