江苏南通近岸区晚第四纪沉积序列的沉积相特征与定年

近三十多年来长江三角洲地区晚第四纪3期下切河谷的形成与演化得到了学术界的关注,但以往对晚第四纪早期和中期下切河谷充填层序年龄的限制还很欠缺。为了探讨这些下切河谷及其沉积充填的形成时间以及下切河谷形成与全球海平面变化的关系,对江苏南通近岸区孔深79 m的全取芯钻孔(JC-1205)岩芯开展了综合测试(沉积物粒度、底栖有孔虫、光释光(OSL)测年和AMS^(14)C测年)和沉积相分析。结果表明,该孔所揭示的晚第四纪沉积序列可划分为4个沉积单元(从下至上为DU 4—DU 1),中—下部3个沉积单元(DU 4—DU 2)为3期直接接触的河流沉积,上部DU 1为近岸海洋沉积(从下至上包括潮道沉积、浅水潮下带—内陆架沉积和潮坪沉积)。晚第四纪海平面变化是控制钻孔位置附近区沉积序列形成的主要因素,晚第四纪早期和中期的下切河谷及其充填沉积(DU 4和DU 3)分别形成于MIS 6和MIS 4,而与晚期下切谷相关的河间地的洪泛平原沉积(DU 2)形成于MIS 2;MIS 4时期下切谷的发育使得其下伏的MIS 5海洋沉积被侵蚀殆尽,而MIS 3时期相对较高的地势导致了沉积间断的出现。DU 1形成于MIS 1晚期,其底部的潮道沉积在其发育过程中对其下伏沉积物(可能形成于MIS 2晚期—MIS 1中期)的侵蚀造成了DU 1和DU 2之间超过10 kyr的沉积缺失。本文的研究成果为长江三角洲地区晚第四纪下切河谷的形成演化提供了重要的时间约束。

南黄海中部隆起晚新近纪——第四纪沉积序列的地层划分与沉积演化

CSDP-2孔位于南黄海中部隆起,其孔深超过2 800 m。该孔中下部中—古生代的固结成岩地层已被深入研究,但其最上部592 m未固结成岩的沉积序列尚未有研究报道。为了确定这部分沉积序列的地层划分,揭示其沉积演化历史,我们对其开展了古地磁测试、光释光测年、底栖有孔虫鉴定和沉积相分析,并与南黄海及其邻近海岸地区以往钻孔岩心分析成果进行对比研究。结果表明,CSDP-2孔0~592.00 m沉积序列最初形成于约5.2 Ma,其第四系底界位于孔深约227.91 m(年龄为2.59 Ma),下/中更新统界线位于孔深约65.23 m(年龄为0.78 Ma),中/上更新统界线位于孔深47.34 m(年龄约128 ka);自晚更新世以来形成的地层又可划分出MIS 5、MIS 4、MIS 3和MIS 1的沉积层段,MIS 2沉积缺失。南黄海中部隆起区在新近纪的剥蚀止于约5.2 Ma,从约5.2 Ma至约1.7 Ma发育河流沉积;由于浙闽隆起的逐渐沉降,约1.7 Ma发生自新生代以来的首次海侵,直至约0.83 Ma,发育潮坪—滨岸沉积与河流沉积的互层;从约0.83 Ma开始至今,浙闽隆起进一步沉降使得南黄海中部隆起区在间冰期高海平面时期的海洋环境基本接近现今环境;南黄海西部陆架在MIS 5发育范围比现今更广的冷水团沉积,在MIS 4、MIS 3早期、MIS 3晚期至MIS 2和MIS1分别依次发育河流、三角洲、河流和滨岸—内陆架环境。该沉积序列主要受控于区域构造沉降和海平面变化,其全新统、更新统及整个地层序列的沉积速率呈现依次明显下降的趋势,主要归因于地层时代越老其连续性越差,特别是晚更新世之前的地层有显著侵蚀的现象。本文的研究成果为深入理解南黄海西部陆架区晚新近纪以来的沉积环境演化进程和沉积地层的形成机制提供了新证据。

近70年来南黄海中部泥质沉积物源的变化及其与东亚季风强度变化的响应关系

对南黄海中部泥质区F0306柱状样沉积物中的210Pb同位素、粒度和常量元素进行了分析,综合探讨了长江物质在研究沉积物中所占比例的阶段性变化及其与东亚季风强度的关系。研究结果表明:不同时期长江物质在沉积物中所占的比例有所差异,这种差异与东亚季风强度的阶段性变化具有很好的对应关系。在1965—1980年期间,东亚季风强度减弱时,黄海暖流强度减弱(冬季)、苏北沿岸流和长江冲淡水向北扩散的能力减弱(夏季),导致搬运至研究区的长江细颗粒物质减少,造成沉积物中的黏土组分含量降低,沉积物地球与长江沉积物的DF(Fe/Mg)、DF(Ti)升高。

山东即墨马山粗面英安岩年代学与地球化学特征及其地质意义

山东即墨马山地区出露罕见的发育柱状节理的中酸性火山岩,对于其年代学及形成的大地构造背景鲜有讨论。岩石薄片与主量元素分析结果证明马山柱状节理火山岩属于粗面英安岩。利用LA-ICP-MS对马山柱状节理火山岩中的锆石进行UPb测年,确定其形成时间为113.2±1.3 Ma,属于早白垩世晚期。原位Lu-Hf分析获得锆石εHf(t)值范围为−19.5~−0.4,对应的二阶段模式年龄范围约为1.97~3.26 Ga,暗示其源区岩浆成生于古老地壳的熔融。马山粗面英安岩具有SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量较高,MgO含量低及富含碱的主量元素的特征。其稀土元素总量较低,配分模式呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾模式,Eu轻微负异常,Sr含量高而Y和Yb含量低。马山粗面英安岩的主微量元素显示其具有埃达克岩特征,推测其来源岩浆可能形成于燕山期华北东部区域性地壳增厚后下部老地壳的熔融。

长江口泥质区24Z孔沉积物粒度特征及对洪水事件的沉积响应

对长江口泥质区24Z孔的沉积物柱状样进行了粒度和元素分析,根据沉积物的粒度特征可将岩芯从下到上分为3个阶段:A阶段(1931—1964年)粒度参数的波动较小,各层位平均粒度Φ在5.58~7.65;B阶段(1964—1983年)粒度参数波动范围比A阶段更小,整个阶段没有出现明显峰值,Φ在6.51~7.37;C阶段(1983—2003年)粒度参数波动范围明显增大,出现多个峰值,Φ在5.59~7.46。元素Zr和Rb质量比(m_(Zr)/m_(Rb))的大小实际上反映了粗粒级矿物与黏土粒级矿物的相对含量的高低,24Z孔的沉积物中m_(Zr)/m_(Rb)波动范围在1.02~3.59,出现了多个明显的峰值。利用24Z孔沉积物平均粒度和m_(Zr)/m_(Rb)识别出多个突变层位,结合长江中下游洪水水文记录,发现突变层位年代与20世纪80年代后的水文洪水年份有着较好的对应,这可能与长江主泓的变化有关。对比突变层位与正常层位的粒度特征,突变层位沉积物的粒度频率曲线呈负偏态且峰高而尖,正常层位粒度频率曲线呈正偏态且峰低而宽,同时,概率累积曲线也指示突变层位沉积物在沉积过程中受到了更强的水动力作用。研究长江口泥质区南部24Z孔的沉积物粒度特征和对洪水事件的沉积响应,可以更好地了解长江洪水所携带的粗颗粒物质在长江口泥质区的分布范围,有助于重建长江流域古洪水从而更好的认识长江流域洪水发生的规律。

淮河与长江和黄河沉积物的物源识别指标比较研究

淮河是中国东部输沙量仅次于黄河和长江的第三大河流,以往对其沉积物的物源识别指标研究甚少。文章测定了淮河与长江、黄河表层沉积物中<2μm粒级组分中的常微量元素、稀土元素(REE)、Sr-Nd同位素以及粘土矿物组成,深入探讨了淮河和长江、黄河沉积物的地球化学特征以及粘土矿物组成的差异性。结果表明,3条河流沉积物中的Ti、Li、Zn、Cu、Sc、Zr、Y、Nb等元素含量有较大差别;淮河沉积物中的87Sr/86Sr平均值为0.72908,介于黄河与长江沉积物之间(平均值分别为0.72589和0.73238),143Nd/144Nd同位素比值与长江和黄河沉积物较为相似。3条河流沉积物中REE的各项参数差异程度较小,经上地壳和球粒陨石元素校正后都具有相似的REE分布形态,仅在元素含量上有较大差别。淮河沉积物中蒙皂石和高岭石含量介于黄河沉积物与长江沉积物之间,伊利石含量高于黄河和长江沉积物,绿泥石含量低于黄河和长江沉积物。淮河沉积物与黄河、长江沉积物在地球化学和粘土矿物含量上的差异,是由于流域内源岩类型以及气候环境的不同所导致。Ti、Li、Zn、Cu、Sc、Zr、Y、Nb等常微量元素、Sr-Nd同位素和粘土矿物组成是区分淮河物质与长江和黄河物质的潜在指标。本研究结果可为今后苏北海岸带地区及毗邻海域的物源判别工作提供有价值的信息。

现代黄河三角洲YRD-1401孔MIS 5以来沉积层序及其古环境意义

近年来渤海地区晚更新世以来沉积环境演化和地层划分存在争议。本文对现代黄河三角洲东南海岸带YRD-1401孔岩芯(长81.00 m)沉积物进行综合研究,旨在建立该孔晚更新世以来地层的沉积相序列和时间标尺,为解决地层划分争议提供新的证据。根据AMS 14C和光释光测年结果,并考虑到YRD-1401孔底部地层光释光年代的不精确性,本文主要研究YRD-1401孔MIS 5以来的沉积演化史。综合分析YRD-1401孔沉积地层的岩性特征和底栖有孔虫组合变化,结合测年结果,该孔可划分为6个沉积单元(从下往上DU 6~DU 1):最底部的DU 6(51.35~81.00 m)为受潮流影响的河流沉积(其形成时间有待进一步研究),DU 5(37.64~51.35 m)为MIS 5潮坪-近岸浅海沉积,DU 4(30.71~37.64 m)为MIS 3早期的潮坪沉积,DU 3(23.50~30.71 m)为MIS 3晚期至全新世早期形成的河流沉积,DU 2(14.22~23.50 m)为全新世早期(约10 cal.ka B.P.)至1855年形成的滨岸沼泽-滨岸浅水-近岸浅海~前三角洲沉积-海洋改造层,DU 1(0~14.22 m)为1855年以来发育的现代黄河三角洲沉积。晚更新世以来该孔有3个海相层(自下而上分别是DU 5、DU 4和DU 2),分别形成于MIS 5、MIS 3早期和全新世,表明晚更新世以来全球海平面变化是其主要控制因素。研究区MIS 4的沉积地层出现缺失。渤海沿岸地区多个钻孔地层的对比表明,区域性的差异构造沉降、沉积物供给和地层完整性等因素也是影响研究区晚更新世以来沉积地层发育的重要因素。