东南极格罗夫山地区新生代冰碛岩(物)的沉积环境及其意义

报道了在东南极内陆格罗夫山地区蓝冰表面碎石带中发现的具有混杂堆积特征的新生代沉积岩(物)漂砾,并认为它们可能是这一地区上新世冰川活动的产物.通过对这批沉积岩(物)的宏观沉积特征、岩石矿物的地球化学特征、粒度特征以及沉积岩中石英颗粒的表面形貌特征等的详细研究,认为这些冰碛岩(物)的沉积物颗粒具有多种来源和多种搬运方式,其形成过程中存在水、冰及密度流等多种介质的共同作用,是一种由冰川底部带、冰川内部及冰上带所搬运的沉积物的混杂堆积,其沉积环境为冰川前缘地带.最后,通过与南极其他地区上新世冰川沉积的对比,探讨了这批冰碛岩(物)在反映南极冰川演化历史方面的地质意义.     

罗迪尼亚-冈瓦纳古陆演化中的东南极陆块

冈瓦纳古陆的研究已经有百年历史,而东南极又成为冈瓦纳研究的热点地区之一.在东南极拉斯曼丘陵地质考察与构造热年代学研究的基础上,中国科学家成为国际上最早一批阐明冈瓦纳古陆,特别是东冈瓦纳陆块形成于5亿年前的"泛非"期构造运动的科学家.通过南极内陆格罗夫山地质调查,查明格罗夫山主要出露高角闪岩相-麻粒岩相深变质岩,岩石化学特征显示紫苏花岗岩、花岗质片麻岩和花岗岩属铝质A型深成岩系列,而长英质和镁铁质麻粒岩则来自岛弧、洋岛和洋中脊环境的表壳岩系列.测区以低角度面理构造为主,局部出现强剪切变形带.韧性变形可分为3个阶段D1与前泛非期的构造事件有关,D2相应于区域性麻粒岩相变质作用,D3则可能反映泛非期造山作用后期的伸展作用.变质反应结构多显示为简单的区域性麻粒岩相变质作用,但镁铁质麻粒岩可鉴别出3个阶段M1的温压条件为800℃,9.3×105Pa;M2为800-810℃,6.4×105Pa;M3仅650℃.代表性花岗质片麻岩的锆石U/Pb的离子探针分析显示峰期变质年龄集中于529±14Ma,花岗岩侵位年龄534±5Ma,细晶岩脉年龄501±7Ma,属于"泛非"期构造热事件.这些地质新证据显示在东南极内陆存在着一条从普里兹湾、格罗夫山到南查尔斯王子山的巨大"泛非"期造山带,将传统认为10亿年来始终稳定的东南极地盾一分为二.这条造山带可能向北与羌塘陆块相连,应当是冈瓦纳拼合过程中的又一条重要缝合带.     

东南极Dome A 近地面气温及雪层温度的观测研究

利用我国在Dome A 获取的2005~2007 年自动站观测资料, 分析了冰盖近地面3 个高度的气温和近表层4 个深度雪温的季节变化及其差异特征, 并分析了近地面底层逆温及大气稳定状况, 最后对近地面观测气温、10 m 深度雪温以及地面气温的关系作了探讨. 结果表明, Dome A近地面温度变化具有典型的无芯冬季特征, 在长达半年的冬季期间近地面存在强而稳定的逆温. 雪层中季节温度波动的振幅随深度衰减, 同时位相逐渐滞后, 导致近表层内季节温度的垂直分布廓线具有显著差异. 由于很强的近地面逆温效应, 自动站观测的近地面年平均气温比 10 m 雪温所代表的年平均地面温度高得多. 而根据边界层理论对地面气温进行近似推算得到的年平均地面气温与10 m 雪温十分接近, 考虑到其极低的10 m 雪温和很强的近地面底层逆温, Dome A 可能是地球上地面温度最低的地点,这有待于观测进一步证实.     

旅游新热点——南极半岛

进入21世纪后,南极,这片奇寒千古、沉睡万年的冰雪大陆,似乎因现代观光潮的涌动而开始苏醒。格林尼治零度线附近的横断南极山脉,将南极大地分为东西两部分。东部的冰盖高原广袤无垠,犹如男性雄伟健壮的肩膀;西部宛若女性温柔的玉臂,委婉舒展于一片蔚蓝之中。这里,就是著名的南极半岛。     

东南极780年来DT263冰芯中的火山喷发记录研究

地球上的火山活动使南极冰盖中沉积了超高含量的非海盐硫酸根离子. 通过对东南极Dome A边缘DT263冰芯进行的离子成分化学分析, 得到了详尽的硫酸根离子记录. 利用火山定年标志层并结合Na⁺季节性变化特征进行定年, 确定冰芯连续积累了780年(1215~1996年). 1800~1460年期间当地年均积累率强烈低于该阶段前后的积累率, 该时期与已在北半球找到众多存在证据的“小冰期”气候事件时间相吻合. 火山成因的非海盐硫酸根离子浓度异常峰值说明冰芯中明显记录了至少17次火山活动. 对比其他几支南极冰芯, 一些著名火山信号的强度存在明显差异, 可能与不同冰芯钻探地点积累率、微地形、冰雪的原地堆积和重新分配作用差异、火山物质传输途径的不同、以及硫酸根离子化学分析测量技术等因素有关. 南半球中、高纬度地区的火山喷发对南极冰雪内火山信号强弱的影响明显大于低纬度地区的火山.     

东南极冰下地球物理调查技术开发及矿产资源潜力评估研究

开展中山站一甘布尔采夫冰下山脉地质与综合地球物理探测、开发南极内陆地球物理探测的新技术和新方法、了解东南极克拉通岩石圈结构和构造、寻找冰下沉积盆地、认识冰下地貌的形成过程、开展拉斯曼丘陵和格罗夫山地质填图和区域航空地球物理调查及区域资源潜力评估。     

东南极拉斯曼丘友谊峰基岩10Be暴露年龄及其地质意义

东南极沿海拉斯曼丘陵地区缺乏末次冰盛期(约20 ka)的冰碛物堆积,冰川擦痕的保存以及冰退后海岸线的卸载反弹也很不明显,因此该地区末次冰盛期是否覆盖巨厚冰川存在分歧.已有的14C测年结果显示拉斯曼丘陵至少部分地区在末次冰盛期无冰,冰退初始时间约在44 ka前.利用原地生成宇宙成因核素10Be测定了拉斯曼丘陵地区米洛半岛友谊峰的基岩暴露年龄,结果表明友谊峰基岩的10Be最小暴露年龄约40 ka,考虑到基岩存在侵蚀实际暴露年龄可能要略早.友谊峰基岩10Be最小暴露年龄表明友谊峰末次冰退时间要明显早于末次冰盛期,约40 ka前友谊峰以北米洛半岛大部分地区已基本无冰.友谊峰东南约400 m的106峰峰顶漂砾的10Be暴露年龄为8.8 ka,表明冰盖边缘位置曾长时间位于友谊峰和106峰之间,冰川边缘从友谊峰退到106峰的过程历时30 ka以上.     

东南极冰盖中山站至Dome A断面冰雷达探测初步结果: 冰厚和冰下地形

中国第24次南极科学考察(CHINARE 24, 2007-08)期间, 通过车载冰雷达对东南极冰盖中山站至Dome A断面的冰厚和冰下地形进行了探测, 测线总长1170 km, 其中在82%的测线上成功探测到冰岩界面, 实测数据的水平分辨率<5.6 m. 测量数据经过处理生成沿断面走向的冰厚分布和冰下地形起伏曲线. 结果显示, 断面上的平均冰厚为2037 m, 低于东南极冰盖平均厚度, 730 km处冰厚最大, 冰盖边缘位置冰厚最小(891 m), 内陆1020 km位置冰厚略大于冰厚最小值, 为1078 m; 冰下地形平均海拔728 m, 远高于东南极冰下地形高程平均值, 其中1034 km处海拔最高, 达到2650 m, 765 km处海拔最低. 内陆深处900~1170 km范围内冰下地形海拔较高, 与该段位于Gamburtsev冰下山脉区域有关. 除900 km位置冰下地形的剧烈升高在冰面造成明显的地形抬升外, 总体上, 冰下地形对冰面地形的影响不大. 在冰雷达探测到冰岩界面的部分, 小尺度的冰厚和冰下地形变化相对密集且剧烈, 表明沿断面的冰床粗糙度较大, 认为是冰流运动、冰下环境和冰下地质构造共同作用的结果. 冰雷达未能探测到冰岩界面的部分, 冰厚明显较大. 此外, 由于该段冰流运动较强, 增加了冰盖内部结构的复杂性, 导致冰雷达信号在冰体内传播的衰减严重.