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。

中国东北地区白垩纪温室时期陆相生物群与气候环境演化

地球历史中生命与环境不断发生更替,先后形成寒武纪生态系统、古生代生态系统和现代生态系统。地域上,又分为海洋生态系统和陆地生态系统。中生代以来,中国以陆地生态系统为特色。东北地区发育以松辽、嘉荫盆地为主的大型白垩纪沉积盆地,以及冀北、辽西和内蒙古东部盛产热河生物群的火山-沉积盆地。白垩纪先后发育有热河生物群、阜新生物群、松花江生物群和嘉荫生物群。该地区白垩系是建立中国陆相地层格架的标准,依据不同生物群发育及气候演化阶段,自下而上被划分为下白垩统冀北阶、热河阶和辽西阶,上白垩统农安阶、松花江阶和绥化阶。基于松科1井多重地层学研究,完善了包括磁性地层、天文地层、同位素年代地层、生物地层和定量地层学为主的中国晚白垩世陆相年代地层的标准,还使其达到与国际地层表的对比。通过生物群的宏观演化,探讨了中国东北地区白垩纪环境与气候的演化规律,明确了晚白垩世的2次重大湖泊事件。其中,湖泊咸化问题得到深入研究,从古生物学和地球化学角度为松辽湖盆的海侵活动提供了可靠证据。化石与地化记录揭示,当时全球高海平面的影响可能波及松辽盆地,海水短暂地侵入湖盆,带入海相生物,引发海水咸化、δ^(13) Corg异常和有机质大量埋藏。这些记录可与全球高海平面地层对比。嫩江组下部海侵印记最为明显,其背景与第3期大洋缺氧事件(OAE 3)极为相近。松辽盆地的环境演化既受制于区域性构造作用,也受控于全球气候的影响,更代表了白垩纪温室时期的东亚陆地表现。

侏罗系、白垩系界线问题及对中国北方陆相界线的思考

侏罗系、白垩系间是显生宙唯一还没有定义系级GSSP的界线。生物演替在Thithonian期与Berriasian期之间不存在明显变化,很难找到可以进行全球对比的标志。作为中生代生物年代地层学主要划分依据的菊石类生物,亦受生物区系影响而难作为侏罗系、白垩系界线的标志。微体化石具有优势。近期,国际上趋于将瓮虫类Calpionella alpina带之底、钙质超微化石Nannoconus steinmannii minor和N.kamptneri minor二者的始现面作为侏罗系、白垩系界线,对应于极性带M19n.2n内部,年龄为145 Ma。国际地层划分与对比以海相为标准。中国侏罗系、白垩系以陆相地层发育为特征,与海相对比颇具难度。以陆相生物为标志的界线划分产生了地区性的生物年代地层格架,也形成了地方生物地层与国际年代地层对比的错位,导致中国陆相侏罗系、白垩系界线成为地学界争议的问题。本文认为,在综合考虑不同学科研究结果的同时,问题解决的实质是客观认识陆相生物对比的缺陷,结合考虑非生物的标准,如磁性地层、旋回地层和同位素测年的精度,获得超越相区的对比结果。基于陆相生物特点,着眼于宏观演化阶段来识别界线位置是问题解决的初期阶段。燕辽生物群与热河生物群是代表侏罗纪和白垩纪的两大生物演化类群,其间年龄可为土城子组顶部的139 Ma。这是为全方位研究而铺设的临时工作界线。今后将土城子组作为侏罗纪、白垩纪过渡地层而加大研究力度,有可能在该组顶部或其内部发现界线生物标志和同层位绝对年龄值,或许会使其向目前国际推荐年龄(145Ma)更靠近一步;也不排除GSSP未定的国际侏罗系、白垩系界线年龄会向年轻方向变化,趋于139Ma的Valanginian阶底界位置。

冀北滦平盆地榆树下剖面大北沟组岩石地层、生物地层及其地质年代探讨

滦平盆地榆树下剖面大北沟组出露完全、沉积连续、化石丰富,是研究热河生物群的起源、早期演化以及中国陆相晚侏罗世—早白垩世过渡地层的关键层位。论文对人工新揭露出的榆树下剖面进行了精细的实测;阐明了大北沟组与张家口组界线的标志,为凝灰质碎屑岩(沉积岩)的出现与晶屑岩屑熔凝灰岩(火山岩)的结束;大店子组与大北沟组界线的标志,为"蜂窝梁砾岩"或与之相当的粗碎屑岩的出现。剖面的主体大北沟组总厚度为224.51m,可分为3段46层。大北沟组二段与一段界线的标志,为正常沉积岩(不含或很少火山物质,开始出现丰富化石)的出现并取代凝灰质碎屑岩成为主要的岩层;大北沟组三段与二段界线的标志清晰,为一套青灰色粉砂凝灰岩的出现。依据新采集到的化石并结合前人资料,完成了榆树下剖面大北沟组综合生物地层的建立。首次在大北沟组二段中上部发现了介形类化石,并可延伸到三段顶部;初步鉴定出介形类化石9属17种,可划分为Luanpingella-Pseudoparacypridopsis-Eoparacypris组合带,并可进一步细分为Luanpingella postacuta和Pseudoparacypridopsis mountfieldensis 2个亚带。叶肢介化石的首现面在二段底部,可贯穿至三段顶部;叶肢介组合带的划分参考前人的结果,由下至上分为Nestoria pissovi-Jibeilimnadia ovata、Nestoria pissovi-Keratestheria gigantea和Yanshania xishunjingensis-Y.subovata3个化石带。昆虫化石主要分布在二段中部至三段中上部的页岩中,仅为三尾拟蜉蝣(Ephemeropsis trisetaris)一个种,据此建立昆虫类Ephemeropsis trisetaris化石带。此外,参考前人资料,尝试建立了大北沟组孢粉、双壳类和鱼类化石带。在大北沟组介形类、叶肢介、孢粉等生物的年代特征分析的基础上,结合大北沟组同位素测年结果、磁性年代特征和生物归属的认识,将大北沟组的地质时代归为早白垩世。

胶东焦家金矿床钾长石成因及成矿意义

焦家金矿属于蚀变岩型金矿,围岩蚀变发育,是我国储量最大的金矿床之一。该文对蚀变带中的钾长石的赋存状态、化学成分进行了分析研究,并与未蚀变的玲珑岩体中的钾长石进行对比。认为焦家金矿床主要存在三种成因类型的钾长石,即原生钾长石(岩浆成因)、高温热液钾长石、低温热液钾长石。结合前人的研究成果,探讨了热液钾长石的形成与成矿意义。

松辽盆地东缘岳王城剖面嫩江组二段生物地层及其对湖侵事件的响应

松辽盆地嫩江组二段下部沉积期发生了大规模的湖侵事件,在整个盆地范围形成一套黑色泥页岩夹油页岩。然而,前人对嫩江组二段的地层及相关地质事件的研究主要基于井下岩心,地表露头不多见。通过调查,在松辽盆地东缘农安县青山口第二松花江沿岸发现一新的剖面岳王城剖面,出露连续的嫩江组一段顶部二段下部地层。通过对该套地层进行厘米级的描述和详细的分层,将该剖面地层划分为24层,累计厚度31.54m。第1层为嫩江组一段顶部,为青灰色砂质泥岩,含少量介形类化石;第2~24层为嫩江组二段下部,主体为暗色泥页岩夹油页岩、泥灰岩等,含丰富的介形类、叶肢介、鱼类,少量有孔虫及其他生物。此外,在嫩江组底部还发现一层火山灰和一层磷块岩。对其中的介形类化石进行初步研究,识别出11属18种。通过介形虫古生态和沉积学研究,并结合其他手段,初步探讨了该沉积期的湖泊环境,认为嫩二段下部沉积期经历了一次大规模湖侵,从一段顶部的滨浅湖过渡为二段下部的深湖环境,之后湖平面在波动中逐渐下降。

松辽盆地东缘嫩江组一二段黏土矿物和主量元素地球化学特征及其古气候意义

松辽盆地嫩江组一二段是一套暗色泥岩沉积,也是重要的烃源岩层位,对其开展古气候-古环境研究有益于理解晚白垩世陆地古气候特征和陆相有机质形成与保存过程。通过对松辽盆地东缘岳王城剖面嫩江组一二段开展矿物学和主量元素地球化学分析,探讨其古气候意义。结果表明,全岩矿物主要含有石英、斜长石、钾长石等,黏土矿物主要为蒙脱石(平均84%),其次为伊利石(平均15%),几乎不含高岭石和绿泥石。黏土矿物呈现片层状且边缘参差不齐的显微形貌,蒙脱石结晶度较差,表明主要由陆源物质风化形成。根据黏土矿物主量元素计算的化学风化指数为71~73,其元素组成相比上地壳和花岗闪长岩的平均组成富铝,指示中等强度化学风化作用。结合已有古气候替代性指标和黏土矿物及其化学成分的新数据,研究认为松辽盆地东缘嫩江组一二段沉积时期物源区主要为温带-亚热带半湿润气候。

银额盆地额济纳旗伊很乌苏地区下白垩统巴音戈壁组的微体化石及沉积环境

银额盆地额济纳地区中生代地层分布广泛,近些年的研究表明,盆地内发现的油气多来源于中生代地层的烃源岩,因此研究银额盆地中生代地层具有十分重要的意义。通过对银额盆地额济纳地区微体化石进行分析研究,发现鉴定了孢粉3属3种,介形类3属6种,其共存时限为早白垩世。据此将前人原划上侏罗统重新厘定为下白垩统巴音戈壁组,并根据岩石组合特征将其划分为3个岩性段。结合化石古生态、沉积构造和区域地质背景,认为巴音戈壁组3个岩性段分别代表了近岸水下扇、滨—浅湖、扇三角洲平原的淡水—微咸水内陆河湖相沉积环境,揭示其沉积经历了湖盆从产生、发展到萎缩的演化过程。巴音戈壁组岩石组合、沉积环境和化石组合特征的研究结果,有助于区域地层研究对比,为研究油气基础地质和区域演化提供基础资料。

青藏高原及其周边白垩纪综合地层、生物群与古地理演化

白垩纪是新特提斯洋演化和青藏高原不同板块汇聚的关键时期,详细的地层框架和古地理格局是开展新特提斯洋演化和青藏高原形成研究的基础.本文对青藏高原及周边白垩纪地层、古生物、古地理和重大地质事件开展了系统分析,以建立综合地层框架,恢复不同时期的古地理格局,探讨重大地质事件的响应和耦合关系.青藏高原及其周边白垩纪地层以海相为主,发育少量海陆交互相和陆相沉积.印度-雅鲁藏布江缝合带发育以蛇绿岩套和含放射虫硅质岩为主的深海沉积,其南侧的特提斯喜马拉雅、印度河盆地等发育浅海至半深海-深海沉积,北侧的日喀则-拉达克弧前盆地发育浅海-半深海相沉积,拉萨地块、喀喇昆仑-塔里木盆地西部和西缅地块等发育浅海、海陆过渡相和陆相沉积,羌塘盆地等其余地区则以陆相沉积为主.青藏高原及其邻区白垩纪地层分布广泛,类型多样,富含有孔虫、钙质超微、放射虫、菊石、双壳类和孢粉等多门类化石;基于岩石地层、生物地层、同位素年代地层和稳定同位素地层等多重地层划分与对比,建立了不同分区地层的划分与对比关系,提出了新的东特提斯区白垩纪综合地层框架.划分了白垩纪新特提斯洋东段及周边不同地理分区的生物群落,阐明了其时空分布特征,恢复了不同时期的生物古地理面貌.青藏高原及周边白垩纪古地理演化可划分为3个阶段:(1)印度板块与澳大利亚-南极洲大陆逐步裂解、拉萨-羌塘地块早期碰撞阶段(145~125Ma);(2)印度板块向北漂移和拉萨-羌塘地块晚期碰撞阶段(125~100Ma);(3)印度板块快速向北漂移、塔里木-喀喇昆仑海湾形成和冈底斯山早期隆升阶段(100~66Ma).白垩纪中期(100Ma左右),印度-特提斯喜马拉雅生物区系经历了冈瓦纳大陆冷水型向特提斯暖水型的转变,海洋生物的多样性达到全盛;白垩纪末期,海洋生物急剧衰退.伴随着印度板块向北漂移和新特提斯洋的演化,新特提斯洋发生了大火成岩省、大洋缺氧、白垩纪大洋红层,以及生物辐射与灭绝等一系重大地质事件.

中国白垩纪岩石地层划分和对比

白垩纪是显生宙最长的一个断代,持续时间超过7700万年。中国白垩系分布广泛,以陆相地层发育为特征,海相和海陆交互相地层的分布相对局限。历经百年,中国白垩纪岩石地层的划分与对比研究取得了一系列进展。然而,中国白垩系在不同地块和盆地间岩性存在较大差异,岩石地层的划分与对比长期以来存在较大的争议。本文对中国白垩纪岩石地层进行了系统和全面的梳理,提出中国白垩系不同大区、不同盆地之间岩石地层的最新划分和对比方案。中国东部白垩纪岩石地层以火山-沉积组合为主要特征,中西部大、中型陆相湖盆区以红色碎屑沉积为主要特点,而西部的特提斯区则以海相地层的发育为特征。

松辽盆地D80井嫩一段介形类化石壳体特征及生物地层

松辽盆地嫩江组一段富含介形类化石,是系统研究Santonian期陆相介形类的理想层位。论文对中央坳陷区D80井嫩一段的介形类化石进行了系统的分类、生物地层和壳体特征分析。鉴定出介形类化石11属30种,划分出6个介形类化石带,并与前人的研究结果进行了对比;描述了该段介形类化石的壳体结构,共识别出4种壳饰类型,8种壳形结构,基于介形类壳体特征和其他证据,初步探讨了该时期湖盆湖平面的变化特征,显示出嫩一段时期松辽湖盆湖平面经历了由深逐渐变浅的过程。

神秘的小罐子——瓮虫类

探寻地球历史,揭秘生命演化的未知谜题,一直令地质学家为之神往。在一代代地质工作者的努力发掘下,瓮安动物群、澄江生物群、古植物庞贝城、热河生物群等化石宝库被发现,地质演变和生命演化的画卷也得以徐徐展开于我们眼前。当我们为恐龙的庞大和琥珀的精致惊叹不已的同时,有一类体型微小却潜力巨大的化石也进入了我们的视野。它们在划分地质时代、反映古环境和古气候变化以及资源寻找中扮演着重要的角色。它们就是微体化石。