塔里木盆地西部白垩纪—古近纪海相地层框架及对重大地质事件的记录

塔里木盆地西部白垩纪—古近纪发生了大规模的海侵事件,形成一个喇叭状向西开口的海湾,该海湾属于东特提斯洋的一个分支。该地区白垩纪—古近纪海相地层记录了东特提斯洋演化和一系列重大地质事件,具有重要的研究价值,但对其地层的研究仍相对薄弱,对重大地质事件的研究还不够深入。本文拟通过详细的岩石地层、生物地层和其他地层方法,完善地层划分与对比框架,并在此基础上讨论Cenomanian/ Turonian界线大洋缺氧事件(OAE2)、白垩纪/古近纪界线(K/Pg)、古新世—始新世极热事件(PETM)、特提斯海进与海退等一系列重大地质事件。塔里木盆地白垩纪—古近纪海相或海陆过渡相地层自下而上为克孜勒苏群、库克拜组、乌依塔克组、依格孜牙组、吐依洛克组、阿尔塔什组、齐姆根组、盖吉塔格组、卡拉塔尔组、乌拉根组和巴什布拉克组,上述地层中含有丰富的有孔虫、介形虫、钙质超微、沟鞭藻、孢粉、双壳类、腹足类等化石,以及少量菊石、腕足类、海胆和鲨鱼牙齿等化石。综合的生物地层和年代地层研究表明,克孜勒苏群的时代为早白垩世Barremian-Albian期,库克拜组—依格孜牙组的时代为晚白垩世Cenomanian-Maastrichtian期(Cenomanian/Turonian界线可能位于库克拜组三段),吐依洛克组的时代为白垩纪—古近纪过渡期;阿尔塔什组的时代为古新世早中期,齐姆根组为古新世晚期—始新世最早期,盖吉塔格组—乌拉根组的时代为中始新世中晚期,巴什布拉克组的时代为晚始新世,但不排除最上部进入渐新世早期。塔里木盆地的海侵开始于克孜勒苏群中上部沉积期(Albian晚期—Aptian早期),但规模很有限,大规模的海侵始于晚白垩世Cenomanian早期;从晚白垩世—古新世,共经历了5次大规模的海侵—海退事件;大约41 Ma前后,海水退出盆地南部的昆仑山山前,34 Ma前后,海水退出盆地北部的天山山前。上述海侵—海退事件可能受构造和全球海平面变化的双重影响,但构造事件对海侵的启动和结束可能更具决定性的影响。阐述了塔里木盆地西部白垩纪—古近纪海相地层所记录的OAE2、K/Pg界线、PETM和特提斯海侵—海退等事件,其中笔者及团队第一次在塔里木盆地西部齐姆根组中所发现和报道的PETM事件,将有助于揭示全球近岸地区PETM的特征和生物-环境响应。在未来的研究中,需要进一步厘清塔里木盆地西部地层序列,建立更加精细的生物地层和年代地层框架,加强对PETM和特提斯海侵—海退等重大地质事件的研究。     

云南新生代孢粉组合与气候环境演变

新生代全球的气候与植被经历了显著变化。系统开展云南新生代植被与气候的研究将为理解青藏高原隆升和印度季风起源与演化提供重要的信息。总结了近几十年来云南的新生代孢粉记录,重建了除始新世以外的云南新生代植被与气候的大致变化,并划分出9个孢粉组合带:古新世为榆粉属-麻黄粉属-希指蕨孢组合,植被是以落叶阔叶植物为主的常绿落叶阔叶混交林,气候偏干旱;早中渐新世时为栎粉属-桤木粉属-松科-水龙骨科组合,植被为亚热带常绿阔叶林,气候温暖湿润;晚渐新世—早中新世针叶林增多,气候有所变凉,为松科-栎粉属-水龙骨科组合;中中新世为壳斗科-桤木属-水龙骨科-松科组合,壳斗科和喜湿热的蕨类植物含量高,反映了暖湿的中中新世气候环境;晚中新世—早上新世为壳斗科-松科-桤木属-草本植物组合,早期气候温暖湿润,晚期针叶林和草本植物增多,气候有冷干化趋势;中上新世为栎属-松科-水龙骨科组合,热带亚热带的科属增加,气候暖湿;晚上新世为松科-栎属-草本植物组合,针叶林和草本植物扩张,气候有冷干化的趋势;更新世为松科-草本植物-栎属组合,针叶林和草本植物增多,气候进一步冷干化;全新世为松科-栎属组合,气候总体回暖,以中期最为暖湿。上述云南孢粉植物群的变化特征揭示了全球温度是控制云南植被长期变化的主要因素,晚渐新世—早中新世的变冷与青藏高原隆升有关,而晚中新世以来的冷干化是全球变冷和高原隆升叠加的结果。已有的研究显示云南古近纪的孢粉研究明显不足,部分地层仍存在时代争议,因此,认为今后在解决地层年代学的基础上,应重点加强云南古近纪孢粉的研究工作。     

青藏高原东北缘临夏盆地晚新生代构造变形及过程

位于青藏高原东北缘的临夏盆地是一个挤压挠曲型的前陆盆地,褶皱和逆冲断裂带自7.8Ma开始由西向东向盆地内部扩展,形成生长地层和生长不整合,代表高原东北部持续的构造变形过程。这种同沉积的构造变形一直持续到大约1.8Ma左右东山组沉积结束,临夏盆地内部强烈褶皱变形,致使东山组及其以下的新生代地层均被卷入褶皱之中(与其上的最老黄河阶地——井沟砾石层为角度不整合接触),拉脊山断裂继续向北东方向扩展,银川背斜最终形成。随后黄河、大夏河出现,开始了发育河流阶地和堆积风成黄土的新阶段。由平衡地质剖面法得到临夏盆地西缘7.8Ma以来总的地壳缩短量为3.2~3.6km,缩短率为0.41~0.46mm/a。如果取从7.8到1.8Ma之间的大约6.0Ma作为临夏盆地的构造变形时段,其缩短速率则为0.5~0.6mm/a。从临夏盆地形成和演化过程来看,青藏高原东北缘的构造变形以沿北西西向断裂的逆冲和地壳缩短为主要特征,导致挤压挠曲型前陆盆地的逐渐隆升和消亡,最终使新生代前陆盆地的大部分并入青藏高原东北缘,成为青藏高原的最新组成部分。     

六盘山群磁性地层年代

六盘山群磁性地层年代研究是认识鄂尔多斯西缘逆冲带和我国现今构造—环境格局形成的关键途径之一。通过对六盘山盆地中北部火石寨剖面厚730m的沉积地层进行高分辨率的古地磁采样测量,发现了11个长的正极性柱和11个短的负极性柱,可与标准极性柱M3n至M—"3r"段进行很好的对比,并与已有的生物化石资料显示的年代对应,从而获得六盘山群的年代约为127—100Ma。     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

塔里木盆地中的大气环流及沙尘暴成因探讨--根据沙漠风积地貌和气象观测重建的风场

沙漠风积地貌的形态可反映风向的长期变化, 作者通过对塔克拉玛干沙漠风积地貌形态所揭示的风向及盆地边缘气象站40年的风况分析和合并, 重建了盆地中沙尘暴形成时的风场.在分析冷空气入侵塔里木盆地的路径、盆地中不同时期热力状况的基础上, 从大气环流的角度探讨了盆地中沙尘暴的成因.结果表明, 在暖季(春、夏), 由于地面对大气感热加热作用强烈, 形成了浅薄的热低压.当不同强度的冷空气入侵时, 尽管风场有所不同, 但都会分别在和田-于田-民丰一带、柯坪一带形成强大的辐合上升区, 使这两个地区成为中国沙尘暴发生频率最     

初探玉门砾岩沉积速率时空变化对气候-构造相互作用的意义

气候-构造相互作用是目前固体地球和全球变化中最前沿的核心科学问题,地表侵蚀是气候-构造之间的桥梁纽带,地层沉积速率则是地表侵蚀强弱的直接响应.祁连山北缘-河西走廊在约4～2Ma期间沉积了一套粗粒相磨拉石-玉门砾岩,是研究气候-构造相互作用的一个理想产物,目前其气候或构造的主要成因存在争议.本文尝试阐述祁连山北缘-河西走...     

羌塘盆地侏罗系元素地球化学特征与成盐层位分析

近年来在羌塘盆地侏罗系发现的大面积石膏层位和高盐度的盐泉水,显示羌塘盆地侏罗纪可能具备成盐地质条件。本文通过对羌塘盆地雁石坪地区侏罗系元素地球化学分析,揭示了羌塘盆地侏罗纪特提斯洋海平面与古气候变化以及蒸发岩沉积条件。全岩Fe/Mn比值和CaCO3含量揭示布曲组和索瓦组沉积时期,由于特提斯洋海水入侵,盆地沉积大量海相碳酸盐岩,盆地海平面处于高位时期;雀莫错组和夏里组沉积时期处于海退后的海平面低值期。酸不溶态元素比值K2O/Al2O3、Na2O/Al2O3以及Na2O/K2O和化学蚀变指数(CIA)揭示雁石坪地区布曲组和夏里组沉积时期气候相对干旱,而雀莫错组和索瓦组沉积时期相对湿润。可溶态K+、Na+含量仅在夏里组出现高值,指示了该沉积时期有利于成盐。综合物源、古构造、古气候和古地理条件,本文认为羌塘盆地侏罗系夏里组是最具成盐潜力的层位,今后成盐研究重点应该放在盆地中-西部地区侏罗系夏里组。     

板块构造对海相钾盐矿床分布与成矿模式的控制

表生钾盐矿床主要沉积于陆壳板块上的陆表海盆地中,其沉积受制于全球板块运动,具体影响表现在板块的规模、边界特征、漂移历史与古纬度、古气候等的控制作用。在巨型稳定克拉通上,出现巨型陆表海盆,沉积分布广、厚度大的巨型钾盐矿床或矿集区,矿床沉积类型属于化学岩型即碳酸盐岩型钾盐矿;板块汇聚区域,如特提斯造山带,出现较多的小陆块并形成较小规模的海相及海陆交互相盆地,也形成了一些厚度大的巨型-超大型钾盐矿床或矿床群,沉积类型有化学岩型及碎屑岩型钾矿两类;而大陆板块边缘及其内部,出现裂谷盆地成钾,沉积环境可以从海相到非海相及过渡类型,钾盐沉积规模不等,也可出现超大型矿床,基本属于碎屑岩型钾矿;最后,在大陆板块内部出现典型陆相钾盐沉积。从时代上看,稳定巨型克拉通板块成钾,主要出现于古生代;而板块汇聚时期成钾,主要发生在中生代;裂谷成钾则主要出现在新生代,典型陆相钾盐矿床则出现在第四纪。由此可见,从古生代到新生代,地球表生成钾模式发生了重大转换。从成钾物质来源看,稳定克拉通海盆主要以海水补给为主,特提斯小陆块的海相盆地成钾物质,以海水补给为主,可能存在非海相(以火山活动带来深部物质等)的补给;而裂谷成钾物质补给,则是海相与非海相混合型,甚至一些盆地以非海相物质补给为主。从古生代到中生代,再到新生代,成钾盆地规模快速变小;所形成的钾盐资源量也呈相应递减变化规律。中国小陆块的漂移演化历史受控于全球主要板块的构造演化,其海相盆地成钾作用也应符合世界主要钾盐成矿的基本规律,因此,掌握全球板块对钾盐成矿基本约束规律,有助于研究中国小陆块海相成钾规律,指导中国海相找钾勘查突破。     

表土磁学特征揭示的青藏高原及其周边地区的气候边界

青藏高原及其周边位于东亚季风、印度季风与西风环流系统的交汇地带,是气候变化的敏感区和影响显著区。刻画青藏高原及其邻区降水的空间分布以及干湿气候区边界位置,不仅对深入认识该地区大气环流分布形势具有重要意义,同时还可以进一步加深对欧亚大陆大气环流动力学过程的理解。通过对青藏高原及其周边现代地表沉积岩石磁学参数空间分布特征的综合集成研究,结合300多个气象站点近70年气温和降水数据的详细对比分析,发现降水量是控制青藏高原及其邻区地表土壤磁学性质变化的主要因素,表土磁学性质可以用于揭示高原及其邻区降水的空间分布。已发表及新获取的700余块表土样品成壤相关的磁学参数呈现出显著的空间梯度变化,揭示出北祁连山—横断山以及帕米尔高原—北天山是青藏高原及其周边地区2条重要的成壤强度分界线,其大致分别对应半湿润—半干旱区（400 mm）以及干旱和半干旱区（200 mm）的干湿气候区降水界线。此外,高原北部及其周边多个末次冰期—间冰期以来的风尘沉积剖面磁学参数的空间对比结果,还进一步揭示第四纪冰期时,随着全球变冷,干旱化加剧导致高原北部气候梯度差异显著减小,全球冰量变化可能是控制高原北部气候格局演化的主要因...