古新世—始新世极热事件(PETM)的陆相记录:现状与展望

古新世—始新世极热事件(Paleocene—Eocene thermal maximum,PETM)是发生在古新世与始新世界线附近的一次全球快速增温事件。研究显示,PETM期间全球大气CO_(2)浓度增加,温度上升,陆地水循环加强,在陆地和海洋中产生了一系列生物—环境响应。目前,PETM研究主要集中在海相地层中,而针对陆相地层的相关报道并不多见。陆相沉积速率较快,沉积地层厚度大,并且保存有丰富的哺乳动物化石和植物孢粉,也适合开展高分辨率古气候研究。本文对北美、欧洲西部和我国典型陆相盆地的PETM研究成果进行了系统性综述,对比分析结果表明,PETM期间陆相地层中的碳同位素偏移过程可以分为快速负偏、保持低值和缓慢恢复三个阶段。陆地植物和哺乳动物在PETM期间并未经历大规模灭绝,反而通过进化、扩散和局部灭绝适应了快速变化的环境。基于最新的研究方法,包括碳酸盐岩U-Pb定年、汞同位素以及团簇同位素,对我国未来的PETM陆相记录研究提出了展望。

碎屑锆石U⁃Pb年代学定量物源分析的基本原理与影响因素——以现代河流砂为例

碎屑锆石U-Pb年代学数据获取快,物源对比精确度高,还可以估算源区剥蚀量,在定量物源分析方面具有显著优势,广受沉积学界青睐。但由于采样、实验过程中的不确定性,常常导致一些物源判别结果存在多解性,甚至产生了很多争议。从碎屑锆石U-Pb年代学定量物源分析的原理入手,综述了由于沉积水动力、母岩锆石产率、沉积再旋回、人类活动、以及数据获取与处理5方面因素对年龄谱可能产生的影响。结果表明,河流砂相比地层中的沉积岩,物源区母岩性质明确,运移路径非常清晰,可以进行锆石产率的准确测定,并能够同时开展混合模型正演和反演,是理想的定量物源分析研究对象。对开展基于现代河流砂的定量物源分析机理研究进行了展望,指出应用新技术、新方法开展小流域碎屑锆石U-Pb年代学研究是揭示锆石侵蚀、搬运和沉积过程行为机理的重要手段、也是构建定量物源分析方法的重要基础,将为规范开展沉积地层的物源研究提供重要的理论依据。

长江的前世今生

长江是中华民族的母亲河,在中华文明历史进程和当代国计民生中占据独特的地位.长江是世界第三、亚洲第一大河,在区域宏观地理环境演化中具有标志性意义.长江的年龄(或者起源与演化历史)作为地球科学界和大众关注的热点,长期存在重大争议,从4 5百万年(始新世)到数万年(更新世晚期)不等,成为科学界一个著名的"世纪谜题".对青藏高原东南缘新生代盆地开展年代学与沉积学研究,揭示出在始新世时期区内存在大型的南流水系,在渐新世期间(或渐新世末期)南流水系转向东流,形成长江第一湾(也有写作"弯").长江中下游新生代盆地的沉积记录也显示,长江上游物质在渐新世晚期(或者最晚在渐新世/中新世之交)就已经能够到达下游,表明贯通东流的长江水系从此诞生.长江是超大型河系,其地质演化主要受到区域构造地貌控制.在新生代,青藏高原地区岩石圈加厚,地表隆升;亚洲东部岩石圈持续伸展减薄,西太平洋边缘海扩张,导致中国西高东低的宏观地形格局逐渐建立,长江的发育与演化正是孕育在这样的宏观构造地貌背景之下.

河流悬浮物Sr-Nd同位素随深度的分异:以长江大通站为例

分析了长江干流大通水文站丰水季节不同水深（表层、中层和底层）悬浮物的Sr-Nd同位素组成,结合悬浮物粒度组成,探讨河流水动力分选和物源比例变化对悬浮物Sr-Nd同位素体系的影响.结果表明,长江大通站悬浮物87Sr/86Sr比值从表层到底层逐渐减小,变化范围从0.730332到0.720857.悬浮物εNd（0）值变化范围为–14.75-–10.09,表现为表层悬浮物较底层具有更负的εNd（0）值.洪水季节,中层样品的同位素组成大致上可以代表该时期河流搬运整体悬浮物同位素组成.研究初步认为,导致河流同位素值分层的原因,可能是由于不同物源的物质对不同层位的悬浮物贡献比例不同,至少在长江流域,来自上游的物质对底层悬浮物的贡献比例大于表层.用Sr-Nd同位素示踪河流沉积物物源是一个被学术界普遍认可的有效方法,在地质研究中被广泛应用.但本研究表明,Sr-Nd同位素在搬运过程中可能会产生一定程度的分异,在应用时应该严格控制采样位置和粒级的选择.

矿场地表管线结垢物的物相组成分析

管道结垢现象是困扰油田生产的重要问题之一,利用扫描电子显微镜观察、X射线衍射分析和X射线荧光分析等多种分析技术研究了矿场地表输油管线腐蚀和结垢的物相组成特征及其空间分布,发现管道结垢物包括富铁矿物(硫化物、氧化物和氢氧化物)和盐类矿物两类(重晶石、天青石和方解石等),并观察了管道内壁表面的腐蚀现象,结垢位于腐蚀部位内侧。推测这些结垢物的形成主要与硫酸盐还原菌(SRB)和化学沉淀有关。铁硫化物Fe9S8指示存在有SRB引起的微生物腐蚀作用,SRB的代谢产物在腐蚀部位周围堆积,宏观表现为点蚀。推测富铁结垢物的铁质主要来自管道腐蚀,而盐类结垢物则与油田卤水在地表的温度、压力和盐度变化有关。

重矿物分析物源示踪方法研究进展

传统的重矿物分析是碎屑沉积物物源示踪的基本方法,具有费用便宜、物源信息全面等优点,还可以为单矿物物源示踪提供重要的背景信息,具有无可替代的作用。近年来,该方法在基础理论和技术上取得了一系列新进展,但尚缺乏系统的总结。对重矿物分析的研究进展和发展趋势进行了梳理,主要包括如下几个方面:(1)沉积物在搬运、沉积、成岩和暴露过程中,风化、水力分选、埋藏成岩等因素对重矿物的影响;(2)重矿物组合数据获取的方法(采样、前处理、粒径选择以及计数等)和应注意的问题;(3)如何进行重矿物数据分析、处理和应用,包括开展常用重矿物指标计算、偏差矫正和沉积物贡献量计算等;(4)重矿物分析方法的发展趋势。认为机器自动矿物识别以及重矿物分析与单矿物分析相结合是重矿物分析物源示踪方法的发展方向。

帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的不对称径向逆冲:多时空尺度变形速率的启示

帕米尔弧形构造带作为印度-欧亚板块碰撞带变形最为强烈的地区之一,该构造带前缘发育了一系列呈弧形形态展布的活动断裂系;其向北突出的弧形形态的形成是数十年来国内外的研究热点。但关于该弧形形态的形成时间、形成机制以及帕米尔弧形构造带的演化过程仍存在很大的争议。沿弧形构造带发育的活动断裂系运动学的时空变化是揭示帕米尔弧形构造带新生代以来形成演化过程的重要窗口,但是鲜有对这些构造的多时空尺度的系统性研究。文章根据这些沿弧形构造不同的构造样式,重点总结了主要活动构造在不同时间尺度下的变形速率,并分析这些构造沿帕米尔弧形前缘的时空变化。结果表明,晚第四纪以来,帕米尔弧形构造带前缘的构造变形速率基本保持稳定,且前缘主要的逆冲和走滑运动呈现强烈的不对称特征。我们认为帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的变形模式基本保持一致,主要表现为不对称径向逆冲的运动学模式,这一运动学模式的形成可能受控于帕米尔边界条件的差异。