贵州东北石阡地区的志留系出露良好、化石丰富,是华南志留系研究程度较高的经典区域之一.本文报道在该地区志留系经典剖面——雷家屯剖面以北新揭露的坉坪剖面.炖坪剖面上的志留系兰多维列统自下而上依次为"龙马溪组"、香树园组、雷家屯组、马脚冲组、溶溪组、秀山组和迴星哨组,可分别与其层型剖面进行良好对比,且沉积连续、化石丰富,特别是在溶溪组中部首次发现中国志留系中最低的含鱼化石层位.经过详细的地层、古生物、碳稳定同位素地层学等研究,在理清坉坪剖面志留纪地层的沉积、化石特征及序列的基础上,本文首次揭示该剖面志留系兰多维列统δ13Ccarb的连续变化曲线,并在香树园组、雷家屯组和秀山组中识别出3次全球性δ13Ccarb事件——早埃隆事件(Early Aeronian Event)、晚埃隆事件(Late Aeronian Event)和瓦勒古事件(Valgu Event),同时结合前人的研究成果,探讨了石阡地区志留纪的沉积环境演变.
汾渭盆地在上新世至早更新世发育巨型内流湖泊——三门古湖.三门组是三门古湖内沉积的一套河湖相地层,同时是中国北方重要的新生代陆相地层单位.三门组沉积结束是指示黄河贯通的重要标志之一,但对三门组命名地三门峡盆地黄底沟剖面的研究显示,其岩性特征及地层时代与汾渭盆地内其他次级盆地的三门组明显不同,这不利于三门组的划分和对比,也导致了学术界对黄河贯通三门峡时代的争议.最近,我们对三门峡盆地东部平陆县张村镇后沟村出露的三门组做了详细的沉积特征和磁性地层研究,结果表明:(1)三门峡盆地三门组的地层特征和时代(2.7-1.6 Ma)与汾渭盆地内其他次级盆地基本一致,指示黄河袭夺三门古湖的时间大约为1.6 Ma,与其他证据揭示的黄河贯通三门峡的时间一致;(2)之前作为三门组命名剖面的黄底沟剖面可能因黄河的侵蚀而缺失了三门组,修订后的磁性地层年代框架指示该剖面可能保存了上新统游河组和上中新统灞河组.三门组在三门峡盆地多个剖面均有出露,本文建议将地层连续、界线清晰、出露最佳、有详细古地磁定年且交通便利的后沟剖面作为三门组的标准剖面.
安徽石台地区柳树亭剖面是下扬子区中—晚奥陶世地层代表性剖面,本文对该剖面开展了详细的牙形类生物地层学研究.通过系统的样品采集分析,在柳树亭剖面的牯牛潭组和大田坝组自下而上识别出牙形类Lenodus antivariabilis带、Lenodus variabilis带、Yangtzeplacognathus crassus带、Dzikodus tablepointensis带、Yangtzeplacognathus jianyeensis带;宝塔组自下而上可识别出Baltoniodus alobatus带和Hamarodus brevirameus带.柳树亭剖面中—晚奥陶世牙形类生物地层序列可以在区域内乃至全球范围内进行较好的对比,但中—晚奥陶世之交缺失Eoplacognathus suecicus带、Yangtzeplacognathus foliaceus带和 Yangtzeplacognathus protoramosus带.
海南岛东部黄竹岭地区的原"抱板群"早年已被解体为奥陶纪南碧沟组和中元古代戈枕村组、峨文岭组.本研究在原划归早奥陶世南碧沟组中酸性火山岩夹层中获得锆石SHRIMP U-Pb年龄441±10 Ma,属于志留纪兰多维列世,且此火山岩的形成年龄可代表该套火山-沉积岩系的形成时代;在原划归抱板群峨文岭组的变质沉积岩系中获得碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb最小峰值年龄438 Ma,指示其形成于志留纪兰多维列世;原划归抱板群戈枕村组的地质体实为泥盆纪片麻状花岗岩类.因此,本文将黄竹岭地区原"抱板群"重新解体为志留纪地层(保脚村组和蒙花岭组),以及泥盆纪侵入岩类.保脚村组(原峨文岭组)变质沉积岩系及蒙花岭组(原南碧沟组)变质火山-沉积岩系均被泥盆纪花岗岩侵入.海南岛东部黄竹岭地区志留纪兰多维列世地层及泥盆纪侵入岩类的厘定,对海南岛东部地区早古生代地层格架的建立、海南地块构造演化等基础性地质问题的研究具有一定意义.
黑龙江省受古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋和环太平洋构造体系影响及叠合改造,地质演化历史复杂,作为其重要演化记录的地层一直是研究的重点,并且近年来获得了一批高精度年代学数据和古生物方面的资料.本文基于近30年黑龙江省的区域地层研究成果,结合前人资料,梳理和总结了20世纪《黑龙江省区域地质志》出版后前新生代地层研究的新进展,初步确定了前寒武纪地层主要为中—新元古界的划分对比方案,将传统作为地块基底的部分前寒武系厘定为古生界,就部分古生代地层时代做了修正,提出了中生界划分对比新方案.另外,将一些造山带非史密斯地层厘定为俯冲增生杂岩,并就其物质组成的基质和岩块进行了总结,进而为区域地层划分对比和地质构造演化提供黑龙江省地层方面的资料.
作为新元古代全球冰期结束的标志,盖帽碳酸盐岩在全球广泛分布.盖帽碳酸盐岩特殊的沉积构造和地球化学特征使其长时间以来成为学界研究新元古代冰期事件的重点关注对象.湖北宜昌三斗坪地区埃迪卡拉系陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩中具极负碳同位素值(δ13C最低值小于-40％,VPDB)方解石的形成与甲烷氧化有关,被认为是甲烷水合物释放导致冰期结束和盖帽碳酸盐岩沉积这一假说的关键证据.但也有学者认为这些具极负碳同位素值方解石是在盖帽碳酸盐岩沉积之后形成的,因此与冰期结束和盖帽碳酸盐岩沉积无关.为探讨盖帽碳酸盐岩中具极负碳同位素值方解石的形成时间,本文利用近年来发展迅速的碳酸盐矿物激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb定年技术,分别对湖北宜昌九龙湾剖面陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩裂隙和孔洞中的暗色方解石、白云石胶结物、白云石围岩进行了年龄测定.测试结果表明,暗色方解石的形成时间为593.7±8.7Ma(2σ,n=111,MSWD=3.6),比盖帽白云岩沉积时间晚约40 Myr,而白云石胶结物和围岩的分析测试获得了与方解石近似的U-Pb年龄,表明后期富甲烷流体的活动也对裂隙早期胶结物和周围的白云岩造成了影响.
近些年来,塔里木盆地塔河地区石炭系卡拉沙依组碎屑岩的油气勘探取得了丰硕成果.依据全球海平面变化,结合钻井和地震资料,本文划分了塔河地区石炭系卡拉沙依组层序,并提出其层序格架内的三种体系域沉积模式.塔河地区石炭系卡拉沙依组碎屑岩地层处于一个二级层序之内,其内部砂泥岩段被划分为5个三级层序.本文总结了每个层序界面、层序的内部特征及层序发育的控制因素,提出了塔河地区石炭系卡拉沙依组三级层序内的低位、海侵和高位3种体系域沉积模式,并分析了其内部沉积特征.塔河地区石炭系卡拉沙依组碎屑岩地层沉积物源为塔北剥蚀区,主要发育辫状河三角洲-陆棚沉积体系,其中上泥岩段整体主要发育浅海陆棚沉积,砂泥岩段(SQC1-2k5-SQC1-2k1)海侵体系域主要发育退积型前三角洲,高位体系域主要发育进积型辫状河三角洲平原-三角洲前缘-前三角洲;低位体系域发育期主要作用于前一个三级层序的高位体系域,为三级层序界面形成期.构造运动、海平面升降、物源供给及古气候是塔河地区石炭系卡拉沙依组三级层序及其内部体系域发育的主要控制因素.
本文通过对长江三角洲北翼东台地区ZKA02孔岩石地层、磁性地层、生物地层和年代学数据的分析研究,结合区内其他钻孔的对比,确定了该孔第四纪年代地层序列.结果表明:该孔第四系底界埋深297.36 m,地质年龄为2.58 Ma,置于松山/高斯极性时(M/G)分界处;中、下更新统界线埋深168.97 m,与布容/松山极性时界线(B/M)吻合,时代为0.78 Ma;中、上更新统界线埋深98.90 m,上更新统底部与本钻孔MIS5底部大致相当,时代为120kaBP;上更新统与全新统界线埋深11.08 m,年龄约为12 ka BP,深海氧同位素I阶段(MIS1)与末次盛冰期(LGM)界面为全新统底界.本孔的微体古生物分析进一步揭示了3层海相沉积层,分别对应MIS5(74-128 ka)、MIS3(24-60 ka)、MIS1(现在-12 ka).该结果较好地印证了中国东部沿海地区晚更新世以来发育的3次大规模海侵事件,同时也为本地区晚更新世以来的地层划分提供了必要的数据支撑.
本文首次报道和描述了武汉地区上泥盆统五通组的双壳类化石,将其定名为Sanguinolites sp.(血石蛤未定种).通过对比五通组Sanguinolites和石炭纪cf.Sanguinolites与Carbonicola的大小、壳形、产出层段,以及双壳类的适应性形态功能,综合岩性和植物化石的保存状态,本研究认为武汉五通组的沉积环境为低输沙量、低水动能的局限海湾环境,食物可获得性较差.低输沙量与晚泥盆世植被发育及其对地表土壤的保护,以及该区的地理位置有关,而低水动能可能是由于障壁岛(或障壁沙坝)的存在,使得研究区成为半封闭的水域,海水能量较低.这种相对闭塞的低能环境,也是造成这一地区双壳类分异度低、个体小和壳薄的主要原因.新发现的化石材料填补了中扬子地区五通组双壳类的空白,对该地区古环境和古地理的重建具有重要意义.
白土山组是松嫩平原地区的第四纪下限,早期对该组的认识仅限于岩性,其矿物学和地球化学属性尚未涉及.为此,本文以吉林白城平安镇白土山组标准剖面为研究对象,基于沉积学、矿物学和地球化学地层属性,揭示其化学风化、沉积循环、物源和沉积环境.结果表明,白土山组砾石砾径以20～80mm为主,分选差,磨圆度较好,弱—中等风化程度,呈颗粒支撑,基质为砂—粉砂和泥.砾石成分以凝灰岩为主,流纹岩和石英质岩石次之,含少量花岗岩和沉积岩砾石.重矿物组成以白钛石、绿帘石和钛铁矿为主,锆石、磁铁矿、锐钛矿和赤褐铁矿次之,其他矿物含量＜1％,个别样品出现软、硬锰矿.沉积学、重矿物及地球化学证据共同表明沉积物来自大兴安岭的中—酸性岩浆母岩,经历了中等程度化学风化,是初次循环的产物.综合沉积学和地球化学指标,本研究认为平安镇白土山组是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲-洪积物堆积.此项研究对大兴安岭东麓地层划分及对重建松嫩平原的沉积环境具有重要意义.
西准噶尔地区泥盆系-石炭系界线附近的"和布克河组"已被确认为洪古勒楞组的同物异名,但区域上原划为"和布克河组"的地层并不全是洪古勒楞组,甚至不是洪古勒楞组.本研究通过详细的野外地质调查,发现大部分地区的"和布克河组"可以解体为上泥盆统朱鲁木特组和洪古勒楞组,以及密西西比亚系黑山头组,极大地扩大了这三个组的地理分布范围,为研究我国北方泥盆系-石炭系界线及相关生物-环境事件提供了更多的参考剖面.洪古勒楞组内发育两套特征明显的砂砾岩,根据下段中部砂砾岩(即龙口段)的区域分布特征,本文认为西准噶尔北部在晚泥盆世为东南高西北低的古地理格局;洪古勒楞组顶部的砂砾岩(即"杨庄砂岩")可以作为西准噶尔地区泥盆系-石炭系界线的重要辅助识别标志.
二连盆地是中国东北晚中生代沉积盆地群的重要组成部分,也是我国重要的油气基地.盆地的资源勘查工作已有数十年的历史,但至今盆地白垩系各岩石地层单元仍缺少高精度的同位素定年数据,盆地各凹陷的早白垩世地层、构造演化及其大地构造背景仍存在较多争议.本研究通过对二连盆地朝克乌拉凹陷沉积盖层底部火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年(获得年龄131±2 Ma),结合钻井、地震反射剖面等资料,对凹陷白垩系进行了重新划分,对凹陷的形成时间和演化历史进行了限定.前人沿袭二连盆地白垩系划分惯例,将朝克乌拉凹陷下白垩统自下而上分为阿尔善组、腾格尔组和赛汉组;而本研究的测年结果表明凹陷最下部地层为腾格尔组,而非前人认定的阿尔善组.朝克乌拉凹陷缺失阿尔善组,显示凹陷的形成始于早白垩世欧特里夫期,而非前人认为的瓦兰今期.结合二连盆地乌里雅斯太等凹陷和中国东北其他地区(如燕山、松辽盆地、海拉尔盆地、漠河盆地等)的地层资料,本研究认为包括二连盆地在内的中国东北地区白垩纪强烈伸展拉张环境始于欧特里夫期,区域性的伸展构造环境可能与蒙古—鄂霍茨克洋关闭后加厚岩石圈发生重力垮塌有关.
扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都之间)奥陶纪达瑞威尔期—桑比期地层以往多被笼统地归入"巧家组",其空间分布情况不详,划分与对比仍存争议.综合最新研究成果与前人资料,本文认为"巧家组"仅限于台地西南缘(今川滇交界南部与滇中),代表康滇古陆与滇黔桂古陆之间的浅水海湾沉积,与台地西缘其他地区相当层位岩相差别明显,宜专文优先详述.在分布区内,"巧家组"两分明显:下部以白云岩为主,广布于滇中至川滇交界南部,向古地理上远岸一侧相变为灰岩;上部以一套碎屑-碳酸盐混积岩为特色,底部常发育铁鲕层,其分布限于川滇交界南部,亦向远岸一侧过渡为灰岩沉积.以此认识为基础,按照现代命名规范的目标和要求,本文提出"巧家组"划分命名修订方案,以最大限度地确保研究区内地层单位名称的稳定与统一,即:维持"巧家组"原义,提升其为巧家群;恢复使用诺多组和华弹组分别指称"巧家组"的下部和上部;将华弹组非正式划分为下、中、上三段;鉴于华弹组底部铁鲕层在上扬子区分布较为广泛,具有重要的地层对比价值,创名西瑶层称之.同时,本文认为诺多组和华弹组的时代分属于达瑞威尔早期和达瑞威尔晚期—桑比期.在新的地层框架下,本研究系统汇总了现有的资料,进而讨论了研究区达瑞威尔期—桑比期的古地理变迁.
本文依据近年来在江西武宁清水组及安徽宁国唐家坞组中新发现的含鱼层位,结合古鱼类形态学与系统学研究结果,对中国含志留纪早期鱼化石的主要层位进行梳理,认为:(1)浙西北地区产曙鱼科和修水鱼科化石的地层为唐家坞组,属于下红层,而非上红层茅山组;(2)皖东南地区产大庸鱼科化石的地层为唐家坞组,属于下红层;(3)依据所产的大庸鱼科、汉阳鱼科、古木鱼科等原始盔甲鱼类化石,苏皖地区侯家塘组属于下红层;(4)根据古鱼类化石,华南的溶溪组、清水组、唐家坞组、侯家塘组与新疆塔里木盆地的塔塔埃尔塔格组可以直接对比,时代为志留纪兰多维列世特列奇早期.基于古鱼类化石新认识,本文修订了产于湖南下红层中的温塘鱼类化石组合,该组合主要以盔甲鱼亚纲中的基干盔甲鱼类(汉阳鱼科、修水鱼科、大庸鱼科)、最原始的真盔甲鱼类(曙鱼科)、最原始的多鳃鱼类(古木鱼科)与软骨鱼类中的中华棘鱼类的出现与繁盛为特征.
准噶尔盆地位于古亚洲洋构造域南部,是中亚造山带的重要组成部分.早石炭世,该盆地继承了晚泥盆世多洋岛的古地理格局,沉积了一套巨厚海相沉积物.随着古准噶尔洋持续收缩,海水逐渐退去,区内形成多个残余洋盆,并最后被充填及消亡.太勒古拉组、包古图组和希贝库拉斯组为西准噶尔地区从下到上的石炭纪沉积序列,完整记录了西准噶尔残余洋盆充填消亡的全过程.根据上述三组地层岩性及其组合特征、沉积构造特征,将残余洋盆收缩充填过程分为3个阶段:太勒古拉组以暗色硅质岩、硅质泥岩夹粉砂岩为主,代表着洋盆沉积记录,即盆地阶段;包古图组以硅质岩、粉—细砂岩和含砾砂岩为主,毫米—厘米级鲍马序列极为发育,代表洋盆缓慢收缩充填的开始,即缓慢充填阶段;希贝库拉斯组以含砾砂岩、砾岩、角砾岩夹砂岩和泥岩为主,浊流沉积和风暴沉积较为发育,水体较浅,残余洋盆进入快速充填—消亡阶段.
本文系统地统计并评估了扬子板块三峡地区埃迪卡拉纪海相碳酸盐岩的Ce/Ce*比值,并依据能够反映原始海水信息的Ce/Ce*数据探讨了三峡地区埃迪卡拉纪浅海海水的氧化还原性质.数据表明,埃迪卡拉纪早期陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩没有明显的Ce异常,结合Fe组分特征,盖帽碳酸盐岩沉积期间水体主要处于铁化环境,并有间歇性的硫化,晚期有向锰化带转变的趋势.埃迪卡拉纪中期,600-590 Ma海水可能具有弱氧化特征,590-580 Ma海水氧化还原条件波动较大,575-570 Ma(Shuram/DOUNCE开始阶段)Ce负异常显著,海水处于氧化环境.埃迪卡拉纪晚期,灯影组Ce负异常明显,表明该时期水体为氧化环境,可能促进了这一时期宏体多细胞动物的繁盛.海相碳酸盐岩的Ce/Ce*比值是判别古海水氧化还原状态的重要指标,目前埃迪卡拉纪可靠的碳酸盐岩Ce/Ce*数据还不够丰富,更多此类研究工作有待开展.
准噶尔盆地北缘的乌伦古河流域发育有广泛的新近纪地层,其沉积环境与哺乳动物化石组合的演变是新生代全球变化在新疆和中亚内陆的集中体现.其中,中中新世晚期河流相-冲积相的可可买登组与风成的顶山盐池组底部的关系长期以来未有明确的研究结果,曾被推测为同期异相沉积.此文对顶山盐池二号涵洞剖面的研究表明,黄色的可可买登组平行不整合于绿色河湖相的哈拉玛盖组之上,并位于红色的顶山盐池组之下,与后者没有明显的沉积间断.大范围追索对比发现,可可买登组在顶山盐池台地、夺勒布勒津台地、铁尔斯哈巴合台地等区域广泛分布,沉积相往往由层型剖面的河道-冲积相过渡为与哈拉玛盖组相似的河湖相,但可可买登组颜色较黄,以此与哈拉玛盖组相区别.另外,可可买登组动物群与通古尔推饶木动物群可以对比,其时代稍早于顶山盐池下部相当于通古尔默尔根的动物群,而明显晚于哈拉玛盖组的动物群.该研究确定了可可买登组的分布及其与顶山盐池组、哈拉玛盖组的关系,为研究青藏高原隆升,以及新疆和中亚内陆气候敏感区域在中新世温暖向寒冷转变时期的环境演变和动物群对比提供了重要的地层学基础.
前寒武纪(pre-Cambrian,Precambrian)是一个非正式的地质年代单位,泛指寒武纪之前的地质时代,在地质科学研究和实践中被广泛使用.约占地球历史88％时长的前寒武纪岩石和地层经过长时间各种地质作用改造,不仅记录不完整、保存差,而且原始地层层序复杂不清.同时,前寒武纪没有像显生宙那样可以用于地层划分和对比的标准生物化石,因而前寒武纪地层研究和地质年代划分与对比非常困难.
扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都之间)晚奥陶世凯迪晚期地层的划分、对比与空间分布等方面仍存在诸多的不确定.本文综合新的研究成果和前人的资料,认为研究区这段地层可划归近岸白云岩相、近岸灰岩相、过渡混积相和远岸较深水相4个相带,并据此修订了前3个相带的地层框架,以实现与远岸较深水沉积(以临湘组和五峰组为代表)更高精度的对比.近岸白云岩相带以下部深灰色薄层硅质白云岩、上部薄至厚层白云岩夹含笔石碎屑岩为特色,以修订后的王家河坝组称之.近岸灰岩相带的该段地层下部为深灰色薄层硅质灰岩,上部为薄至厚层灰岩、白云质灰岩,常发育含笔石碎屑岩夹层,本文以修订后的铁足非克组称之.在过渡混积相带内,下部为深灰色薄层泥晶灰岩,常发育垂向管状遗迹化石,创名莲峰组;上部为灰岩与泥页岩不等厚互层,化石丰富,沿用大渡河组一名.同时,本文认为王家河坝组下段、铁足非克组下段和莲峰组均对比于临湘组;王家河坝组上段与五峰组可部分对比;铁足非克组上段和大渡河组均可与五峰组完全对比.在新的地层框架下,本文通过系统总结已有的资料,尝试对研究区凯迪晚期的古地理进行更高精度的复原.
长财组是松江盆地的主要生油层,其沉积体系恢复及沉积模式建立对油气勘探具有重要意义.本文在研究长财组野外实测地质剖面、岩性组合特征和粒度分布特征的基础上,结合沉积物结构-构造特征、沉积体系的空间展布特征和水动力条件分析,识别出3种亚相和8种微相:扇三角洲平原亚相的分流河道微相、河道间及支间沼泽微相,扇三角洲前缘亚相的河口沙坝微相、水下分流河道微相、分流间湾微相、远沙坝微相、前缘席状砂微相,以及前扇三角洲亚相的粉砂岩微相;进而恢复了松江盆地长财组沉积体系,确认长财组形成于近源快速堆积的扇三角洲沉积环境,是一种典型的湖侵退积型扇三角洲,其物源区位于松江盆地西部和南部的隆升地区,沉积厚度由西向东、由南向北逐渐增厚,厚度最大处位于马鞍山林场西侧附近.
