封面说明

正奥陶-志留纪之交(约4.44亿年前后)发生了一系列重大地质事件和生物事件,如古生代第一次大规模的冰川凝聚与快速消融及相伴的海平面快速升降,显生宙第二大规模的海洋生物集群灭绝事件等,并在华南广泛发育了五峰组和龙马溪组两套重要的页岩气产出地层.在这两套地层之间常夹含观音桥层泥质灰岩及独特的凉水壳相动物群,其时空分布及古生态学、古地理学研究是解读上述     

华北等中国主要地块早古生代早期古地理位置探讨

在总结近年来在华北等中国主要地块上所取得的早古生代早期古地磁数据的基础上,结合岩相古地理和古生物地理等资料,探讨华北、华南和塔里木地块早古生代早期（寒武－奥陶纪）在全球古地理重建中的位置。早寒武世,华北、华南和塔里木地块均位于南半球低纬度地区,且分别毗邻于冈瓦纳古大陆;旱、中奥陶世,华南和塔里木地块仍“滞留”在南半球中、低纬度地区,与冈瓦纳古大陆相邻,而这一时期华北地块很可能已从冈瓦纳古大陆上裂离     

塔里木地区奥陶纪原型盆地类型及其演化

奥陶系是塔里木盆地的主要勘探目的层系．恢复奥陶纪的构造沉积环境是研究塔里木地块的构造演化历史和预测奥陶系有利储集相（区）带的重要基础．从周缘大地构造背景、岩相与沉积充填、古地理古气候古生态、构造变形和岩浆活动等出发，将盆地沉积充填和周缘造山带的演化相结合，重建了奥陶纪不同地质时期的原型盆地．在奥陶纪，塔里木地区表现出克拉通内拗陷和克拉通边缘拗陷相复合的盆地性质．中西部克拉通内拗陷主要为台地相沉积区，东部克拉通边缘拗陷主要为深水盆地相区，其间为斜坡过渡带．晚奥陶世，北昆仑洋的闭合和阿尔金地区沟-弧-盆体系的消亡导致塔里木南部地区处于挤压隆升背景，中西部的碳酸盐台地相区转变为混积陆棚，东部的盆地相区出现超补偿的巨厚复理石沉积，标志着盆地性质的急剧转变，盆地格局由奥陶纪的东西分异向志留纪的南北分异转化．     

4.4 亿年前全球广布的赫南特贝动物群再添新认识

晚奥陶世赫南特贝动物群因其发育在奥陶纪末大灭绝第一幕之后、第二幕之前,且全球广泛分布,长期受到国际地学界关注.华南出露百余条连续完整的奥陶系-志     

中国奥陶纪生物礁的类型和造礁生物群的演替

低纬度的华南、塔里木、华北三大陆表海的大部分区域在奥陶纪长期维持海水覆盖状态,在远岸区形成了大规模碳酸盐岩台地和不同时空背景下的各类生物礁.古生代动物群辐射演化背景下,重要造礁生物门类的起源和在特定海区繁盛的时差是决定礁群落基本生态结构的历史因素,早奥陶世早期的藻礁、早奥陶世晚期至中奥陶世早期的Calathium-硬海绵-藻礁、苔藓虫礁、晚奥陶世早期的珊瑚-层孔虫-藻礁可诠释为幕式群落演替,这或许是古生代演化动物群起源及早期演化并逐渐取代寒武纪演化动物群的几个阶段,特别是后者(珊瑚-层孔虫-藻礁)代表了古生代演化动物群中典型格架礁群落,奠定了之后近100Ma动物格架礁最常见的生态组合方式,呈现出礁群落结构由简单到复杂的宏演化脉络.中国的实例基本吻合于全球奥陶纪生物礁宏演化趋势,特殊之处表现为:(1)湘西张家界特马豆克早期南津关组和塔里木巴楚达瑞威尔期一间房组的Calathium-藻礁分别定位成此类生物礁的先驱和孑遗;(2)中扬子区特马豆克晚期分乡组苔藓虫礁为当时独有的类型;(3)早期的珊瑚-层孔虫-藻礁分布特别局限;(4)奥陶纪末冈瓦纳冰川初期扬子区西缘的藻礁是极端环境造礁的实例.     

下扬子砂岩物源分析提供东南沿海晚古生代大陆弧新证据

运用碎屑组分统计、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素分析等方法,对下扬子巢湖-南京地区古生代碎屑岩进行沉积岩石学和物源分析.下扬子地区志留系坟头组砂岩为长石石英砂岩,岩屑以火成岩岩屑和低级变质岩岩屑为主;泥盆系五通组砂岩为石英砂岩,岩屑含量少,以变石英岩岩屑为主.五通组和坟头组具有相似的碎屑锆石年龄分布模式,主峰为465~420和838~812 Ma,表明泥盆纪沉积继承了志留纪沉积的物源特征.早古生代下扬子巢湖-南京地区的碎屑来自其南侧的华夏地块武夷地体.巢湖-南京地区二叠系龙潭组砂岩分别为岩屑石英砂岩和长石石英砂岩,成熟度低,岩屑均以中酸性喷出岩岩屑为主,巢湖地区龙潭组具有指示武夷地体古元古代基底的1866 Ma峰值年龄,南京地区龙潭组具有与早古生代砂岩相似的445和970 Ma峰值年龄.结合前人岩相古地理和地球物理资料,认为下扬子地区龙潭组物源区仍位于南侧的华夏地块武夷地体.此外,下扬子地区龙潭组具有341~254 Ma(石炭纪-二叠纪)碎屑锆石,其e_(Hf)(t)值分布在-19.80~+14.90之间,代表碎屑物源区一次新的岩浆事件,该事件具有影响范围大、活动持续频繁、中酸性火成岩为主、岩浆来自古老地壳与新生地壳混合熔融等特征.结合区域地质资料,推测华南板块武夷地体在石炭纪-二叠纪(341~254 Ma)的构造背景为大陆弧.     

江西井冈山地区寒武-奥陶纪地层的Sm-Nd同位素组成及其构造意义

研究的井冈山地区位于扬子地块与华夏地块之间, 在早古生代寒武-奥陶纪时期沉积了巨厚的泥砂质韵律岩层夹碳酸盐岩和含炭岩层. 它们具有低的ε_Nd(t)值(–13.9~–7.9)和古老的Nd模式年龄(1842~2375 Ma), 数据点在t_DM-t_Str.图上远离一致线分布, 在ε_Nd(t) - t_Str.图上都位于华南元古代地壳演化区域内. 这些特征表明, 本区寒武系和奥陶系主要是古元古代古老地壳组分再循环作用产物, 物源以华夏地块区成熟度较高的陆源碎屑沉积岩为主. 奥陶系爵山沟组和对耳石组的ε_Nd(t)值(–10.5~–7.9)位于上述范围的高端, Nd模式年龄(1842~2059 Ma)位于上述范围的低端, 反映在它们沉积时期内, 来自古元古代晚期-新元古代早期新生地壳物质的加入相对明显. 鉴于在华夏地块和扬子地块东南缘范围内, 早古生代地层的Nd模式年龄都大于1800 Ma, 没有发生明显的降低, 反映在这些地区不存在早古生代亏损地幔来源岩浆活动.     

阿尔金山地区高压变质泥质岩石的发现及其产出环境

阿尔金构造带是亚洲大陆上一条重要的左行走滑断裂带.新近的研究发现,阿尔金断裂的左行走滑不仅表现在中新生代,至少在奥陶纪晚期也发生过类似运动.同时,其北缘有太古界麻粒岩相杂岩基底出露,主体由元古界变质片岩、火山岩、石英岩、叠层石碳酸盐岩地层组成,上覆地层主要是零星分布的下古生界的台地碳酸盐岩沉积和火山沉积,上古生界与中新生界均为小型断陷盆地沉积(图1).总体反映了阿尔金断裂带是在塔里木板块的基底之上发育起来的.     

一个罕见的奥陶纪末期深水腕足动物群在浙江杭州余杭的发现

奥陶纪末赫南特期(Hirnantian)以北非为中心的大陆冰川形成, 全球海平面大幅下降, 凉浅水海域广泛分布, 底栖无脊椎动物群与前赫南特期(pre-Hirnantian)的面貌迥异. 截止目前, 所报道的赫南特期化石群基本上属于较浅水的产物, 而深水底栖生物群还鲜为人知. 最近, 笔者在浙江省杭州市余杭镇安乐村旁狮子山堰口组上部泥岩中, 发现一个以腕足动物-三叶虫占优势的底栖化石群, 将其命名为Leangella-Dalmanitina(Songxites)组合, 其时代宜确定为奥陶纪末期. 通过动物群的对比和群落生态分析, 推测该组合可能栖息于BA5的底域生态位. 本区Leangella-Dalmanitina(Songsites)组合与世界广布的Hirnantia-Dalmanitina动物群尽管生存时代相近, 但主要生态域不同, 面貌组分差别很大. 研究表明: (1) 奥陶纪末期从赣西北到浙北可能发育从浅斜坡向深斜坡过渡的海底栖息环境; (2) 深水相环境是奥陶纪末大灭绝首幕之后底栖腕足类幸存的一个关键场所.     

4万年以来巽他陆架海岸线变化的红树植物花粉记录

根据南海南部巽他陆架上的柱状剖面Sonne 18300, 18302和18323的高分辨率的红树花粉记录, 重建4万年以来巽他陆架的海岸线变迁历史. 研究结果发现氧同位素3期时, 巽他古陆上海平面较低, 古陆部分出露, 出露的陆架上生长了植被, 有较高的花粉浓度, 红树林沿巽他古陆的海岸线分布; 末次冰盛期时海平面下降, 巽他古陆进一步出露, 海岸线的外推使红树林逐渐消失, 先锋植物蕨类植物迅速覆盖在出露的陆架上; 到末次冰消期, 海平面上升, 海岸线后退, 巽他陆架逐渐又被淹没, 红树林随着海岸线的迁移再次逐渐出现, 并迅速拓展.     

塔里木盆地北缘的深部结构

拜城-大柴旦人工地震宽角反射/折射剖面穿过了塔里木盆地北缘的库车坳陷和塔北隆起两个构造单元. 利用该剖面上的拜城、库车、轮台和库尔勒4个爆炸点的地震资料, 通过二维横向非均匀介质条件下的射线追踪与理论地震图计算, 获得了塔里木盆地北缘地壳与上地幔顶部的二维速度结构与构造. 结果表明, 库车坳陷与塔北隆起的地壳分层具有统一性, 但界面深度、地壳厚度以及速度分布沿剖面变化明显, 其中地壳厚度的变化主要体现在中地壳与下地壳. 在库车坳陷的拜城以及塔北隆起的轮台爆炸点附近莫霍面抬升, 使地壳分别减薄为42和47 km. 地壳最厚处是库车坳陷与塔北隆起的转换部位, 地壳厚度达52 km. 此处的上、下地壳内分别发育壳内速度异常体, 其中上地壳表现为高速异常, 下地壳发育低速异常体, 它们几乎分布在同一垂线上, 相应位置的盖层较厚. 根据地壳的速度结构与构造, 可将剖面划分为库车坳陷、塔北隆起和两者之间的过渡带3个部分, 每一部分都有自己独特的速度变化特点、基底结构形式和深浅部构造关系. 塔里木盆地北缘地壳与上地幔顶部速度结构与构造在东西向的差异可能意味着塔里木盆地向天山造山带俯冲消减的速度和强度的不同, 引起天山造山带的构造分段.     

华南二叠纪末大绝灭后的钙质微生物岩及古环境意义

华南钙质微生物岩产在二叠纪末生物大绝灭界线之上. 根据其中的牙形石Hindeodus parvus化石, 微生物岩的产出层位相当于浙江煤山剖面的27层. 钙质微生物岩主要分布在生物礁相或浅水碳酸盐台地之上, 向深水区逐渐尖灭. 钙质微生物岩一般由微晶基质和中、粗晶方解石指状体或斑点所组成. 微生物岩中的生物化石以微生物为主要特征, 同时伴生有小型腹足类、介形虫和小型双壳类化石. 这一以微生物为特征的生物化石组合代表了二叠纪末大绝灭后礁相及浅水碳酸盐台地相上残存下来的一个简单而又特殊的化石群落. 大绝灭界线之上钙质微生物岩的突然出现是二叠纪末全球事件在礁相及浅水碳酸盐台地相上的具体反映. 由于前人对二叠系-三叠系界线及事件的研究多集中在深水相或浅海陆棚中、下部剖面上, 而华南钙质微生物岩则主要分布在浅水或极浅水礁相及碳酸盐台地相剖面上. 因此, 通过对钙质微生物岩的岩石学、古生物学及古生态的研究, 将有助于人们能更全面地了解二叠纪-三叠纪之交全球事件在古海洋不同水深区的具体表现, 为认识全球事件的实质和过程提供浅水礁相及碳酸盐台地相上的新资料.     

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.     

皖中下志留统的等深积岩及其地质意义

研究区位于皖中巢湖北部山区。志留系地层总厚570多米,发育下绕高家边组和中统坟头组,与下伏奥陶系五峰组和上覆泥盆系五通组均呈平行不整合接触。等深流沉积或等深积岩分布于高家边组的中下部。     

库车坳陷北部白垩系磁性地层划分

塔里木盆地北缘库车坳陷白垩系年代地层归属以往争议颇大. 通过对库车坳陷北部库车河剖面和克孜勒努尔沟辅助剖面共约927.4 m的地层265个采点446个样品进行的详细的磁性地层学研究, 建立了该区白垩系的磁极性变化序列. 钙质超微化石研究揭示巴什基奇克组顶部有晚白垩世沉积, 文中进一步确认其大致与晚白垩世坎潘(Campanian)中晚期~马斯特里赫特期(Maastrichtian)相当, 跨越时限约为79.1~65.6 Ma, 这与钙质超微化石所反映的时代特征有可比性; 而亚格列木组-巴西盖组地层连续, 可对比M18负向带~M3极性时, 相当于贝里阿斯期(Berriasian)至巴列姆(Barremian)早期, 年龄约为141.9~124.1 Ma, 属于早白垩世早中期. 巴什基奇克组与下伏地层很可能为不整合接触, 其间缺失了巴列姆(Barremian)晚期~坎潘(Campanian)早期地层.     

浅析中国新元古-下古生界海相烃源岩发育模式

通过对中国钻井及露头剖面海相烃源岩岩石类型、赋存形式、指相矿物和生物、沉积地球化学和有机相的研究，并借鉴国外海相源岩发育模式的研究成果，认为单纯强调“保存模式”或单纯强调“高有机生产力模式”，均不能客观地解释和正确地揭示高有机质丰度烃源岩的形成机理．针对中国的地质实际，将新元古-下古生界海相源岩的形成机理概括为热水活动．上升洋流-缺氧事件、碳酸盐缓坡．上升洋流、干热气候-咸化静海、湿润气候-滞留静海4种模式．其典型实例分别为塔里木、华南及华北西南缘下寒武统欠补偿盆地有机相，塔里木塔中上奥陶统、上扬子下志留统碳酸盐缓坡灰泥丘有机相，塔里木、上扬子中寒武统蒸发泻湖有机相，塔里木西部中-上奥陶统、上扬子下志留统龙马溪组闭塞欠补偿陆源海湾有机相．此外，将中国海相低有机质丰度沉积概况为广阔陆表海“消耗”-“稀释”和超补偿盆地“贫化”-“稀释”两类模式．     

牙形石稀土元素的环境意义:来自湖北宜昌黄花场奥陶系牙形石的证据

利用LA-ICP-MS对系统采自华南奥陶系标准剖面——宜昌黄花场剖面的牙形石进行了高分辨率微区分析.结果表明随着沉积环境水体加深、量能减小,牙形石稀土元素存在(La/Yb)N与(La/Sm)N值减小,而??Ce值变大的趋势.伴随沉积环境由浅水碳酸盐台地-台地边缘向广海陆棚-陆棚盆地演化,牙形石的REE配分曲线由右倾斜型逐步变为平坦型、左倾斜型和帽型.从而不仅证明牙形石稀土元素(REE)的组成特征以及配分模式具有重要的古环境指示意义,而且为牙形石等磷酸盐生物壳体的稀土元素在古环境重建中的应用提供了可靠的依据.     

鸡西盆地早白垩世穆棱组海相沟鞭藻的发现及其古环境意义

最近在黑龙江省东部鸡西盆地穆棱河右岸青龙山一带穆棱组标准剖面地层中发现多属种海相沟鞭藻化石: Circulodinium cingulatum He et al., Circulodinium attadalicum (Cookson et Eisenack) Helby, Palaeoperidinium cretaceum Pocock, Oligosphaeridium totum Brideaux及Sentusidinium sp., 它们都是世界各地早白垩世海相地层中广泛分布的属种. 这些化石的发现表明, 在穆棱组沉积时期, 鸡西盆地曾经历过海侵或海泛, 修正了以往所谓的穆棱组为纯陆相沉积的观点, 并为穆棱组地质时代的确认提供了新的依据, 也为黑龙江省东部早白垩世古地理的重建提供了重要的海相沉积依据.     

东北平原钻孔的磁性地层定年及松嫩古湖演化

中国东北平原第四纪湖相沉积物是记录中纬度东亚季风和气候环境变化的理想载体.然而,目前关于该套湖相沉积地层尚缺乏高分辨率地层学和高精度的年代学研究,从而限制了对该区气候环境变化机理的理解.本研究重建了东北平原乾安令字(Qiananlingzi, QAL)孔的高分辨率磁化率地层,并对该套沉积进行了系统的古地磁和光释光年代学研究.结果显示, QAL钻孔记录了Olduvai正极性亚时以来的沉积.沉积物磁化率变化存在轨道时间尺度上的变化,粗颗粒的粉砂层一般呈现磁化率低值,细颗粒的黏土层一般呈现高值,岩石磁学参数表明磁化率低值层位高矫顽力硬磁性矿物贡献大,高值层位低矫顽力软磁性矿物贡献大;该套湖相地层的沉积年代约为1180～450ka,历时约730ka,松嫩古湖的几近消失可能与依舒断裂导致的多次沉降使得松花江将松嫩古湖湖水泄于三江平原有关.基于本文详细的磁化率地层和高精度的年代学结果,该湖相沉积有望成为解译中纬度中亚区域中更新世轨道时间尺度古气候变化的理想材料.     

晚第四纪“吉兰泰-河套”古大湖的初步研究

通过野外考察、探坑剖面观测和遥感影像分析, 发现吉兰泰盐湖周围存在高湖面遗留的地貌、沉积和生物证据. 在海拔1060, 1050, 1044和1035 m共有4道古湖岸堤, 分别高出现代盐湖37, 27, 21和12 m. 在海拔1070~1080 m之间(高出现代盐湖47~57 m)存在古湖滨砂砾石沉积, 若干地点保存有古湖岸堤形态; 在乌兰布和沙漠腹地的贺日木西尼也发现1080 m高程及其以下的湖滨砂砾石和典型湖相沉积, 以及从海拔1050~1035 m, 长11 km的典型砂嘴. 河套黄河南岸黄河水文站砂场、什拉召砂场也发现古湖岸堤, 杭锦旗巴拉贡砂场发现发育在冲洪积砂砾石层上的湖滨砾石沉积. 沿狼山-阴山南麓若干剖面点发现湖岸侵蚀台地及湖滩岩和湖滨相沉积. 在黄河进入河套的乌海附近发现水下三角洲沉积, 黄河出口的托克托台地存在典型湖相沉积. 在湖滨沉积物中, 普遍保存有蓝蚬、萝卜螺和扁卷螺等水生软体动物壳体, 部分湖相细粒沉积物中也可见到介形虫壳体. 出露较好的湖相沉积剖面具有典型的进积型垂向层序, 较高湖岸堤普遍保存有湖滩岩. 这些证据说明, 曾存在一个覆盖吉兰泰和河套平原大部分地区的巨大古湖, 湖面海拔可达1080 m, 建议称作“吉兰泰-河套”古大湖. 光释光测年结果表明, 该古大湖存在于距今5~6万年前. 海拔1060~1035 m间的4道湖岸堤代表了5~6万年到全新世早期间的湖面波动, 而真正吉兰泰盐湖状态仅形成于距今5500年以来. “吉兰泰-河套”古大湖的发现, 对进一步深入研究河套地区晚第四纪黄河发育、乌兰布和-库布齐沙漠的形成演化以及区域气候变化和新构造运动都具有重要意义.