环渤海湾盆地主要河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义

在环渤海湾盆地的汇入河流碎屑沉积中寻找理想的物源示踪指标,对理解和认识渤海湾盆地以及中国东部陆架海的物质扩散均具有重要意义。利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对渤海湾盆地周缘主要河流的碎屑锆石进行微区原位U-Pb年龄分析,对比前人已经报道的研究结果,发现辽河和滦河同时接受中亚造山带和燕山山脉的物质供给,永定河、滹沱河和漳河的物质分别来自燕山和太行山。黄河汇集了上游的祁连山、秦岭和黄土高原以及华北克拉通南部的物质信号。渤海湾盆地南部的鲁中山区和胶东半岛的碎屑锆石峰值年龄组成与燕山、太行山、黄河流域存在显著差异。因而,利用碎屑锆石U-Pb年龄特征能很好地区分近源的滦河、永定河、滹沱河、漳河、大清河、胶莱河和远源黄河的物质信号。     

渤海湾海陆交互相沉积的磁性地层学

渤海湾的海陆交互相沉积对研究海陆环境变化、新构造活动及华北平原的演化历史等均有重要意义,而建立可靠的年代地层框架是上述研究的前提。对取自渤海湾西岸天津市深度为203.57 m的BZ2钻孔进行了详细的磁性地层学研究,结果表明,钻孔岩心包含4个正极性段,分别可与标准极性柱中布容(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)、奥尔都维(Olduvai)和高斯(Gauss)正极性世对比;获得的3个负极性段则与松山(Matuyama)和凯纳(Kaena)事件对应,从而获得钻孔岩心底部年龄约为3.18 MaBP。磁性界限之间平均沉积速率的相对一致性,指示了渤海湾在晚上新世以来总体稳定的下沉趋势。     

黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨北大核心CSCD

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200～350、350～500、700～1 000、1 000～1 800、1 800～2 000和2 000～2 600Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200～350、350～500、1 800～2 000和2 000～2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200~350、350~500、700~1 000、1 000~1 800、1 800~2 000和2 000~2 600Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200~350、350~500、1 800~2 000和2 000~2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征分析

为优化油气盆地内断裂活动强度的研究方法,分析了断层生长指数、断层落差和断层活动速率等定量研究断裂活动强度的常用参数,提出了根据断裂两侧的构造沉降差异计算断裂的垂直断距和垂直活动速率的新方法。然后应用这种方法研究琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征。研究表明,琼东南盆地古近纪基底断裂的活动分为3个阶段:第一阶段(40—36MaBP),琼东南盆地东部NE向断裂发生强烈活动,垂直断距800m左右,垂直活动速率约200m.Ma 1;第二阶段(36—30MaBP),盆地东部NE向断裂活动减弱,盆地西部E-W向断裂开始活动,两者垂直断距约400—800m,垂直活动速率70—130m.Ma 1;第三阶段(30—21MaBP),盆地内部断裂活动再次增强,垂直断距700—1800m,垂直活动速率80—200m.Ma 1,而边界断裂活动较弱,垂直断距约500m,垂直活动速率不足60m.Ma 1。     

贵德盆地黄河出现的古地磁年代及其意义

发源于青藏高原的黄河,其形成与青藏高原隆起有密切关系,因此,黄河上游的形成演化,对于研究青藏高原的隆升以及黄河水利的开发利用等均有重要的实际意义和科学价值。青藏高原东北部的贵德盆地发育巨厚的新生代地层,其最上部的一套湖相沉积代表了黄河出现之前的最后沉积。古地磁测年表明这套地层的结束时代约为1．8Ma,指示黄河在本区大约同时出现,是青藏运动C幕的产物,此后至今黄河已净下切了约940m,指示本区高原的快速隆起,不支持青藏高原在中新世达到最大高度然后垮塌的观点。     

中原邙山黄土及构造与气候耦合作用

位于黄土高原与华北平原过渡带上的中原邙山黄土地层,以厚层Ｓ１古土壤（１５．７ｍ）和巨厚Ｌ１黄土（７７．３ｍ）为其特色。对赵下峪剖面Ｓ１０以上总厚１７２．１ｍ的黄土－古土壤序列的研究表明：（１）邙山黄土是一种风成近源砂黄土,其源区就在黄河下游冲积扇的扇顶部位;（２）约１５０ｋａＢ．Ｐ．（Ｌ２上部）开始,风尘沉积速率突然加快,Ｌ１ＬＬ１层段高达３．４５ｍｍ／ａ,其原因是黄河贯通三门峡东流给源区带来丰富的物质;（３）粒度和磁化率分别指示的冬季风与夏季风变迁存在四种强弱对应关系,与黄土高原的情况不完全一致;（４）邙山黄土－古土壤序列是黄土高原侵蚀与华北平原堆积的镜像反映,因而记录了构造与气候的耦合作用及其环境效应     

现行黄河三角洲叶瓣蚀积演化对动力环境的影响

现行黄河三角洲地貌演化已使河口动力环境发生了显著变化,但黄河改道清8汊后,现行河口以及废弃河道清水沟河口动力环境如何变化尚不清楚。基于1976、1995和2002年黄河三角洲实测水深数据,应用Delft3D模型对清水沟流路不同时期冬夏季河口动力环境进行了数值模拟,定量研究了黄河三角洲地貌演化对动力环境的影响。模拟结果表明,黄河现行三角洲地貌演化导致河口动力环境发生了显著变化,1976年河口动力环境弱,随着河嘴向海突出,1995年河口处涨、落潮最大流速较1976年增长了约60%~90%,潮致剪切力增大约2倍,冬季大风条件下浪致剪切力较1976年增加1个数量级,2002年黄河改道清8汊入海后,现行河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%,潮致剪切力减小1/3,冬季大风条件下浪致剪切力是1995年的1~2倍,而废弃河道河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%~40%,潮致剪切力减小约20%。黄河三角洲动力环境变化也显著影响了入海泥沙的搬运与沉积,造成清水沟河口呈"南肥北瘦"形态,且废弃后侵蚀速率不断降低。同时,地貌形态与动力环境之间的耦合关系对黄河三角洲冲淤模式的转变有重要影响。     

渭河流域沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪

渭河盆地是秦岭山前新生代陆内断陷盆地,接受大量秦岭造山带的沉积。建立渭河盆地沉积物物源示踪体系,对了解渭河盆地和秦岭的盆山耦合关系及其周缘构造-沉积演化均具有重要的意义。对渭河流域干流及主要支流沉积物进行碎屑锆石U-Pb年龄测试。结果表明:渭河干流沉积物碎屑锆石主要呈现五组年龄区间,分别为100~300、300~500、700~1000、1700~2000和2100~2500 Ma,其中以100~300 Ma和300~500 Ma的锆石为主,判别渭河干流沉积物主要来自北秦岭造山带。渭河上游与中下游沉积物在1700~2000 Ma和2100~2500 Ma的年龄组成存在差异,主要与上游出露的元古代岩体相关。渭河支流沉积物碎屑锆石年龄分布存在显著差异。泾河和洛河流经黄土高原,沉积物碎屑锆石U-Pb年龄与黄土高原相似,主要表现为200~300、400~500、800~1100、1800~2000和2400~2550 Ma五组年龄;灞河沉积物继承了北秦岭造山带的特征。通过对渭河流域沉积物的物源分析可知:泾河对渭河干流沉积物贡献较大,灞河对渭河干流沉积物贡献较小,洛河对渭河干流沉积物有一定贡献。渭河汇入黄河前后,黄河沉积物碎屑锆石年龄峰分布及各年龄区间锆石含量比例有明显变化,反映渭河对黄河沉积物有较大影响。     

流域降水和人类活动对黄河入海泥沙通量的影响

自从20世纪70年代以来,黄河入海泥沙通量表现出明显减少的趋势.研究表明,入海泥沙通量对于上、中游不同的水沙来源区降水变化的响应方式是不同的.在假定其他因素相同的情况下,龙门至三门峡区间的年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.275亿t;河口镇至龙门区间的年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.143亿t;兰州以上年降水量每减少10mm,入海泥沙通量减小0.174亿t.多沙细砂区降水的减少对于黄河入海泥沙通量的影响最大.通过多元回归分析建立了入海泥沙通量与年降水、梯田林草面积、淤地坝造地面积之间的定量关系:在其他因素不变时,梯田林草面积每增加104hm2,入海泥沙通量将减少0.0019亿t/a;年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.543亿t,淤地坝造地每增加104hm2,入海泥沙通量将减少0.0205t/a.这些数据可为未来各影响因子进一步变化后入海泥沙通量变化的估算提供依据,为黄河流域和河口的环境规划服务.     

基于Fisher算法的江汉盆地钻孔岩芯沉积阶段划分及其意义

“Fisher算法”是对有序样品进行最优化分段的1种数学方法.应用有序聚类法中次序不变的特点,以江汉盆地ZL钻孔46个地球化学测试样品为研究对象,在有序聚类的数学理论基础上,借助DPS软件包将钻孔沉积物垂直剖面进行分层.研究结果表明,江汉盆地第四纪以来沉积演化大致经过4个阶段:2.77～2.68 Ma B.P.、2.68～2.23 Ma B.P.、2.23～1.25Ma B.P.及1.25 Ma＆P.以来,4个阶段微量元素比值变化特征揭示了该地区河流由不稳定到成熟水系的演化过程.     

南海北缘珠三坳陷新生代构造沉降特征

盆地的构造沉降史是盆地基底垂向升降的历史记录,不仅可以反映盆地形成演化历史,而且可能记录了深部地质过程的信息。近年来,越来越多的地球物理证据显示,雷琼地区深部存在延伸到下地幔的柱状低速异常体。为了揭示该深部异常体的活动信息,利用地震资料和钻孔资料,采用回剥和应变速率反演技术,计算了珠三坳陷各构造单元的构造沉降曲线和理论构造沉降曲线。结果显示,珠三坳陷新生代构造沉降可划分为5个阶段:初始张裂慢速沉降(65~49.5 Ma),张裂期快速沉降(49.5~30 Ma),裂后慢速热沉降阶段Ⅰ(30~23.03 Ma),裂后加速沉降(23.03~16.5 Ma),裂后慢速热沉降阶段Ⅱ(16.5~0 Ma)。珠三坳陷在裂陷期存在沉降亏损现象,裂后期存在300~800m异常沉降可能是对前期沉降不足的补偿,可能与裂陷期软流圈热物质上涌和消退有关。研究结果还表明23.03~10.5 Ma珠三坳陷构造沉降中心发生北东向的迁移,是否与深部异常体活动有关或受区域应力场影响,还需进一步研究。     

北部湾盆地涠西南凹陷C洼烃源岩热史及成熟史模拟

北部湾盆地涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩热史及成熟史研究,对C洼深水油气勘探具有指导意义。在恢复涠西南凹陷C洼地史和热史的基础上,利用EASY%Ro模型计算了流沙港组烃源岩的成熟度史。研究结果表明,在涠西南凹陷发展的裂陷阶段初始期热流值较高,最大值约为77mW/m2,其后热流值逐渐减小,现今热流值约为54mW/m2;涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩开始生烃(Ro=0.5%)时间为51MaBP,达到生烃高峰(Ro=1%)时间为42MaBP,达到高成熟演化阶段(Ro=1.3%)时间为17MaBP;对比涠1井流沙港组烃源岩演化特征,处于C洼深水勘探区的流沙港组烃源岩成熟度较高,生烃能力较强,拥有广阔的油气勘探前景。     

冲绳海槽沉积演化的时空特征

冲绳海槽是晚中新世(9～6Ma)以来形成的与板块俯冲作用密切相关的弧后盆地。将冲绳海槽的沉积演化分成3个阶段：中新世晚期(9～6Ma)-上新世末期(2Ma)、上新世末期-晚更新世(130ka)、晚更新世-现在。研究分析表明,冲绳海槽北段发育最早(中新世晚期),但盆地演化程度最低;中段发育次之而演化程度高;南段发育晚(上新世末期)而演化程度高。现阶段的冲绳海槽,其北段处于衰退期,而中段和南段处于扩阔期。构造活动在盆地的演化中占主导作用,它首先为海槽相当长的地质时期内提供宏观的初始沉积格局,其次为盆地沉积提供部分沉积物质(火山物质和热液)。在构造活动强烈的时期,地壳拉伸对沉积层序的影响大于沉积作用,当构造活动趋于缓和时,相对海平面变化控制了盆地内部沉积结构的变化。     

早更新世以来腾格里沙漠形成与演化的风成沉积证据

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上厚约223 m的断岘黄土-古土壤剖面的古地磁、磁化率和粒度进行分析,该剖面具有1.8 Ma以来完整的风成沉积旋回。主要应用砂粒百分含量(>63μm)作为指示风成物质来源区沙漠范围和气候干旱的直接指标,初步发现腾格里沙漠自1.8 Ma以来至少有2次大的扩张与变化过程,分别发生在1.1和0.8 MaBP前后,表明腾格里沙漠的扩张与变化可能同全球性的冰量增加和冬季风增强以及区域性的青藏高原隆升有成因上的联系。     

黄河流域硅酸盐风化的讨论（2）——流域耗水量对化学风化消耗大气CO2的贡献

由于流域人类活动对水资源的消耗,使河流下游径流量降低,因此研究流域化学风化时必须考虑耗水量的贡献。本文根据课题组2007年黄河流域的化学风化数据,结合流域耗水量,重新估算了黄河流域硅酸盐风化大气CO2的消耗量和消耗率,分别为19.92×109mol.a-1和26.50×103mol.km-2.a-1。黄河流域耗水量对硅酸盐风化消耗大气CO2的贡献已经达到了入海径流量所表征的数量级。针对黄河流域岩石分布类型复杂的特点,作者提出了分段考虑耗水量的计算方法,定量给出了黄河上、中、下游硅酸盐风化CO2的消耗量和消耗率。黄河流域硅酸盐风化CO2消耗率上游>中游>下游,消耗量中游>上游>下游。上、中游硅酸盐风化CO2的消耗量分别为下游的33和37倍左右。     

江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇，其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响，其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据，结合钻孔资料，分析了西洋浅部地震层序，探讨了其沉积环境特征。研究结果表明，西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处，存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面，与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应，代表一个不整合的古地貌面；该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构，揭示了数条沿NE方向延伸的古水道，并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域，为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分；该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面，其上覆是全新世滨浅海沉积，下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史，提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

塘沽新港泥沙来源的研究

塘沽新港泥沙来源的研究，不仅对防止或减少新港淤积具有实际意义，而且对港口整治和建筑物布置也具有一定的关系。 目前，关于塘沽新港泥沙来源问题，有两种看法。其一，根据水动力学研究的结果，认为泥沙来源于黄河；其二，则根据沉积物的物质成分特征、分布规律以及入海泥沙的分异作用，并结合海洋水文动力特点与浅滩动态特征，首先明确地提出了：泥沙来源于海河。最近南京大学地理系海岸研究组，以海河水下三角洲的演变和渤海湾沿岸地貌沉积特征为依据，也认为泥沙是来源于海河。 本文根据沉积物的粒度成分、重矿物与粘土矿物成分和化学成分等分析，探讨了关于塘沽新港泥沙来源问题。     

中国东部沿海平原第四系层序类型

据渤海湾西岸、长江三角洲地区钻孔资料,确定在构造沉降背景下形成的中国东部沿海平原第四系见两类层序。超过0.10Ma周期的大洪泛事件,分别发生在约2.60、0.8、0.5(?)和0.15Ma前后,相当于层序地层的水进体系域,在天津北部平原系华北盆地北边缘山体周期性隆升,在长江一线是附近低山丘陵周期性隆升的表现,反映沿海平原环境变化对西部构造-气候旋回的响应。MIS5以来沿海出现受全球海面变化控制的3期10ka级海侵,结合海域研究可以确定MIS1期间出现完整的海侵-海退层序,沿海平原10ka开始的全新世沉积为高位体系域,7～10ka基底泥炭作为最大海进面,在下切河谷内可见14C测年早于10ka的泥炭。     

3000万年以来南海沉积矿物组成及其地质意义

青藏高原的隆升是新生代晚期亚洲和全球重大地质事件之一，巨大的正地形使海洋沉积、海水化学成分、大气环流甚至大气成分都发生相应变化(汪品先等，1995)，有关专家通过数值模拟实验得出全球新生代的变冷就是由于青藏高原、美洲西部高原和非洲印度洋沿岸高原改变了大气环流所引起的， 其中又以青藏高原的隆升为主(Ruddiman et al.，1989；Manable et al.，1974)。然而，对青藏高原何时达到今天这个高度，并产生与现代相当的高原效应，则存在许多不同的观点。李吉均等(1979)提出青藏高原隆升的多阶段多期次特征，获得国际地学界的普遍认同，陈俊勇等(2001)依据近30余年来在板块碰撞的边缘地区进行的5次大规模的大地测量和相应的研究工作，其中包括天文、重力、平面、高程和大气折射率等测量项目的成果，对该地区有关地壳运动进行了研究，认为珠峰地区的地壳垂直运动即使在10a 量级的时间和空间上都存在非平稳性现象。Murphy等(1997)认为青藏高原南部-中央地区在早始新世印度-亚洲大陆碰撞以前就已经抬升。岳乐平等(2000)研究兰州盆地第三系磁性地层年代与古环境记录后认为大约在32Ma前青藏高原第一次发生大范围隆升并波及到其东北隅兰州地区。Copeland等(1987)认为南部拉萨地块在20Ma左右就已经隆升， Coleman(1995)则从喜马拉雅山南北向的正断层上找到的年龄为14Ma的新生矿物推断青藏高原在14Ma已经达到最大高度并发生东西向拉伸塌陷，其后高度降低。更多的学者认为约在8Ma时是隆升的一个重要时期，许多证据(如:植物的、动物的、同位素的等)均表明全球气候这时候发生重大变化。专家还认为只有当青藏高原至少达到今天高度的一半时才能产生季风气候的现今格局(Ruddiman et al.，1989；Manable et al.，1974)。Zheng等(2000)依据塔里木盆地南部边缘的粗碎屑沉积推断青藏高原北部在最近4Ma 才开始隆升。李吉均等(1979，1996)依据化石群及地貌演化等证据认为3.4Ma开始，青藏高原整体隆升，其后，在2.5Ma和1.7～1.66Ma相继发生强烈隆升，青藏高原地貌总轮廓形成，黄河现代水系格局出现，总称为青藏运动(A，B，C三幕)。随后在1.1～0.6Ma发生昆黄运动，直到0.15Ma之后的共和运动才使青藏高原达到今天的高度。