呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物组成和锆石U⁃Pb年龄——对沉积环境和区域岩浆构造事件的指示

【目的】砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而,呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及区域地表过程的深入理解。【方法】为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。【结果】(1)沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中—酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化;(2)结合宏观和微观角度(重矿物和地球化学指标等),并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲—洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组;(3)构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100~200 Ma和250~350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。【结论】该研究为大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建提供了新的证据。

松嫩沙地元素和Sr-Nd同位素组成特征及其对区域粉尘物源的指示

松嫩沙地位于欧亚黄土带最东端,其物质组成的研究有利于重建松嫩平原冰期—间冰期粉尘传输路径。为此,系统采集了松嫩沙地123个河流沙和风成沙样品,对其进行分粒级的常量、微量和稀土元素以及Sr-Nd同位素组成等地球化学分析,并利用Frequentist模型进行风尘物源定量重建,探讨松嫩沙地不同区域、不同粒级组分对哈尔滨黄土的贡献及搬运路径。结果表明,松嫩沙地经历了初级的化学风化过程(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA平均值分别为55.20、57.46、57.51),有较低的再循环历史(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA/WIP比值的平均值为0.98、1.08、1.04)。根据不同粒度组分的元素地球化学与Sr-Nd同位素组成特征,将松嫩沙地划分为西北部和西南部两个地球化学分区。不同粒度组分地球化学组成的定量重建结果表明,这两个分区不同粒级组分(<63μm、<30μm、<10μm)对哈尔滨黄土的贡献度分别为:75.7%~88.5%、73.4%~84.9%、61.0%~89.7%(西南部)和11.5%~24.3%、15.1%~26.6%、10.3%~39%(西北部)。本研究揭示了末次冰期以来松嫩平原粉尘传输路径以西南方向为主,与冰期以西北风为主导的环流模式存在差异。

科尔沁沙地粗—细组分的碎屑锆石U-Pb年龄特征:对定量物源及区域构造-岩浆演化事件的指示

追踪干旱—半干旱地区大型沙地的物源和风-河流相互作用机制对于理解陆地景观格局演变、地表过程与地貌动态以及大气圈和岩石圈之间的联系至关重要。然而,目前科尔沁沙地的物源仍存在较大争议,且缺乏具有统计意义的锆石U-Pb年龄数据库。因此,本研究对科尔沁沙地地表风成沙进行多点取样,根据不同粒级(<63μm和>63μm)选取1500颗碎屑锆石进行U-Pb测年分析,并利用逆向蒙特卡罗模型对其物源进行定量约束。结果表明,从目视定性的角度看,科尔沁沙地的碎屑锆石U-Pb年龄谱特征非常相似。但定量重建结果显示沙地的物源整体上以中亚造山带的贡献为主(50.5%~61.3%),然而东南部体现出华北克拉通的绝对优势(~75.8%)。科尔沁沙地的物源存在空间异质性,沙地西部和北部的锆石年龄谱极为相似,与南部锆石年龄特征显著不同。科尔沁沙地的碎屑锆石U-Pb年龄特征基本不受粒度分异的影响,但沙地东南部除外。本文认为,风与河流的协同作用及其由此导致的沉积分异和再循环作用解释了科尔沁沙地碎屑锆石的U-Pb年龄特征。结合区域构造演化历史,科尔沁沙地在~2.5 Ga和~1.85 Ga的U-Pb年龄峰值分别是前寒武纪华北克拉通的生长、拼合与碰撞过程中的两期构造事件的产物。此外,~1.7 Ga的锆石年龄可能是对Columbia超大陆聚合与裂解的综合响应。古生代以来的锆石年龄峰值(500~400 Ma、300~250 Ma、130~110 Ma)记录了在古亚洲洋的俯冲闭合、蒙古-鄂霍次克海俯冲碰撞和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下多期区域构造-岩浆事件。

大兴安岭东麓白土山组地层的沉积学特征——对地层划分的指示

白土山组是松嫩平原下更新统的底界地层,深入分析其地层属性特征,对于第四纪地层划分有重要意义。然而该地层薄弱的研究基础限制了松嫩平原地层划分及区域构造—地貌—水系演化等问题的深层理解。选择腰白土、平安镇、绰尔河和王府屯剖面为研究对象,对其沉积学和重矿物属性进行分析。结果显示,腰白土和平安镇剖面是经典白土山组,岩性主要为灰白色砂砾石夹黏土—细颗粒碎屑透镜体,透镜体中见斜层理(向东南倾伏),砾石分选差,呈次棱角—次圆,弱风化;王府屯剖面出现向西北倾伏的大型板状交错层理,砾石成分以石英质占绝对优势(87.5%)。各剖面皆不含辉石和角闪石等造岩矿物,其中,腰白土和平安镇重矿物组成高度相似,绰尔河以磷灰石—榍石—石榴子石作为诊断性矿物;而王府屯有蓝晶石、十字石和透闪石等变质矿物及独居石存在,不含绿帘石,极稳定矿物显著富集。基于此,前三者砾石母岩为中酸性岩浆岩,沉积物来源于大兴安岭,为冲—洪积作用下流水搬运的产物;王府屯剖面为河流阶地成因,沉积物来自松嫩平原东南山地。因此,平安镇剖面为腰白土模式的经典白土山组剖面,绰尔河剖面是否为白土山组尚待进一步年代学研究,而王府屯剖面不能视为白土山组。

哈尔滨宾县砂砾石剖面沉积物组成及碎屑锆石U-Pb测年:对沉积环境和区域构造演化的指示

黑龙江宾县宁远镇中阳村剖面的砂砾石堆积过去被认为是哈尔滨地区第四纪下限的罗家窝棚组地层,对于其地层属性和沉积环境方面的研究较为薄弱。本文在野外考察的基础上,利用沉积学、矿物学、地球化学和碎屑锆石U-Pb测年对这套砂砾石堆积剖面进行研究,对其化学风化特征、源岩性质、沉积环境以及构造背景进行讨论。结果表明,这套砾石地层分选和磨圆较差,风化程度较低,无定向性排列,砾石以花岗岩(63%)、石英砂岩(22%)为主;钛铁矿(22.5%)是最主要重矿物,其次是锆石(17.4%)、赤褐铁矿(13.4%),其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,沉积物中的细颗粒组分经历了中-低等的化学风化过程,大部分沉积物经历了首次循环。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了沉积物主要来源于长英质母岩。元素地球化学的迁移与富集以及古气候判别图解指示沉积物是干热气候条件下的近距离搬运的冲洪积物。碎屑锆石U-Pb年龄分布在较窄的范围(208~129 Ma,峰值年龄~180 Ma),与周围潜在源区锆石年龄对比,结合地貌位置,确定其物源区位于张广才岭余脉哈尔滨东南部低山丘陵带。早侏罗世源区受到古太平洋板块俯冲作用的影响,形成大陆边缘的构造背景,哈尔滨东南低山丘陵带经历了隆升和岩浆活动。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比存在明显差异,推测宁远剖面形成时间要晚于罗家窝棚组,与白土山组大致相当。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分具有重要意义。

中温带气候区花岗岩风化剖面元素地球化学特征及其环境意义

岩石风化是地球关键带中重要的地质过程,对环境变化具有重要的指示意义。不同气候区岩石风化过程具有其特殊性,本文选取位于中温带气候区的哈尔滨英杰花岗岩风化剖面为研究对象,通过元素地球化学特征分析,揭示岩石风化程度及元素迁移富集规律,并结合磁化率和色度指标,对其风化环境进行探讨。结果表明,研究区剖面整体化学风化程度较低(CIA值为56~68);Ca、Na、K等活动性较强元素随风化作用的进行表现为明显亏损;高场强元素与轻稀土元素也表现出较强的活动性,揭示了即使在中低等程度的化学风化下稳定元素也容易迁移。Si/Al和Ti/Al比值指示半风化层和腐泥岩层为原位风化产物,而顶部的氧化土层则可能受外来物质的影响。化学风化表现为自下而上逐渐减小的特征,这种异常的风化规律是由后期物理风化对其原有化学风化的叠加改造所致。对风化环境的多指标分析表明,在风化剖面形成后,区域气候逐渐变干,化学风化向物理风化转变,温差风化及冰劈作用形成大量裂隙导致原有的风化剖面被改造,并最终形成了研究区独特的风化模式,这为解释中温带气候区干冷环境下花岗岩风化特征提供了新的思路。

哈尔滨居仁砂砾石剖面沉积特征及其环境意义

前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层(居仁剖面)视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩(43%)、花岗岩(28%)和石英质(26%)为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石(42%)和锐钛矿(9.9%)占绝对优势,其次为白钛石(8.7%),重晶石(15.2%)、黄铁矿(14.5%)和萤石(11.3%)在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。

东北沙地重矿物组成及其对物源的指示

了解中国东北沙地的重矿物组成并探讨其在亚洲风尘系统研究中的作用具有重要意义。目前较少甚至缺乏的重矿物数据,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为分析东北沙地的重矿物组成并探究其在东北风尘系统研究中的作用,分别从浑善达克沙地(OD)、科尔沁沙地(HQ)、呼伦贝尔沙地(HL)和松嫩沙地(SN)采集了34个风成沙和河流沙样品并进行了分粒级处理(<63μm及63~125μm)。同时,从哈尔滨荒山黄土剖面采集了4个末次冰期黄土样品(<63μm),利用Frequentist模型对哈尔滨黄土物源进行了定量重建。通过范围检验、非参数Kruskal-Wallis H检验和逐步判别函数分析(DFA),选择了7种重矿物及特征指数(蓝晶石、锐钛矿、石榴子石、辉石、钛铁矿(磁性)、稳定系数W、GZi指数)作为最佳复合指标进行定量重建。结果表明,钛铁矿(磁性)为浑善达克沙地的特征矿物,磁铁矿为科尔沁沙地的特征矿物,氧化铁矿物(赤铁矿、褐铁矿)为呼伦贝尔沙地的特征矿物,氧化铁矿物(磁性)、绿帘石、角闪石和石榴子石为松嫩沙地的优势矿物;不同粒度组分的重矿物含量存在明显差异,极稳定矿物优先富集于细颗粒。哈尔滨黄土与松嫩和呼伦贝尔沙地(<63μm组分)具有相近的重矿物组成,而与浑善达克和科尔沁沙地有一定程度的差异。根据Frequentist模型,哈尔滨黄土的来源贡献依次为:松嫩沙地(44%~86%)、呼伦贝尔沙地(10%~39%)、科尔沁沙地(3%~16%)和浑善达克沙地(0~7%)。本研究突出了细颗粒沉积物的重矿物组成结合定量模型在风尘物源示踪研究中具有很好的应用前景。

宜昌砾石层重矿物组合特征及物源示踪分析

广泛分布于宜昌至枝江-松滋-带的宜昌砾石层，对江汉平原乃至长江中游的地层划分、地貌演化、古环境变迁以及长江的形成与演化等研究具有重要意义。本研究在课题组前期研究的基础上，以本区内最具代表性的6个剖面为研究对象，对0．125～0．063mm粒级粉细砂质沉积物的重矿物特征进行了分析，结果显示宜昌代表性剖面砾石层细颗粒粉砂质沉积物的重矿物组合基本一致：锆石-绿帘石-白钛石-赤褐铁矿-钛铁矿-磁铁矿。源一汇分析表明，重矿物组成所指示的源区原岩类型除了三峡地区的还有长江三峡以西的金沙江、岷江、嘉陵江及乌江流域；经与长江及江汉平原西缘各河流的重矿物组合比较发现，宜昌砾石层的稳定重矿物组合特征与现代长江河漫滩和低矮阶地沉积物的重矿物组合一致。综合分析认为宜昌砾石层是于早更新世长江贯通三峡时形成的冲积扇，结合前人对宜昌砾石层形成时代的研究，推断三峡贯通的时间应该在1．0MaBP左右。

哈尔滨地区风尘黄土重矿物特征及物源分析

哈尔滨地区分布有很多第四纪以来的风尘黄土沉积物。风尘黄土已被证实为干冷天气条件下,大风吹扬起来的沙尘沉积而形成的。针对这些沙尘物质的来源问题,采用从"源"到"汇"的物源示踪方法,采集了哈尔滨地区具有代表性的风尘黄土沉积物,以及松花江及其主要支流的河流沉积物、科尔沁沙地沉积物以及吉林地区的黄土沉积物作为主要研究对象,利用沉积物中重矿物组合、特征矿物,重矿物的百分含量、稳定系数、石英/长石、ZTR指数、ATi指数和GZi指数等多项指标进行分析,并结合东北地区岩性分布以及亚洲季风特征。研究结果显示,哈尔滨地区各地分布的风尘黄土各项重矿物指标具有很好的一致性,且与近源的松花江等河流沉积物相同;哈尔滨地区沿松花江干流河谷分布的风尘黄土沉积物物源主要来自于近源的松花江流域内的大小兴安岭及东部山地广泛分布的花岗岩类的风化碎屑。

江汉平原主要河流沉积物重矿物特征与物源区岩性的响应

通过对江汉平原主要河流沉积物的重矿物组合、特征矿物以及能够反映沉积物稳定状况、物源及成熟度的重矿物特征指数(ATi,GZi和ZTR)进行对比分析,发现在江汉平原范围内,长江和汉江及其长江主要支流的沉积物中重矿物特征具有显著的差异。长江的重矿物组合模型为:锆石+绿帘石+辉石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是锆石和辉石;汉江的重矿物组合模型为:绿帘石+角闪石+石榴石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是角闪石、石榴石;另外,清江、漳河、沮水和玛瑙河的重矿物组合及特征矿物也都完全不同。而且各水系的沉积物的重矿物特征与其源区的岩性分布显示出极好的相关性。研究表明在江汉平原利用重矿物特征及组合模型来进行物源示踪的方法开展水系演化研究是可行的。

承德避暑山庄木兰围场地理及植物分析

本文对承德避暑山庄木兰围场的植物景观的全貌进行分析、研究 ,对植物的变迁、地貌概况、植物种类。

镜泊湖地区旅游地质研究

文章对镜泊湖地区的地质旅游进行了相关的论述 ,在此基础上对镜泊湖的地质成因、熔岩隧道、以及地下森林的形成过程作了进一步的研究 。

关于《植物地理学》中拉丁文名的读法探究

在《植物地理学》中 ,关于植物分类的种类名称问题 ,既有中文名字又有拉丁文名字 ,同一种类的植物 ,其中文名字不同地区叫法不同 ,有很大差异 ,但拉丁文的叫法只有一个 ,现就拉丁文的名称表示方式———双名法及其新组合做一些探究。

湖泊沉积物有机质碳同位素气候解释的影响因子分析

本文对湖泊沉积物有机质碳同位素气候解释的影响因子进行分析后指出,影响因子的复杂性决定了δ13C气候解释的多解性、复杂性和混乱性。在实际工作中,δ13C应结合其他环境指标共同使用,才能从中获取正确的古气候信息。

宜昌砾石层的沉积环境及地貌意义

宜昌砾石层上覆中更新世网纹红土,下伏白垩纪红层,共有22个岩性层组成,总厚超过100m。通过对宜昌地区剖面出露砾石层的沉积相分析表明,善溪窑和云池剖面由下至上出现冲积扇扇中-扇根亚相;李家院剖面与上述两剖面间有沉积间断,由下至上出现冲积扇扇端-扇中亚相。粒度分析也证明了该砾石层中的砂体属冲积扇中的辫状水道沉积,与沉积相分析所得结论一致。研究认为,宜昌砾石层具有典型的冲积扇沉积环境特征,主要为冲积扇扇顶部分。该冲积扇在宜昌东南地区如此大规模的发育,显示其形成时具有强大的水动力条件,通过对其形成的地貌环境意义进行探讨,初步认为,该冲积扇为长江三峡贯通的产物。据前人研究推断,宜昌砾石层的形成时代应该在1.08～0.73MaB.P.,三峡贯通应在1.0MaB.P.之前。

答疑式教学的应用研究

笔者通过近十年的教学,针对学科特点和当前教育教学体制改革以及素质教育的需要,倡导有效教学、学生主体论的思想,在传统教学的基础上采用答疑式教学方式,以此刺激学生充分发挥思维潜力和提高学生的创新意识。

江汉平原沉积物中普通辉石的特征及物源示踪意义

通过对江汉平原周老孔第四纪岩芯的22个重砂样品中0.125～0.063mm粒级的重矿物中的普通辉石进行实验分析,发现从钻孔深度104m开始向上,普通辉石的含量明显增多(辉石在该粒级沉积物中的丰度从平均3.2×10^(-4)增加到10.9×10^(-4)),种类也明显多样(从单一的墨绿色普通辉石到多种颜色的普通辉石都有相当数量的出现),特别是含钛普通辉石(玫瑰红色调)首次出现。通过对江汉平原物源分析,特别是近源(三峡以下,含三峡)和远源(三峡以上)产出普通辉石的岩体的面积及类型的比较分析(近源与远源的基性、超基性岩分布明显不同),认为江汉平原沉积物中普通辉石的变化是由长江上游下金沙江-三峡贯通后远源物质进入所引起的,这个发生变化的钻孔深度(104m)的古地磁年龄为1.1Ma。

哈尔滨沙尘暴的化学特征及其物质源探讨

对哈尔滨2002年3月20日的沙尘沉降物进行了收集。地球化学元素分析表明,哈尔滨沙尘暴沉降物化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,三者之和达77.8%,比兰州沙尘暴沉积物高8.72%,比兰州黄土高7.06%。V、Rb、Nb、Ba等微量元素含量要明显高于兰州沙尘,而Ni、Cu、Pb、Zn、As、Sr则低于兰州沙尘。Ca、Na、Sr元素的富集因子明显小于1,为亏损元素;Mg、K、Si、Fe、Mn、P、Ti、Co、Ni、V等元素的富集因子都在1左右,主要是地壳来源,来源于地表土的风力起尘。Cu、Pb、Zn、Cr、Se等元素有一部分来自于地壳源之外的其他污染源;As、Cd和Sb元素的富集因子大于10,为大气污染来源。沙尘的化学组成及富集因子、判别函数、物源指数、地表土的粘粒率、化学风化指标等分析表明,西北黄土的元素组成非常接近兰州沙尘,而明显不同于哈尔滨沙尘,哈尔滨沙尘源区不同于西北黄土及兰州沙尘,其气候生物状况和化学风化程度要明显好于或高于西北沙尘源区。

长江中游高位砾石层的磁性特征与物源分析

在长江中游分布着一些高位的砾石层,尤其是在宜昌与武汉的阳逻附近。为了探讨这些砾石层的磁性特征及物质来源,对它们进行了磁性特征研究,结果表明:1不同砾石层剖面磁性物质的含量明显不同,其中云池砾石层磁性物质的含量最高,善溪窑、红花套、白洋渡砾石层次之,阳逻砾石层含量最低。2SIRM/χ和F300值显示,长江中游砾石层磁性矿物类型主要是磁铁矿等亚铁磁性矿物,其中阳逻砾石层不完全反铁磁性矿物含量比例比其他砾石层高。3χARM/χ、χARM/SIRM、χfd值表明,白洋渡、红花套及善溪窑砾石层的磁性矿物中以较粗的磁性颗粒为主,而云池和李家院的磁性矿物颗粒都较细,武汉阳逻砾石层的磁性颗粒以单畴、超顺磁颗粒为主。4宜昌附近的善溪窑、云池、白洋渡、红花套砾石层的磁性特征与长江现代沉积物的特征接近,指示其物质主要来自于长江沉积物;而阳逻砾石层的磁性特征却与江汉平原周边河流的现代沉积物磁性特征有些类似,结合野外砾石层岩性特征,认为阳逻砾石层是长江、汉江与江汉平原周边河流共同作用的产物。