藏南床得剖面古地磁结果对印度-亚洲碰撞方式的约束

特提斯喜马拉雅位于大印度最北端,其构造演化是理解印度-亚洲大陆碰撞过程的关键之一.为了更好地限定特提斯喜马拉雅中生代以来的古地理位置及其漂移历史,本文对藏南江孜床得剖面侏罗系下热组、维美组和白垩系床得组开展了古地磁研究.古地磁样品取自39个采样点,其中下热组5个,岩性为青灰色安山岩;维美组25个,岩性为粉砂岩和砂岩;床得组9个,岩性为灰岩.对118个古地磁柱状样品进行的逐步热退磁和交变退磁结果显示,下热组和维美组样品未能分离出稳定的特征剩磁;床得组样品分离出了稳定的特征剩磁(Ch RM),且具有正反极性,并通过了倒转检验.结合沉积学和岩石磁学结果,床得组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁,其年龄为86.3~74.0 Ma.床得组样品特征剩磁的平均方向为Ds=152.0°,Is=?52.9°,?=18.0,?95=5.9°.该数据表明,特提斯喜马拉雅江孜地区在晚白垩世(80.1±6.2 Ma)所处的古纬度为南纬33.1°±5.6°,与印度板块北缘同时代所处的古纬度一致(参考点28.0°N,88.5°E),说明二者至少在晚白垩世之前从运动学意义上仍然是一个块体,缺乏大洋分隔的证据.这为理解印度-亚洲大陆碰撞方式提供了新的古地磁约束.     

科希斯坦-拉达克弧及其周缘地块的古地磁学研究进展

对于科希斯坦-拉达克弧在印度-亚洲碰撞前的构造属性,学界存在两种不同的认识:陆缘弧和洋内弧.厘定其构造属性,将直接关联新特提斯洋古地理重建方案,对进一步解析印度-亚洲碰撞时间、位置和方式,以及恢复亚洲大陆构造变形历史等具有重要科学意义.本文在总结白垩纪至古新世科希斯坦-拉达克弧及其周缘地块古地磁数据的基础上,主要从古地磁学的视角,重建科希斯坦-拉达克弧及周缘地块的时空构造格局,厘定科希斯坦-拉达克弧的构造属性.在晚白垩世,喀喇昆仑地块与拉萨地块西缘的古纬度一致,两者基本稳定位于亚洲大陆南缘;科希斯坦-拉达克弧在90 Ma位于南半球赤道附近,而在64 Ma已经向北漂移到北半球低纬度地区;特提斯喜马拉雅在75 Ma左右作为印度被动大陆边缘,其中部和东部分别位于16.7°和19.4°S.在64 Ma科希斯坦-拉达克弧与拉萨地块西缘之间仍然被南北向宽度约为900 km的洋盆所分隔,意味着科希斯坦-拉达克弧为洋内弧.在重建印度-亚洲碰撞系统时,综合考虑特提斯喜马拉雅及科希斯坦-拉达克弧的古地磁数据,构建了印度-亚洲三阶段碰撞模型.该模型不仅协调了一系列地质证据,还为新特提斯洋古地理重建及亚洲陆内...     

西藏林周盆地林子宗火山岩40Ar/39Ar年代格架

在详细的地质填图和地层层序研究基础上, 系统采集西藏林周盆地林子宗火山岩底部、近顶部以及各组不同层位的样品, 测定了其阶段升温⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄. 由此建立了林子宗火山岩各组的年代学框架, 确定林子宗火山岩活动时期为古新世~始新世中期(64.43~43.93 Ma). 其中, 帕那组: 48.73~43.93 Ma; 年波组: 54.07 Ma; 典中组: 64.43~60 Ma. 通过火山岩地球化学特征及西藏南部地层综合研究对比, 认为不整合于晚白垩世设兴组之上的林子宗火山岩典中组最底部火山岩的形成年龄可能最接近西藏南部印度-亚洲大陆碰撞开始的时间.     

西藏南部中白垩世Cenomanian Tutonian缺氧事件研究

自1976年Schlanger和Jenkyns提出“大洋缺氧事件”(oceanic anoxic events)模式用于解释中白垩世全球性分布的富有机质的黑色页岩的成因以来,黑色页岩和大洋缺氧事件成为地学研究热点之一,并先后在许多地区得到广泛证实.但这次事件是否波及到特提斯喜马拉雅地区,迄今一无所知,而且,缺氧事件形成的沉积物被认为是世界上最好的烃源岩,随着青藏高原地区油气勘探工作的进一步深入,也有必要进行黑色页岩及其成因的研究,以了解特提斯喜马拉雅地区中新生代地层的生烃潜力.特提斯喜马拉雅地区中白垩世Cenomanian-Turonian期主要发育一套泥质岩类.岗巴地区泥岩类表现出两种牲征的岩     

西藏羌塘地区的地质特征兼论古特提斯海的构造格局

羌塘地区系指改则、班戈县以北,可可西里山以南的一块无人地区。该区的地层明显地可以分成三套岩系:基底变质岩系,晚古生代到中生代的盖层沉积和晚白垩世到第三纪的断陷盆地沉积。基底变质岩系命名为阿木岗群,它主要的岩性为前泥盆系的绿片岩。晚古生代和中生代的地层主要是厚度不大、未变质的浅水碳酸盐和碎屑岩沉积,它代表着相对比较稳定的构造环境下的产物。本文还对该区的岩浆活动以及区域构造特征进行了论述。上述的地质特征和不同时代的地槽褶皱系环绕着羌塘地区周围,表明羌塘地块确属存在。结合邻区资料,笔者认为在石炭～二迭纪时羌塘地块位于冈瓦纳和北方大陆之间的过渡地带。它和其它的类似的地块一起,使古特提斯呈现出一种岛(微大陆)海的构造格局。由于没有广阔的大洋,那么处于所谓的冷、暖水生物群之间的混生和过渡现象也就容易解释了。     

早白垩世存在刚性/准刚性大印度板块的古地磁学新证据

白垩纪期间特提斯喜马拉雅地块与印度克拉通之间的构造关系,是正确认识印度与欧亚大陆碰撞(简称印欧碰撞)模式的关键.本研究通过对特提斯喜马拉雅东部浪卡子县工布学乡下白垩统桑秀组岩石的系统古地磁学和年代学研究,结合早白垩世冈瓦纳大陆的重建和印度板块白垩纪的运动轨迹,在对比分析特提斯喜马拉雅地块早白垩世以来古地磁数据的基础上,提出印欧初始碰撞前存在一个刚性/准刚性的大印度板块,印欧碰撞仍为经典的陆陆碰撞.首先,对采样剖面顶部砂岩和底部安山岩的U-Pb锆石年代学研究限定了桑秀组火山岩的喷发年龄为早白垩世的～134 Ma.其次,岩石磁学研究表明携带高温(高场)特征剩磁分量的主要磁性载体为磁铁矿和钛磁铁矿;进一步古地磁测试分析在采样剖面褶皱两翼共23个采点中获得了可靠的特征剩磁组分,经相邻熔岩流古地磁方向去重检验后的特征剩磁平均方向和对应古地磁极位置分别为D*/I*=308.7°/-57.6°, k=29.5,α95=8.5°(N=11)和6.3°N,308.6°E(A95=9.1°).特征剩磁分量在99%置信水平上通过了褶皱检验和地球磁场长期变模型的检验,指示其为早白垩世末期区域褶皱形成之前获得的剩磁组分,并有效地平均掉了古地球磁场的长期变化.因此,该特征剩磁组分很可能代表了桑秀组火山岩形成时获得的原生剩磁.结果表明,早白垩世特提斯喜马拉雅地块的观测古纬度和古磁偏角与由同时期印度板块古地磁参考极计算获得的期望古纬度和古磁偏角完全一致,指示藏南桑秀组火山岩形成时期特提斯喜马拉雅与印度克拉通之间具有刚性/准刚性板块的特征.     

古生代-中生代之交的水循环演变及驱动机制

水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的重要物质循环过程.本文根据地质记录和深时气候模拟等数据总结了古生代-中生代之交的水循环演变.结果表明,水循环在晚古生代、早中生代发生了重大变化:(1)地质记录恢复的气候带显示,当时全球的干旱带发生了明显扩张,蒸发岩面积从中-晚二叠世开始扩张,到早三叠世达到顶峰,中三叠世恢复至中-晚二叠世的水平,晚三叠-早侏罗世继续收缩;(2)全球年平均降水量在晚石炭、早侏罗世较高,中-晚二叠世和早三叠世较低,呈现为“V”字形变化,显示出一次重大的波动;(3)全球大陆的聚合可能导致泛大陆巨型陆面风和特提斯区域跨赤道风的形成,进而构成全球性的超级季风;(4)热带辐合带摆动的纬度位置在志留纪-石炭纪以及侏罗纪-现代较低,在二叠纪-三叠纪时期向高纬度大幅度漂移.根据事件发生的时间,这些水循环的重大变化与泛大陆的聚合、华力西造山、晚古生代冰期的结束以及大量碳释放和升温事件吻合,这些因素与当时的大气环流和水循环的变化存在密切联系:泛大陆的聚合改变了当时水储量的空间分布,同时改变了大气环流和“季风”,进而导致中-晚二叠世干旱带开始扩张,降水量减少;晚古生代末期华力西造山运动...     

华夏南部可能存在Grenville期造山作用:来自基底变质岩中锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素信息

对华夏地块南部粤中增城和赣南鹤仔3个基底变质岩的地球化学和碎屑锆石年代学研究表明, 它们的原岩都是形成于晚新元古代的沉积岩. 3个变质沉积岩都主要由新元古代早期(1.0~0.9 Ga)的碎屑物质组成, 并混有少量中元古代和新元古代中晚期(0.8~0.6 Ga)的碎屑物, 说明沉积物主要来源于一个遭受过Gondwana大陆聚合事件影响的Grenville期造山带. 碎屑锆石的Hf同位素成分显示这些Grenville期锆石可能是造山旋回早期形成的弧与古老大陆碰撞产生的岩浆结晶的. 结合华夏地块其他地区~1.0 Ga年龄锆石的分布及形态学特征, 本文认为华夏地块的南缘很可能曾经存在或者极其靠近一个Grenville期的造山带. 而这期造山作用的时代与东印度以及东南极的Grenville造山带一致, 且同样受到Gondwana大陆聚合事件的影响. 因此, 从Rodinia超大陆裂解到Gondwana超大陆聚合期间, 华南地块很可能位于澳大利亚西部而与东印度和东南极相邻.     

沁水盆地构造-热演化史的裂变径迹证据

根据沁水盆地锆石裂变径迹、磷灰石裂变径迹分析结果，结合构造变动、岩浆活动及其它古地温温标等分析资料的综合研究，认为沁水盆地在古生代-中生代中期，沁水盆地地温梯度较低．中生代晚期地温梯度高，在盆地中部可达5.56℃/100 m，在盆地南北两端地温梯度可达8.00℃/100 m以上，表明沁水盆地存在异常地温场，发生过一期强烈的构造热事件．构造热事件发生在110～140 Ma之间，主峰值在120～140Ma之间．构造热事件发生受岩石圈深部热活动性增强及岩浆侵入的控制．沁水盆地石炭-二叠系煤层热演化程度主要受中生代晚期异常地温场控制．磷灰石裂变径迹资料记录了26.2～11.5 Ma前的一次快速抬升冷却事件，盆地抬升冷却具有南、北部抬升冷却早，中部抬升冷却晚的特点．石炭-二叠纪地层在50 Ma以前处于完全退火带，古地温大于125℃，50 Ma以来尤其是渐新世—中新世以来才大规模快速抬升冷却，石炭-二叠纪地层抬升退出了退火带(70～125℃)，处于低温环境．中生代晚期构造热事件控制了沁水盆地石炭-二叠系煤层的生烃高峰期，生烃高峰期在晚侏罗世～早白垩世，新生代渐新世—中新世以来发生大规模抬升冷却，地层温度降低，石炭-二叠系煤层生烃过程停止．     

中国海相盆地的形成与演化

中国海相沉积盆地的形成与演化主要经历了两大构造期和5个构造演化阶段．两大构造期是指早古生代板块离散-漂移控制下的海相盆地形成和晚古生代以来板块聚敛-碰撞控制下的盆地叠加改造这两大构造期．5个演化阶段如下：①元古界-中石炭世，小陆壳板块在大洋中的漂移和以碳酸盐岩沉积为主的海相盆地的形成；②晚石炭世-中三叠世，陆壳板块向北的拼合聚敛和海陆交互相沉积盆地的发育；③晚三叠世-早白垩世，板块拼贴以后的构造稳定阶段和陆内沉降控制的湖相沉积盆地的叠加；④晚白垩世-古近纪，受新特提斯洋和西太平洋板块活动的影响，海相沉积盆地经受陆内变形，发生埋藏、隆升剥蚀或破碎；⑤新近纪以来，受印度板块与亚欧板块的碰撞及其远距离效应的影响，海相沉积盆地边缘发生前陆挤压和盆山耦合作用．构造演化过程控制了中国海相沉积盆地的石油地质特征，古生代海相沉积盆地的形成奠定了油气藏形成的物质基础，中新生代的构造叠加与改造决定了油气成藏与保存的关键条件．晚元古代-早古生代，漂移在大洋中的古板块上沉积的深水相泥页岩和陆缘海碳酸盐岩层序中，发育了优质的海相烃源岩和礁滩相储集层．晚古生代，陆壳板块聚敛并上升成陆，克拉通盆地内部的古隆起成为油气运移、聚集和储集的良好空间，同时海陆交互相沉积的煤系地层形成了区域性的封盖层．中新生代的构造稳定性决定了古生代海相盆地的保存条件．具有前寒武系结晶基底，构造活动相对稳定，盆地改造程度低的海相沉积盆地和其中古油气藏容易保存，例如塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等都是有利于海相油气勘探的地区．     

白垩纪大洋缺氧事件与富氧事件

白垩纪期间出现过多次大洋缺氧事件与大洋富氧事件，其沉积记录分别对应于黑色页岩和大洋红层。文章在国内外学者前期工作的基础上，对国际上白垩纪大洋缺氧事件和大洋富氧事件的最新研究进展进行回顾与总结，主要包括黑色页岩和大洋红层的岩石特征与成因、大洋缺氧事件和大洋富氧事件形成机制及两者之间的关联，希望能够为理解和预测未来的全球气候环境变化提供借鉴和依据。     

地史时期古大气二氧化碳变化趋势与温室气候——以中生代白垩纪为例

中生代不仅是地球发展和生命演化的重要阶段,同时也是距离现代最近的典型温室气候期。其中,白垩纪被视为地球历史时期温室气候的最佳范例之一。通过古植物气孔参数、古土壤同位素以及地球化学模型等途径的研究,可以勾勒出白垩纪这一典型温室气候环境下古大气二氧化碳浓度变化的大致轮廓。在整个白垩纪时期大气二氧化碳水平相对较高,但在白垩纪早期较低,白垩纪中期达到最高,而白垩纪晚期逐渐降低。更重要的是,借助于这些地质参数还更精确地识别出在白垩纪关键时期出现了几次显著的古大气二氧化碳的短期快速波动变化,表明白垩纪的温室气候状态并非之前所想象的那么稳定,而是发生了几次大规模快速气候扰动事件,并伴随着二氧化碳浓度的短期波动变化。这项研究质疑了整个白垩纪期间气候温度均匀分布且呈现单一稳定温室状态的观点。     

坦博拉火山大喷发之谜——来自西藏榴辉岩的新启示

西藏松多榴辉岩系典型的古洋壳俯冲产物。通过岩相学观察与热力学计算,证实了西藏古洋壳俯冲时经历了还原反应,俯冲洋壳中Fe3+和S6+等物质被还原成Fe2+和S2-,在俯冲通道内释放出富含CO2和H2S的流体。后者因密度低,从俯冲通道上升至岛弧火山之下的岩浆房中,最终通过火山喷发的方式排放至大气圈。因此认为,深俯冲的印度洋洋壳在地球深部也经历了相似的还原反应,将俯冲洋壳表层的硫酸盐转变为含硫流体,再通过坦博拉火山喷发的方式释放出来。现今洋壳持续俯冲,地球深部的还原反应持续进行,新生成的含硫流体正源源不断地汇聚于岛弧火山之下的岩浆房之中,因此,未来坦博拉式火山爆发是大概率事件。     

灾害评价、风险评价和灾情评价

评述了灾害评价的方法,给出了风险评价的一般公式,建议了一个灾情评价的统一指标。     

中国的翼龙化石研究的若干进展

近年来在辽西及其周边地区的早白垩世热河生物群中发现了大量的翼龙化石,其中包括带毛的热河翼龙等,为翼龙温血提供了新的证据;具有翼龙胚胎的蛋化石,使翼龙的卵生生殖方式得到确认;最小的树栖翼龙的发现,显示了白垩纪翼龙的个体分异和对环境的适应。同时,此前仅仅在欧洲和南美大陆出现的翼龙化石在这一地区的大量发现和研究,揭示了热河翼龙动物群的多样性和动物古地理分布规律,为深入了解一些重要翼龙类群的起源、演化和辐射提供了翔实的化石材料。     

古海洋中奇妙的微亮晶碳酸盐岩

微亮晶(臼齿构造)碳酸盐岩是一种奇妙的岩石类型,在中-新元古代的古海洋碳酸盐岩沉积中占重要地位。广泛分布在中国、北美、澳大利亚、北欧、西伯利亚、西北非、印度等元古界地层中。近年, 前寒武纪研究有了可喜的进展,特别是全球事件、地层及古大陆再造研究的深入,使微亮晶碳酸盐岩（Molar Tooth Carbonates）” 成了研究中-新元古代的火力交叉点[1]。随着700Ma以前的Varanger/Marinoan全球冰期的到来,微亮晶碳酸盐岩则突然消失。其发育和衰退关系到地球生命起源和海洋碳酸盐岩沉积地球化学的突变,是解决前寒武纪生物学和地球化学事件的关键。 因此,微亮晶碳酸盐岩已经成为探索早期地球海洋环境和生命起源以及元古代国际地层对比的重大地质事件。联合国教科文/国际地科联的IGCP447项目[2]对元古代臼齿构造碳酸盐岩和地球演化进行了较详细地研究,特别是在其成因和用于全球古大陆地层对比方面取得了突破性进展。     

中国北京恐龙足迹的首次记录

北京市延庆县在筹报世界地质公园的地质遗迹野外调查中,在延庆硅化木国家地质公园核心区晚侏罗世-早白垩世土城子组地层发现的大批恐龙足迹,初步研究表明这批标本可归属于覆盾甲龙类(cf.Deltapodusisp.)、兽脚类、鸟脚类及疑似蜥脚类恐龙足迹.其中大量的覆盾甲龙类足迹表明,早在晚侏罗世,冀北-辽西地区就活动着覆盾甲龙类,它们承接了辽宁朝阳下白垩统义县组发现的甲龙类化石.而罕见的,极高速奔跑的兽脚类恐龙足迹揭示了独特的古行为学.延庆发现的恐龙足迹群不但是北京地区首次发现恐龙存活过的证据,而且极大丰富了土城子组的恐龙类群,为承接其后的热河动物群提供了绝好的演化样本.     

晚白垩世菊石化石与加拿大彩斑宝石

糕菊石（Placenticeras）是晚白垩世世界范围内分布的属,有重要的地层学价值。产于加拿大和美国晚白垩世的熊爪组(bearpaw formation)和皮埃尔页岩组 (Pierre Shale formation) 的糕菊石,如米克糕菊石（Placenticeras meeki）和交替糕菊石（Placenticeras intercalare）却是一类名贵的宝石,称之为彩斑宝石（Ammolite）。彩斑宝石以令人眩目的艳丽色彩为特征,具有极大的商业价值。 彩斑宝石的形成,可能和Placenticeras meeki菊石动物群在北美大陆西部海洋的生态环境,例如它们曾在周期性淡水近岸海洋环境生活,多为性成熟的雌性成年个体,充足的食源,以及成岩过程中壳表层矿物-文石原始结构未曾遭受破坏等因素有关。     

热河生物群窃蛋龙类的发现及研究进展

窃蛋龙类是一类形态特殊的兽脚类恐龙,它们的头骨高度特化,而且具有护卵习性。窃蛋龙类有很多特征与鸟类相似,对研究鸟类起源具有重要意义。由于长时间没有发现早期物种,窃蛋龙类在兽脚类恐龙的系统发育位置还存在很多争议。20世纪90年代以来,在中国辽宁西部早白垩世热河生物群发现以尾羽龙科为代表的早期窃蛋龙类,部分尾羽龙科恐龙的化石标本还保存有羽毛等软组织和胃石,为研究窃蛋龙类的早期演化、生活习性、羽毛及其他软组织演化等提供了重要信息。2019年研究的干戚刑天龙为窃蛋龙类手部和胸骨的演化提供了新的认识。     

翼龙蛋与胚胎化石的发现及研究进展

在翼龙研究的很长一段时间内研究者都推测其为卵生,直到2004年先后报道的三枚来自早白垩世含有胚胎的翼龙蛋才证实了翼龙的确为卵生。之后,在晚侏罗世燕辽生物群中发现一件悟空翼龙类的标本,在其体外腰带附近和体内共发现了两枚大小相当的翼龙蛋,据此了解到翼龙具有双侧功能性输卵管,不同于现生的大多数鸟类。在中国新疆哈密首次报道了5枚早白垩世的三维立体保存的翼龙蛋化石,对其中一枚蛋化石进行扫描电镜观察,证明其与现生锦蛇蛋的蛋壳结构十分相似,具有一层薄的钙质外层和一层厚的壳膜层。在今后的考察中,有望在新疆哈密地区发现三维立体保存的含胚胎的蛋化石,并在翼龙胚胎发育方面取得重要的研究进展。