青藏高原东北缘红寺堡盆地晚更新世沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

红寺堡盆地位于青藏高原东北缘弧形构造带最前缘与鄂尔多斯高原西部的交界位置,区域生态环境脆弱,但由于地表覆盖严重,缺乏完整的露头剖面,一直制约着生态环境演变过程的研究。本文基于红寺堡盆地窑山凹陷ST1钻井序列,采用光释光测年的方法,建立了晚更新世地层年代格架,同时系统分析了70个样品的主量、微量元素组成,依据地球化学指标重建晚更新世以来的气候环境演变过程。研究认为:马兰黄土与萨拉乌苏组的界限年龄约为67.57±7.88 ka,预示着由古湖向风成环境的过渡,区域生态环境逐步恶化。元素地球化学特征也记录了该时期的气候环境变迁过程,CIA值、Al_(2)O_(3)/Na_(2)O、K_(2)O/Na_(2)O值及粘土矿物含量指示了红寺堡盆地晚更新世经历了干旱-温暖-干旱的古气候演化过程;Rb/Zr、Sr/Ba值反映红寺堡盆地萨拉乌苏组沉积时期为封闭的湖盆环境,沉积水体深度自萨拉乌苏组一段开始加深,在萨拉乌苏组二段达到最大深度,萨拉乌苏组三段水体逐步变浅直至马兰黄土沉积时期古湖彻底消亡。该研究成果从元素地球化学的角度为青藏高原东北缘晚更新世地层的沉积环境演化提供了新依据。

晚更新世以来杭州湾沉积地球化学特征对源–汇过程的启示

长江将大量泥沙排入东海,对杭州湾的沉积演变产生重大影响,但长江型碎屑对杭州湾不同时期、不同位置的贡献差异缺乏研究。通过分析杭州湾舟山海域水下钻孔(HZW1907孔)沉积物中有机、无机元素地球化学特征,对杭州湾沉积过程中的水体古盐度、源区风化过程、沉积物组成与来源和长江–杭州湾–东海陆架沉积系统进行研究,并基于稀土元素组成的两端元混合模型,定量探讨长江泥沙对杭州湾不同位置沉积的贡献程度差异。结果表明,杭州湾湾口从晚更新世以来,经历了冰期的下切河谷深切、河谷充填和河谷埋藏3个阶段演化过程,相应发育了河床相(约33.9~23.7kaBP)、河漫滩相(约23.7~12.0kaBP)、古河口湾相(约12.0~9.0 ka BP)、浅海相(约9.0~4.0 ka BP)和现代河口湾相(约4.0 ka BP至今);沉积物的Ga/Rb和K_(2)O/Al_(2)O_(3)关系揭示了中国东部在33.9 ka BP以来经历了冷干–暖湿的气候变化;TS和TOC的变化反映了淡水–不稳定淡水、海水混合–稳定海水的沉积水体演替,与东海陆架一致。晚更新世期间,杭州湾地区发育的河床相、河漫滩相沉积物源区主要来自钱塘江流域,显示长英质火成岩的特征;全新世以来的古河口湾相、浅海相和现代河口湾相沉积物为钱塘江型碎屑与长江型碎屑的混合,显示中基性火成岩的特征,湾口受到长江物质的影响更强。以长江和钱塘江流域(Gd/Yb)_(UCC)为端元的模拟结果显示,杭州湾湾口与湾顶受到长江物质影响差异较大,古河口湾相时期,长江供给杭州湾湾口沉积物约78%,湾顶约39%;浅海相时期,长江供给杭州湾地区超过80%的碎屑,湾口、湾顶无明显差别;现代河口湾相时期,长江供给湾口沉积物约76%,湾顶约22%。该模拟方法在长江向杭州湾输送的碎屑分析中具有定量化的作用,并有望适用于其他沿海陆架河流系统。

Provenance of colorless and brown volcanic glass in late Pleistocene tephra layers in the Western Philippine Sea

Tephra layers in the western Philippine Sea,characterized by abundant volcanic glass shards,may provide crucial evidence on the eruption history of volcanoes and tectonic evolution of the western Pacific.A 220-ka sediment core from the Benham Rise in the western Philippine Sea offers new insights into the provenance of four intercalated tephra layers(T1–T4,in chronological order)containing either colorless or brown glass shards.Relative to primitive mantle,all glass shards are enriched in large-ion lithophile elements,such as Rb,Cs,and Pb,and depleted in high field-strength elements,such as Th,Nb,and Ta,indicating a subduction-related origin.The colorless glass shards are characterized by high SiO_(2)(>78%)and light rare earth element(LREE)contents as well as high La/Sm ratios(>9),low FeO and MgO contents(<1%),low Sr/Y(<15)and high Ba/Th ratios(>100),pointing to a rhyolitic composition and a medium-K calc-alkaline serial affinity.In contrast,the brown glass shards are characterized by lower SiO_(2)(<63%)and LREE contents,higher FeO,MgO,and CaO contents,lower La/Sm(<6)and Ba/Th(<75),and similar Sr/Y ratios(<15),indicating derivation from medium to high-K calc-alkaline andesite magma.Brown glass shards from layers T3(152 ka)and T4(172 ka)were correlated with volcanic deposits from the Taal and Laguna Caldera in the Maccolod Corridor,respectively,while the colorless glass shards from layers T1(36.5 ka)and T2(61.2 ka)were likely sourced from the Irosin Caldera in the Bicol Arc.Establishing the provenance of late Pleistocene tephra layers in the western Philippine Sea is helpful to complement a Philippine volcanic history and establish a regional tephrochronostratigraphy.

Synergistic effects of Pleistocene geological and climatic events on complex phylogeographic history of widespread sympatric species of Megaloptera in East Asia

Unraveling the phylogeographic histories of species remains a key endeavor for comprehending the evolutionary processes contributing to the rich biodiversity and high endemism found in East Asia.In this study,we explored the phylogeographic patterns and demographic histories of three endemic fishfly and dobsonfly species(Neochauliodes formosanus,Protohermes costalis,and Neoneuromus orientalis)belonging to the holometabolan order Megaloptera.These species,which share a broad and largely overlapping distribution,were analyzed using comprehensive mitogenomic data.Our findings revealed a consistent influence of vicariance on the population isolation of Neoc.formosanus and P.costalis between Hainan,Taiwan,and the East Asian mainland during the early Pleistocene,potentially hindering subsequent colonization of the later diverged Neon.orientalis to these islands.Additionally,we unveiled the dual function of the major mountain ranges in East Asia,serving both as barriers and conduits,in shaping the population structure of all three species.Notably,we demonstrated that these co-distributed species originated from Southwest,Southern,and eastern Central China,respectively,then subsequently migrated along multi-directional routes,leading to their sympatric distribution on the East Asian mainland.Furthermore,our results highlighted the significance of Pleistocene land bridges along the eastern coast of East Asia in facilitating the dispersal of mountain-dwelling insects with low dispersal ability.Overall,this study provides novel insight into the synergistic impact of Pleistocene geological and climatic events in shaping the diversity and distribution of aquatic insects in East Asia.

晚中更新世以来武威盆地沉积特征——基于wv3钻孔的释光年代学研究

青藏高原东北缘河西走廊形成了一系列新生代盆地,是研究盆地沉积演化的重要区域。武威盆地位于河西走廊东部,盆地内沉积了较厚的新生代冲洪积地层。为了厘清武威盆地晚中更新世以来的沉积演化历史,笔者等在武威盆地石羊河中—上游处钻取了长207 m的wv3钻孔岩芯,获得了上部17 m岩芯的19个钾长石两步法pIR200 IR290年龄和2个多步法MET-pIRIR年龄,结合粒度资料,重建了武威盆地石羊河流域中—下游晚中更新世以来的光释光年代学框架和沉积历史。结果表明:两步法pIR200 IR290和多步法MET-pIRIR年龄在误差范围内一致。220~128 ka时期,沉积速率最小,为0.35 mm/ka,水动力条件较强,以侵蚀为主;128~108 ka(MIS 5d、MIS 5e)时期沉积速率为1.94 mm/ka,沉积物粒径由粗变细,表明此时水动力条件由强变弱;末次冰盛期到全新世早期(19~9 ka)沉积速率为2.78 mm/ka,沉积物粒径较细,表明此时水动力条件较弱,沉积速率最大,沉积为主。该地区新构造运动比较活跃,在末次间冰期至末次冰盛期期间存在逆冲活动。该研究对于揭示晚中更新世以来祁连山东北部石羊河流域沉积演化特征具有重要意义。

内蒙古西乌旗地区中——晚更新世孢粉记录及其古气候意义

为重建内蒙古西乌旗地区巴音华盆地中—晚更新世之交古气候,探讨其变化规律及对全球古气候的响应,对该盆地ZK03钻孔和ZK04钻孔孢粉化石进行系统鉴定,利用有序聚类分析划分孢粉组合,结合共存因子分析法对孢粉组合定量化建立研究区的古气候参数值。鉴定出孢粉68个科属,自下而上划分出(Ⅰ)松属(Pinus)-桦属(Betula)-香蒲属(Typha)孢粉组合;(Ⅱ)栎属(Quercus)-麻黄属(Ephedra)-蒿属(Artemisia)孢粉组合;(Ⅲ)莎草科(Cyperaceae)-香蒲属(Typha)-水龙骨科(Polypodiaceae)孢粉组合。其中,组合Ⅰ、组合Ⅱ时代为中更新世,组合Ⅲ时代为晚更新世。植被类型经历了阔叶林-草原型兼有少量针叶林→阔叶林-草原型→稀树-草原型的转变。古气候经历了由相对温暖的湿润型气候到相对温凉的半干旱型气候再到相对温暖的湿润型气候的3期转变,各期分别对应的年均气温和年降雨量在数值上也体现了由高到低再到高的变化过程。其中,在中更新世/晚更新世之交,气候经历由凉到温的变化趋势,与格陵兰冰芯氧同位素所指示的全球平均温度变化趋势相耦合。

Biogeochemistry of sedimentary organic matter in the Yongjiang River estuary in the southern part of Hangzhou Bay,China,since the Late Pleistocene

A sediment core(YJK19-02)collected from the southern outlet of Hangzhou Bay near the Yongjiang River estuary in East China was analyzed for grain size,lignin,bulk elemental composition,stable carbon isotope,and rare earth elements(REEs)to determine the sources and diagenesis of sedimentary organic matter(OM)of the estuary and adjacent areas since the Late Pleistocene.δ^(13)C values(-24.80‰–-23.60‰),total organic carbon/total nitrogen(TOC/TN)molar ratios(8.00–12.14),and light rare earth element/heavy rare earth element ratios(LREE/HREE=8.34–8.91)revealed the predominance of terrestrial sources of OM,mainly from the Changjiang(Yangtze)River.The lignin parameters of syringyl/vanillyl(S/V=0.20–0.73)and cinnamyl/vanillyl(C/V=0.03–0.19)ratios indicate the predominance of nonwoody angiosperms,and the vanillic acid/vanillin ratios[(Ad/Al)_(V)=0.32–1.57]indicate medium to high degrees of lignin degradation.An increasing trend ofΛ(total lignin in mg/100-mg OC)values from ca.14500 a BP to ca.11000 a BP reflected the increase in temperature during the Late Pleistocene.However,a time lag effect of temperature on vegetation abundance was also revealed.The relatively higher and stableΛvalues correspond to the higher temperature during the mid-Holocene from ca.8500 a BP to ca.4500 a BP.Λvalues decreased from ca.4000 a BP to the present,corresponding to historical temperature fluctuations during this time.Our results show that the vegetation abundance in the Yongjiang River Basin since the Late Pleistocene was related to the temperature fluctuation duo to climate change.

青藏高原定结盆地中更新世孢粉记录及其环境意义

西藏定结盆地叶如藏布东岸剖面为一套灰与灰白色黏土质砂、粉砂、细砂与粗砂层所组成的湖相沉积地层,厚约41.3 m,ESR和U系测年数据显示该地层沉积时间介于距今551.6~202.4 ka的中更新世时期。该套地层的孢粉化石丰富,依据孢粉化石类型与丰度变化,自下而上可分为5个孢粉带。结合测年结果、孢粉和介形类记录,定结盆地中更新世的古环境变化阶段为:551.6~448.4 ka,气候温暖湿润,适宜植物生长;448.4~375.2 ka,气候向冷干转化;375.2~291.2 ka,气候波动频繁,呈现冷湿—冷干—冷湿的变化过程;291.2~261.0 ka,气候进一步趋于干冷;261.0~202.4 ka,气候波动频繁,表现为冷干—暖湿—冷干的变化过程。

江西九江中更新世红土物质来源研究

华南地区广泛分布中更新世红土。目前,对其物质来源尚有争议。九江红土剖面的沉积时代已得到很好限定,同时由于其沉积连续、地层出露较好,是开展中更新世红土物质来源研究的理想剖面。通过对九江中更新世红土2件碎屑锆石样品的分析,共获得177颗谐和锆石U-Pb年龄,主要峰值集中在新元古代(816 Ma、801 Ma和991 Ma)、古元古代(2019 Ma、2022 Ma和2481 Ma)和新太古代(2502 Ma),并具有不显著的中生代峰值(135 Ma)。将其与潜在远源和近源物源区的锆石U-Pb年龄组成进行对比,结果发现中国北方戈壁、沙漠和黄土高原、塔里木盆地、华北平原并不是九江中更新世红土的主要源区。庐山北麓早更新世发育的洪积扇为九江中更新世红土发育提供了充足物质。九江中更新世红土和九江晚更新世黄土的碎屑锆石U-Pb年龄组成存在明显差别,后者主要来自长江河漫滩的碎屑物质。不同的气候条件主导了九江地区红土和黄土的发育,二者都受控于青藏高原构造隆升产生的环境变化。

宁夏清水河盆地晚更新世中晚期孢粉记录及古气候意义

亚洲内陆荒漠化和干旱化与中国西部人类生存环境和社会可持续发展密切相关。中国西部地区的气候自晚更新世以来经历了多次冷暖、干湿变化,研究其晚更新世古气候变化,有助于预测未来气候的变化趋势。文章分析了宁夏南部清水河盆地晚更新世中晚期的孢粉记录,结果显示孢粉序列可从下至上划分为4个组合带,反映了该地区晚更新世中晚期植被和气候变化规律。研究表明研究区晚更新世中期(75~50 ka B.P.)是植被以蒿属为主的干草原,气候温凉偏干;晚更新世晚期(25~15 ka B.P.)由荒漠草原-干草原和疏林草原交替出现逐渐过渡到荒漠草原,该时期冬季风呈现逐渐增强的趋势,致使气候逐渐变冷变干,气候类型由温凉偏湿过渡到冷干。宁夏南部清水河盆地晚更新世中晚期孢粉记录的深入研究对于正确认识黄土高原自然环境历史演变和黄土高原治理决策的制定具有重要指导意义。

含山—无为地区下蜀黄土地球化学特征及物源探讨

第四纪中—晚更新世以来,长江下游广泛发育黄土沉积,下蜀黄土是其中的典型代表。文章研究含山—无为地区下蜀黄土的地球化学特征,并与北方西峰黄土、东秦岭黄土和南方镇江、九江、合肥、宣城等地下蜀黄土进行对比分析。结果表明:含山—无为地区下蜀黄土经历了中等化学风化;主、微量元素特征表现出与北方西峰黄土的相对一致性,因此北方黄土高原黄土可能是含山—无为地区下蜀黄土主要物源之一。研究结果可为研究长江中下游地区下蜀黄土的物源及物源区古环境信息提供参考。

运城盆地栲栳塬晚更新世地层序列及地质意义

古汾河改道是运城盆地新生代时期一次重要的地表巨变过程,对于古汾河改道时限目前仍存在着中更新世和晚更新世2种观点,尚未有统一的定论。研究以运城盆地栲栳塬晚更新世沉积序列为调查对象,在光释光测年的基础上,厘定了沉积序列转换的关键时限;结合碎屑锆石U-Pb同位素测年,分析了栲栳塬晚更新世沉积序列的成因及地质主控因素。研究认为:运城盆地栲栳塬晚更新世沉积序列具有双层结构的特点,下部为一套河流相砂体,上部为一套风成相黄土,二者之间的界限大约在7.6~6.3万年;碎屑锆石年龄序列对比分析认为,栲栳塬晚更新世早期的河流相沉积与运城盆地汾河古河道的沉积特征基本一致,晚更新世中期,由于峨眉台地的区域性抬升,古汾河发生改道进而退出运城盆地,栲栳塬早期的河流相沉积之上开始接受持续的风成相沉积;运城盆地晚更新世中期的构造抬升事件在鄂尔多斯盆地周缘均有响应,预示着青藏高原在该时期存在一期明显的构造隆升,其远程效应是造成汾河改道退出运城盆地的主要动力。该研究成果从沉积角度为运城盆地古汾河的改道时限提供了新的证据。

运城盆地ZK301钻孔中新世保德组孢粉组合及地质意义

中新世保德组沉积时期是青藏高原向北东方向隆升扩展影响到鄂尔多斯周缘新生代盆地的关键时期。文章对运城盆地峨嵋台地ZK301钻孔中新世晚期保德组岩芯进行了孢粉学研究,系统鉴定了沉积孢粉和再沉积孢粉的特征,探讨了保德组沉积时期的古气候与古构造背景。运城盆地中新世保德组沉积孢粉自下而上可以划分为麻黄科-藜科-禾本科和蒿属-藜科-葎草属2个孢粉组合带,说明运城盆地中新世晚期是从以麻黄科-藜科-禾本科为主的荒漠草原发展为以蒿属-藜科为主的荒漠草原,气候由相对寒冷干燥过渡为偏冷偏干,这种变化过程与中新世晚期青藏高原隆升扩展远程效应对气候的影响有关。再沉积孢粉组合主要集中在保德组下部,以麻黄科含量最高,其次是松属、云杉属、柏科、藜科、胡桃科和蕨类植物孢子,还有少量的克拉梭粉属和胡颓子科等,反映了温暖湿润的气候环境。再沉积孢粉主要来自于中条山北缘山前的古近纪地层,说明在保德组沉积初期,中条山存在一期快速的隆升剥蚀,保德组经历了古近纪地层的剥蚀-搬运-再沉积过程。

龙门山断裂带南段错断晚更新世以来地层的证据

在野外实地考察基础上,研究人工开挖剖面并使用现代测年技术后,发现龙门山断裂带南段的前山断裂和中央断裂自晚更新世以来发生过强烈的活动。可以分辩出龙门山前山断裂南段大川- 双石断裂错断距今5-74 万a 以来的冲积层,垂直位移1-74m ;中央断裂南段五龙断裂在错断距今9 万a 左右的冲洪积地层后,被距今约7-85 万a 的坡积层覆盖,剖面上地层的垂直位移为0-73m 。

云南丽江地区大具盆地早更新世金沙江砾石层的发现及其意义

报道了云南大具盆地北部金沙江下渡口西岸的2层早更新世金沙江砾石层,它们分别位于盆地底部的冲、洪积砾石层的底部。该砾石层的砾石分选与磨圆很好,局部被钙质胶结,成分复杂,大部分为本地所无,表明其应为金沙江长距离搬运而来。该砾石层的钙质胶结物和钙质砂层2个样品的ESR年龄测定结果分别为1950±230kaBP和1770±160kaBP,属早更新世。对比其上游四川德格含下更新统汪布顶组哺乳动物群的金沙江第五级阶地砾石层和下游四川攀枝花金沙江沿岸伏于中、晚上新世湖相沉积昔格达组之下的分选与磨圆良好、成分复杂的河流相砾石层,表明在早更新世甚至上新世时期,金沙江已经贯通。

末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠－黄土边界带地处东亚季风边缘，这一地区的风成沉积即古风成砂－黄土－古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（Ｓ１）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成，可与深海氧同位素阶段５的五个亚阶段（ａ－ｅ）则很好对比。末次冰期的沉积（Ｌ１）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成，由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段２、阶段４及阶段３的中期是沙漠－黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（Ｓ０）和其上的流沙组成，但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成，已不具备明显的气候指示意义。

九江地区网纹红土的时代

长江中下游地区广泛发育网纹红土。本文对九江长虹大道剖面进行了初步研究。该剖面地层自下而上可分为河流相冲积砂砾石、以发育水平状网纹为特征的铁质网纹红土、以垂向网纹为特征的网纹红土、红色粘土和风成下蜀黄土，分别厚３．３、４．５、５．９、３．６和４．１ｍ。磁性地层研究结果，布容正向极性带／松山反向极性带的界限出现于网纹红土层中部，距顶深部１２．９ｍ处；贾拉米洛正向极性亚带出现在铁质网纹红土层中，距顶深度１５．１—１６．１ｍ处。根据ＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ古地磁极性年表的模式年龄和热释光年龄，计算出沉积速率，进而计算出各层的界限年龄。结果表明，铁质网纹红土沉积于１２３２—８６９ｋａＢＰ；网纹红土大约沉积于８６９—３９２ｋａＢＰ；红色粘土沉积于３９２—１０１ｋａＢＰ。九江长虹大道剖面代表了该地区从河流沉积、铁质网纹红土、网纹红土、红色粘土到风成黄土沉积的演变过程，并显示出准０．４Ｍａ的周期变化。这与黄土高原、青藏高原构造层和地球公转轨道偏心率变化所反映的准０．

渤海海域晚更新世—全新世的活动构造

利用在渤海最新获得的约5 000 km的浅层地震资料,发现在渤海海域发育大量晚更新世—全新世断裂和褶皱,进而对其分布、浅层结构、运动学性质和活动性进行了研究,绘制了渤海海域活动断裂分布图。研究结果表明:渤海晚更新世—全新世活动断裂主要走向为北北东向、北西向和近东西向,东西向断裂数量最多;断裂的形成受区域应力场和早期断裂的控制,而褶皱则以背斜居多,通常沿早期断裂带发育;就分布密度而言,辽东湾内断裂密度远小于其他海域,而同一构造单元其边界部位断裂密度大于单元内部;具继承性发展的断裂多具有复杂的破裂结构,破裂带剖面上呈耙形或"Y"字型,晚更新世沉积层变形明显;受断裂错动地层的形成时代表明,多数断裂的最新活动发生在晚更新世中期-晚期,部分断裂在全新世发生过活动;多数断裂具有明显正断拉张作用,而郯庐断裂带和张家口-蓬莱断裂带内次级断裂还可能具走向滑移分量;渤海浅层断裂的活动性与现代地震震中的分布具有较好的相关性,这对于渤海地震危险性评价具有重要意义。

末次间冰期兰州黄土记录中的粘土矿物及其环境意义探讨

本文研究了末次间冰期高分辨率兰州黄土（Ｓ１）２１个样品中的粘土矿物，并与现代尘暴沉积物作了对比。研究结果表明，Ｓ１三个古土壤层及其间所夹两个黄土层中的粘土矿物组合特征基本一致，以伊利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊／蒙间层矿物。粘土矿物的形成以碎屑成因为主，其总量在剖面上的变化具有指示气候变化的意义。古土壤层中伊利石结晶度较黄土层中低，反映在气候温暖潮湿的条件下粘土矿物受到了不同程度的改造。粘土矿物总量及各种矿物相对含量的变化和对伊利石结晶度的研究均表明。

新疆阿尔金山南缘长沙沟断陷盆地洪积物时代厘定及古气候环境分析

新疆阿尔金山长沙沟断陷盆地第四系发育。本文对长沙沟断陷盆地洪积物开展了岩石学、光释光(OSL)年代学及孢粉分析研究。洪积物岩石组合多为复成分砂砾石层夹含砾粗砂透镜体,砂砾分选、磨圆中等,多为松散状,局部为半固结状;该时期洪积物中以木本植物花粉占优势,灌木与草本植物花粉居于次要地位,植被类型主要为针阔混交林,松属、栎属、栗属等为主要的组成部分,表明该时期长沙沟一带气候温暖较湿多雨,为中纬度地区高山地理环境;光释光(OSL)年龄测试,年龄分布于87.3~109.5 ka之间,时代厘定为中更新世。