东南极西福尔丘陵冰碛物中磁铁石英岩的识别与地质意义

广袤的南极大陆发育丰富的岩石类型,也蕴藏着丰富的自然资源。但南极大陆大部分地区常年被冰雪覆盖,难以进行直接研究;而散布在冰川周缘的冰碛物包含各种岩石类型,携带丰富的冰下地质信息,对理解南极大陆岩石组成、构造演化及成矿作用具有不可替代的作用。通过对东南极西福尔丘陵冰碛物研究,识别出了两种磁铁石英岩(条带状铁建造的组成岩石,简称BIF),分别为浅暗红色富赤铁矿磁铁石英岩和浅灰色磁铁石英岩。浅暗红色富赤铁矿磁铁石英岩的石英条带和磁铁矿条带相间分布,界线较为平直,矿物组合主要包括石英、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等,含少量绢云母、磷灰石;赤铁矿含量约3%,分布在磁铁矿颗粒边缘或裂隙中,或呈颗粒状分布于石英条带中。浅灰色磁铁石英岩的石英条带和磁铁矿条带相间分布,条带边缘不平直,矿物组合主要包括石英、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿,含少量透辉石、透闪石、阳起石;赤铁矿含量很少(<1%),分布在磁铁矿颗粒裂隙内,或呈颗粒状分布于石英条带中。根据已有的结果初步推断东南极西福尔丘陵两种样式BIF具有相似的沉积环境,属阿尔戈马型。BIF中赤铁矿可能是由磁铁矿经历了一定程度的氧化作用形成,且赤铁矿形成时地球环境中氧气含量应处于上升过程。根据已有的资料推测,西福尔丘陵BIF形成时代在25亿年前,或可追溯至30亿年前,其形成机理与环境有助于解释地球早期地质及环境演化规律,值得将来深入研究。

来自东南极西福尔丘陵附近冰碛物中沉积岩砾石的碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及其意义

东南极西福尔丘陵东南侧分布着长约20km带状冰碛物,这些冰碛物成分复杂,其中含有少量与该地区高级片麻岩的基岩显著不同的沉积岩砾石。根据冰川流动方向可以推测它们来自西福尔丘陵的东南侧的冰盖之下。对其中8个具有代表性的沉积岩砾石样品进行碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄测试,其U-Pb表面年龄主要集中在2410～2600Ma和3340～3500Ma之间,缺乏1000Ma和500Ma变质年龄,这些信息不仅暗示在西福尔丘陵东南侧存在一个古太古代陆块,而且说明该碎屑岩的物源区的岩石组成相对较为单一。

戴维斯站区与长城站区企鹅粪土层生物标型元素的确定与比较

在中国第22次南极考察(2005/2006)期间,采集了东南极戴维斯站区加德纳岛(GardnerIsland)上一根含企鹅粪的沉积泥芯。分析测试了该沉积物、新鲜企鹅粪和当地基岩中部分化学元素的含量。对元素进行聚类分析并结合对比新鲜企鹅粪、基岩中的部分元素含量特征后得出,该粪土沉积的生物标型元素组合包括P、Se、F、S、As、Cu和Sr等7种元素。这与西南极阿德雷岛企鹅粪土层的生物标型元素组合是基本一致的。在此基础上,对东、西南极企鹅粪土层的生物标型元素进行了优选,得出东南极优选生物标型元素为P和Se,西南极则为F、P和S。这为探讨东南极企鹅数量变化及东、西南极企鹅数量变化的对比研究打下了基础。

东南极阿德雷企鹅古生态变化及其对气候环境的响应

阿德雷企鹅是气候生态环境变化良好的生物指示计,其登陆历史和种群数量变化是了解南极冰川进退和生态环境演变的重要指标。此前对阿德雷企鹅的古生态研究主要集中在南极半岛和罗斯海地区,对东南极的研究则非常有限。基于此,对东南极西福尔丘陵阿德雷企鹅聚居地进行了考察采样,并在后期开展了深入的生态地质学研究。通过对粪土剖面的AMS^(14)C定年和元素地球化学分析恢复了全新世以来东南极西福尔丘陵阿德雷企鹅的登陆历史及其种群数量动态变化,发现历史时期企鹅的种群生态变化与该地区冰川进退和气候环境之间存在紧密的联系:冰盖的后退和无冰区的出露往往伴随着企鹅的登陆,适宜的气候有利于企鹅种群的增长,而冰期气候则不利于企鹅种群的发展。