岩相韵律数字化在旋回地层学研究中的应用——以我国西北新生代湖泊沉积为例

我国西北地区新生代广泛发育河湖相沉积, 表现为红色泥岩为主体、夹有绿色泥岩和石膏薄层的岩相韵律性变化, 目前已有多种古气候指标揭示千年至百万年尺度古环境、古气候演变规律。但是这些旋回地层剖面中红色泥岩和绿色泥岩(石膏)岩相韵律变化特征及其蕴含的轨道尺度湖泊水文演化并未受到广泛关注。本研究以天文解决方案的韵律化为基础, 在酒泉、西宁盆地新生代旋回地层中开展岩相韵律数字化研究, 明确了岩性等级和层偶指标所记录的地球轨道周期为相反相位, 暗示二者代表不同类型的古气候指标, 可能从不同方面记录了盆地水文循环和沉积过程。酒泉盆地中新世岩相韵律的等级和层偶指标共同记录了长偏心率和长斜率的地球轨道"节拍器"周期, 西宁盆地始新世岩相韵律的等级和层偶序列主要受偏心率周期驱动、单个红色泥岩-石膏层偶的沉积限时以12万年为显著周期。目前西北地区新生代地层学研究中已有高分辨率古气候指标的数据支撑, 然而岩相韵律数字化应该受到重视, 其保存的轨道周期和相位变化, 有助于深入理解从天文轨道驱动、古气候演化到沉积环境响应的关键过程。     

甘肃陇东新庄井田延安组沉积环境分析——对鄂尔多斯盆地中侏罗世早期古地理演化的启示

研究陇东地区延安组沉积环境精细变化,对认识我国西北地区成煤环境及气候环境演变具有重要意义。通过对陇东新庄井田钻孔岩性和测井资料分析,发现延安组沉积环境总体为三角洲环境,包括河道间、沼泽、天然堤和分流河道四种微相,煤层主要形成于河道间沼泽环境;沉积微相变化反映自下而上水体由浅变深再变浅,水动力由弱变强再减弱的过程。结合区域气候构造资料,显示延安组沉积期盆地内整体气候温暖湿润,构造比较稳定,成煤阶段主要受季节性气候差异的影响。综合分析盆地内延安组一、二段岩性和沉积微相变化,该时期鄂尔多斯盆地古地理环境分为四个阶段：延安组一段早期为气候稳定的沼泽阶段;延安组一段晚期气候相对干燥,以河道间环境为主,盆地局部出现抬升高地;延安组二段早期气候炎热干燥,以分流河道环境为主;延安组二段晚期盆地气候温暖湿润,以河道间沉积环境为主。     

祁连山党河盆地二道泉剖面新近纪沉积物磁性矿物与古水流及其对盆地水系演化的启示

二道泉剖面(39°01' 34″N, 95°52' 49″E) 位于党河盆地腹地, 呈北南向展布, 长790m, 党河盆地位于祁连山腹地, 是研究青藏高原北部构造沉积与地貌演变的理想地区。本研究在野外地层观测、古流水重建及砾石组分分析的基础上, 对党河盆地中西部二道泉剖面新近系白杨河组顶部-玉门砾岩底部河湖相沉积物进行磁化率测量与等温剩磁实验分析。结果显示, 剖面沉积物的磁性矿物主要有磁铁矿和赤铁矿, 其中赤铁矿相对含量较高。通过对比发现剖面中黄色调粗粒沉积物中的赤铁矿含量显著高于红色调细粒沉积物。砾石成分和向南的古流向结果显示, 白杨河组晚期至玉门砾岩早期地层沉积物主要源自于二道泉剖面北部的野马南山地区。磁化率及沉积相揭示出源区物理风化作用逐渐增强, 赤铁矿是从源区直接搬运沉积的, 而非自生形成; 这一过程未受外界气候环境的影响, 赤铁矿多为碎屑, 岩石颜色发黄。综合分析认为, 二道泉剖面疏勒河组到玉门砾岩组早期沉积时党河盆地发育一条规模逐渐变大、水动力逐渐变强的由北向南流动的河流, 现今流向为北西向的党河水系可能最早在新近纪玉门砾岩沉积中期以后才形成。

     

内蒙银根-额济纳旗盆地白垩系中硅化木化石及其沉积环境

内蒙古银根 额济纳旗盆地是我国北方重要的中－新生代陆内含油气盆地,主要出露白垩系冲洪积 河湖相碎屑岩及火山岩夹层。本文描述了在盆地东南部下白垩统巴音戈壁组下段（1号）和苏红图组二段底部（2号）发现的上、下两处原始埋藏的硅化木化石,并探讨了早白垩世时期盆地沉积时的气候环境。两处化石均保存完好,表面结构较为完整。巴音戈壁组上部和苏红图组下部泥岩段孢粉分析结果显示地层时代为早白垩世中晚期。同时,孢粉植物群揭示该时期银根 额济纳旗盆地气候环境温暖湿润,植被茂盛。根据化石保存特征和产出位置的地层岩性,初步推测1号硅化木化石点系冲洪积物快速堆积所致,2号硅化木化石点系火山喷发物瞬间埋藏所致,其埋藏时代大致为早白垩世晚期。     

祁连山北缘老君庙背斜晚新生代磁性地层与高原北部隆升

河西走廊新生代沉积敏感地记录了青藏高原北部的构造隆升过程. 酒泉盆地玉门老君庙剖面高分辨率磁性地层研究表明, 疏勒河组胳塘沟段和牛胳套段的年龄分别为>13~8.3 Ma和8.3~<4.9 Ma, 玉门砾岩、酒泉砾石层和戈壁砾石层的年龄分别为3.66~0.93, 0.84~0.14和0.14~0 Ma. 岩性和岩相变化表明祁连山自约8 Ma起, 6.6 Ma略有加速, 由较低的高度开始逐步隆起, 盆地沉积从细粒的湖相砂岩-泥岩逐步转变成粗粒的洪积扇沉积, 至约3.66 Ma后, 祁连山开始急剧地整体快速隆升, 并经约<2.94~2.58, <1.8~1.23, 0.93~0.84和0.14 Ma多次阶段性快速隆升, 祁连山最终被抬升到今天的高度.     

基于Sentinel数据的阿尔金断裂中段中强地震同震变形特征

阿尔金断裂中段中强地震频发,是研究中强地震地表变形特征的天然试验场。文章基于Sentinel数据对该段4次中强地震(2019年9月27日新疆若羌4.8级地震、2019年3月28日青海茫崖5.0级地震、2021年6月16日青海茫崖5.8级地震、2021年8月26日甘肃阿克塞5.5级地震)开展了D-InSAR同震变形分析。结果显示,该方法能有效提取阿尔金断裂中段3次M_S 5.0以上地震的同震变形场(2019年茫崖地震、2021年茫崖地震和2021年阿克塞地震),同震变形区均由抬升区和沉降区两部分组成,发震断层大致沿NW-NWW向展布,指示区域应力方向以NE-SW向为主。3次地震宏观震中定位偏差均在7 km以内,表明D-InSAR技术具有较高的水平定位精度。3次地震发震机制均为逆冲型,同震变形特征与CMT震源机制解相一致。同时,利用SBAS时序变形结果和不同分辨率参考DEM数据解算结果进行误差影响分析,结果显示,大气延迟相位误差对该区域同震变形解算影响较小,而残余地形影响较大,震后余滑与粘弹性松弛效应不明显。该研究结果对认识阿尔金断裂中段构造和地震活动,以及利用InSAR技术识别中强地震变形特征具有参考意义。

     

中国西北地区中-新生代构造与气候格局演化

研究我国西北干旱区形成演化过程对认识我国现今构造-环境格局形成及演变具有重要意义。通过我国西北地区中-新生代重要的构造和环境事件的梳理,显示我国西北地区中生代以来经历了印支、早燕山、晚燕山和喜马拉雅个构造旋回,气候在三叠纪-始新世以干热为主,渐新世以来冷干。古亚洲洋闭合及羌塘、拉萨、印度板块渐次与亚洲南部碰撞使西北地区越来越远离海洋水汽。西北地区气候演化经历了三叠纪-中侏罗世、晚侏罗世-始新世和渐新世-第四纪3个阶段,并存在晚三叠世-中侏罗世温湿、晚侏罗世-白垩纪干热及渐新世-第四纪冷干3个气候转型阶段,分别由5次湿热、5次干热和5次冷干气候波动事件组成。同时,发现在晚三叠世-侏罗纪以古天山-古祁连山为界,构造与气候格局存在南北差异,构造活动南弱北强、气候北干南湿。而在白垩纪,西北地区构造活动西强东弱,气候南干北湿。我国西北干旱区的形成既是对全球变化的响应,也是区域构造活动叠加的结果,构造活动先于全球变化影响我国西北地区的气候环境变化。渐新世以来两极冰盖出现、青藏高原整体快速隆升和副特提斯海退出塔里木是现今西北干旱区形成的主要原因。     

第四纪冰川遗迹的判别标准与方法问题——兼论蒙山巨砾堆积堤之成因

判断中国东部中低山地冰川作用遗迹的真伪,只能通过科学实践检验和学术争鸣加以解决。利用实地考察所测数据资料,证明山东蒙山确无第四纪冰川遗迹。包括蒙山在内的山东中低山丘陵,迄今为止没有发现符合判别标准的末次冰期冰川地貌三要素组合。蒙山兰溪峡谷的谷形指数（0.07~0.24）与世界各地真正的冰川槽谷不符,被当作冰川证据的蒙山兰溪峡谷谷壁擦痕和拦马墙巨砾堆积堤砾石擦痕,不具有作为冰川地貌证据的唯一性或专属性,而是砾石沿河谷滚动、拖拽摩擦和撞击的结果。不连续、不对称分布于兰溪下游凹岸的拦马墙巨砾堆积堤,沿流向延伸或呈流线构造,具有平行主流的平顶、陡坡砾石堆和立石等景观,砾石的圆度、分选和砾组构造均指向泥石流堆积堤或特大洪水巨石边滩。它可能是1668年7月25日郯城大地震保存下来的群发性灾害遗迹。     

陆地沉积物对大洋缺氧事件的响应：六盘山群黑色页岩地球化学特征及其意义

通过对六盘山群中上部湖相沉积中一层黑色页岩年代（113.45~112.98 Ma）及其下部泥灰岩的元素地球化学特征研究发现,黑色页岩形成于干热而相对湿润气候背景下的缺氧还原环境中,与典型缺氧事件黑色页岩的地球化学特征基本一致,说明该黑色页岩记录了六盘山地区对全球白垩纪大洋缺氧事件OAE1b (约113～111 Ma)的响应,可能指示该期大洋缺氧事件是一次全球性的气候变化事件。     

河西走廊早新生代红层次生剩磁及其对原生剩磁影响评价

系统研究了河西走廊火烧沟组陆相红层200个采点岩石的热退磁行为和17个代表性样品的岩石磁学特征,结果表明有102个采点可以分离出A、B、C三个剩磁分量,有82个采点只有一个分量(C分量),16个采点只能分离出A、B分量.A、B分量分别由针铁矿和磁赤铁矿携带,C分量在砂岩中由磁铁矿携带,在泥质砂岩和泥岩中由磁铁矿和赤铁矿共同携带.A、B分量剩磁方向随机分布,不能获得置信水平的古地磁平均方向,为次生剩磁.它们的存在并不影响岩石原生剩磁的分离,也不影响原生剩磁信号的稳定性和获得的古地磁数据的可靠性.16个砂岩采点中不能分离出C分量,是由于后生的赤铁矿彻底改变了由磁铁矿携带的原生剩磁组分,在高密度采样的情况下剔除这些采点并不影响古地磁极性柱的构建和解释.