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• 2016年, 18卷, 第4期
  刊出日期：2016-08-01

    

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  综述
  古地理学及矿产资源
  岩相古地理学及沉积学
  生物古地理学及古生态学
  

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综述
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  综述

  冲积扇沉积构型研究进展^*

  吴胜和, 冯文杰, 印森林, 喻宸, 张可

  2016, 18(4): 497-512. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.036

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  冲积扇是发育于盆地边缘的一种重要的沉积相类型。近20年来,在冲积扇分布的控制作用、内部构型及储集层特征研究等方面取得了很大的进展:(1)深化了断层活动、物源岩性条件及不同级次基准面旋回对冲积扇沉积构型的控制作用机理;(2)建立了碎屑流主控、碎屑流与河流主控、河流主控的冲积扇以及末端扇的沉积构型模式;(3)分析了冲积扇沉积机制及沉积构型对储集层质量的控制作用。今后有必要充分应用水槽模拟实验、沉积数值模拟和探地雷达等先进技术,对冲积扇沉积过程、内部构型及储集层非均质性进行更为深入的研究。
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  综述

  冥古宙的地层学属性:了解地球形成初期古地理背景和演变历史的重要线索^*

  梅冥相

  2016, 18(4): 513-524. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.037

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  在现行的前寒武纪地质年代表中,由于太古宙底界没有得到很好的定义,只是被粗略地置于大约4000,Ma,因此也造成了一个没有得到较好定义的“冥古宙”。2个重要的发现促使学者们对冥古宙的地层学属性进行修订:(1)在西澳大利亚Jack山脉太古宙砾岩中发现了真正古老的锆石晶体,其不仅可将地层时代延伸到4404,Ma,而且包含了有关地球早期环境条件较为丰富的信息; (2)在加拿大北部发现了大约4030,Ma的Acasta片麻岩。根据这些发现,并结合月球和陨石的测年数据,就产生了大量有关太阳系和地球早期历史的新知识,包括太阳系与地球的形成、初生地球时期的重要变化及其物质记录和生命的起源及早期进化,这成为修订冥古宙地层学属性的重要基础。修订后的冥古宙代表了地球演变历史的最早时段,即从太阳系和地球在T0=4567,Ma的形成,一直延续到地球上最古老岩石的出现(4030,Ma)。冥古宙还可被进一步划分为2个代:(1)“混沌代”(4567,Ma—4404±8,Ma);(2)“杰克山代”或“锆石代”(4404±8,Ma—4030,Ma)。由于没有保存相应的地层记录,因此冥古宙顶界(4030,Ma)与底界(4567,Ma)的年龄值,仅为一个计时性的年代界限。上述这个被赋予了明确地层学属性的冥古宙,不仅代表了前寒武纪地层学研究的一个重要进展,而且也为深入了解地球早期演变历史提供了许多重要的理念。
古地理学及矿产资源
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  中国陆相盆地油页岩成因类型及矿床特征^*

  刘招君, 孙平昌, 柳蓉, 孟庆涛, 胡菲

  2016, 18(4): 525-534. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.038

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  针对油页岩成因类型,国内外学者做过一些有益的探讨,但尚不存在统一的分类方案。鉴于中国油页岩以陆相成因为主,作者从油页岩的沉积环境出发,总结出从深湖-半深湖到湖沼环境,油页岩中湖泊生物来源的有机质所占比例逐渐减少,陆源有机质影响变大,并以此把中国陆相盆地油页岩分为深湖腐泥型油页岩、半深湖腐殖腐泥型油页岩和湖沼腐泥腐殖型油页岩3种成因类型。通过系统梳理中国29个陆相含油页岩盆地矿床特征,发现深湖腐泥型油页岩主要赋存于大中型坳陷盆地,往往具有分布范围广、空间展布稳定、品质和厚度中等的特点;发育在小型断陷盆地中的深湖腐泥型油页岩矿床具有分布范围小、横向差异大、品质良好和厚度巨大的特点。半深湖腐殖腐泥型油页岩在断陷盆地和坳陷盆地都有分布,具有分布范围小、空间上品质和厚度差异明显。湖沼腐泥腐殖型油页岩主要沉积于断陷盆地中,具有分布局限、品质好、厚度薄的特点。
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  沉积和成岩因素对碎屑岩储集层质量贡献率的定量分析方法——单因素比较法^*

  金振奎, 石良, 闫伟, 朱小二, 彭飚

  2016, 18(4): 535-544. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.039

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  碎屑岩储集层质量在此指其渗透率和孔隙度。影响储集层质量的因素主要是沉积方面和成岩方面。沉积方面的因素包括粒度、磨圆度、分选系数和杂基含量等,成岩方面的因素包括压实强度、溶蚀孔隙含量、胶结物类型和含量等。一种砂岩储集层的质量往往是多种单因素共同作用的结果,如何理清每个因素的具体贡献率是确定主控因素的关键。作者提出了一种分析各种沉积和成岩因素对储集层质量定量贡献率的方法——单因素比较法,并以渤中凹陷古近系东营组砂岩为例进行了演示分析。该地区东营组三角洲平原分流河道砂岩与三角洲前缘河口坝砂岩储集物性差异巨大,计算了各个因素对这种差异的贡献率,确定了主控因素:杂基含量差异的贡献率为78.5%,是主控因素;粒度差异的贡献率为2.7%,分选系数差异的贡献率为1.5%,自生黏土矿物含量差异的贡献率为15.9%,碳酸盐胶结物含量差异的贡献率为2.3%,溶孔含量差异的贡献率为1.5%,压实强度差异的贡献率为1.7%。沉积因素的综合贡献率为各沉积单因素的贡献率之和,为82.7%;成岩因素的综合贡献率为各成岩单因素的贡献率之和,为18.4%(其中溶孔的影响与其他因素相反,即为-1.5%)。因此,沉积因素是导致该储集层质量差异的主要因素。
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  鲁西豫东地区奥陶系顶部岩溶储集层特征及有利控制因素^*

  季汉成, 房超, 华南, 肖菁, 李海泉, 黎雪, 李晨, 马鹏鹏, 毛翔

  2016, 18(4): 545-559. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.040

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  基于野外露头、岩心、薄片和测录井等地质及地球物理资料分析,并结合区域地质背景,深入研究了鲁西豫东(东濮)地区奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶储集层发育特征、演化过程,并进一步分析优质储集层形成的主控因素,预测了有利储集层分布区。结果表明,奥陶系顶部储集层主要岩性为颗粒石灰岩、云质石灰岩、泥晶石灰岩、粉细晶白云岩、含膏白云岩和藻粘结白云岩等,裂缝和溶洞是主要储集空间类型。白云岩类储集层平均孔隙度为2.5%,平均渗透率为7.43×10^-3μm²;石灰岩类储集层平均孔隙度为2.2%,平均渗透率为2.72×10^-3μm²。储集层经历了沉积—准同生期成孔(寒武纪—中奥陶世)→风化淋滤(晚奥陶世—早石炭世)→矿物充填(晚石炭世—白垩纪末期)→溶蚀改造(古近纪)4个演化阶段。沉积相、成岩作用及构造应力控制了研究区优质储集层的形成。颗粒滩及潮坪相带、断裂发育带、白云石化作用和准同生岩溶、表生岩溶、埋藏岩溶作用6项叠合区储集层质量最优;颗粒滩及潮坪相带、白云石化作用和准同生岩溶作用、表生岩溶作用4项叠合区,以及断裂发育带、表生岩溶作用、埋藏岩溶作用3项叠合区储集层质量次之;颗粒滩及潮坪相带、断裂发育带、白云石化作用和准同生岩溶作用、埋藏岩溶作用5项叠合区储集层质量一般。
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  塔里木盆地塔河油田主体区海西早期岩溶台面划分及洞穴层对比^*

  李源, 蔡忠贤

  2016, 18(4): 560-568. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.041

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  在现代岩溶地质考察中,岩溶区因多期次幕式构造抬升运动而形成多级岩溶台面,每级岩溶台面的排泄基准面(潜水面)控制一期洞穴发育。塔河油田海西早期形成了复杂的碳酸盐岩岩溶洞穴系统,纵向上呈现多层性特征,是油气勘探的重点。因此,为了深入认识和阐述洞穴层发育机制,以现代岩溶理论为指导,基于三维地震资料,采用水系汇流点法、侵蚀阶地法、上超终止法并结合地貌特征,对塔河油田主体区海西早期岩溶台面进行划分,并在岩溶台面约束下进行洞穴层对比。研究结果表明:(1)塔河油田主体区发育4级岩溶台面。岩溶台面1形成时代最早,台面3面积最大。(2)主要发育3套洞穴层,具有明显的层状分布特征,台面3的洞穴层规模最大。3套洞穴层在垂向上并不构成大范围重叠,仅台面3控制的洞穴溯源侵蚀穿越台面向上游发育,说明洞穴层形成时的构造稳定期长。其他台面洞穴层并未穿跨台面发育,说明洞穴层形成时的构造稳定期短,潜水面控制下洞穴溯源侵蚀范围比较有限。
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  辽河坳陷西部凹陷南段古近系沙河街组致密砂岩特征与成因机制^*

  孟元林, 王志轩, 张凤莲, 孟凡晋, 焦金鹤, 施立冬

  2016, 18(4): 569-580. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.042

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  渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷南段古近系沙河街组中发现了低产油气流和工业油气流,储集层具有低—特低孔隙度、特低—超低渗透率、低压的特征,属于典型的致密砂岩储集层。应用大量的薄片、扫描电镜、粒度分析、压汞和物性等测试资料,研究了致密砂岩的微观特征,探讨了致密砂岩的形成机理。研究结果表明,致密砂岩(孔隙度小于10.0%)大多发育在凹陷区;矿物成分、粒度、分选、磨圆等沉积学参数与致密砂岩的形成关系不大;致密砂岩的孔隙类型主要为次生孔隙,孔隙结构整体上具有中孔径、微细喉以及喉道分选不均匀等特征;机械压实作用和胶结作用导致了致密砂岩的形成,该致密砂岩属于次生型致密砂岩。
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  古地理学及矿产资源

  黔中开阳地区震旦纪陡山沱期富磷矿沉积特征与成矿模式^*

  张亚冠, 杜远生, 陈国勇, 刘建中, 王泽鹏, 徐圆圆, 谭代卫, 李磊, 王大福, 吴文明

  2016, 18(4): 581-594. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.043

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  黔中开阳地区在震旦纪陡山沱期全球成磷事件的大背景下,发育了厚度较大的富磷矿层。通过岩石薄片观察、地层对比与划分及沉积相分析等手段,探讨黔中开阳地区震旦纪陡山沱期磷矿床沉积特征与成矿模式。结果表明:(1)开阳地区陡山沱期处于黔中古陆北缘的磷质海岸环境,磷矿层中分布最广泛、品位最高的矿石类型为砂屑磷块岩,为富磷沉积物在沉积、成岩过程中遭受多期次冲刷破碎、暴露淋滤及堆积胶结的产物。(2)开阳地区古地理环境和动荡的海水条件控制了磷矿的沉积和高品位矿石的分布,洋水、永温等地在震旦纪陡山沱期所处的海水深度适中的临滨带为成矿优势地带,而水体过浅的前滨带和过深的远滨带均不利于磷质的聚集和成矿。(3)开阳地区动态磷矿床成矿模式表明,陡山沱期海平面的频繁进退使临滨带已沉积的磷块岩遭受多期次的冲蚀、暴露、淋滤、胶结及磷质再沉积作用;通过物理分选作用和风化淋滤作用最终使磷质聚集,是研究区富磷矿形成的主要原因。
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  古地理学及矿产资源

  桂西地区二叠系合山组铝土岩的沉积环境^*

  张启连, 梁裕平, 余文超, 杜远生

  2016, 18(4): 595-604. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.044

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  桂西地区二叠系合山组铝土岩的沉积环境存在海相、陆相之争。通过对桂西二叠系铝土岩的区域调查及钻孔样品微量元素地球化学数据的分析,认为桂西二叠系铝土岩产出于陆相环境。从铝土岩分布情况看,桂西二叠纪各孤立碳酸盐岩台地上均广泛分布铝土岩沉积,该区域产出特征证明矿层是在碳酸盐岩台地全部暴露地表的环境下形成的。从铝土岩层与下伏茅口组灰岩的接触关系来看,铝土岩层底部存在茅口组灰岩砾石,在部分剖面尚见下伏茅口组灰岩中充填铝土岩等现象,说明铝土岩矿化过程直接于茅口组灰岩的古喀斯特面上完成。此外,在矿层中发现古植物根茎化石也是铝土岩形成于陆相环境的有力证据。从微量元素地球化学结果来看,来自铝土岩层样品的硼含量均小于10×10^-6,Sr/Ba值范围为0.29~1.61,平均值为0.92,Rb/K值范围为0.0011~0.0025,平均值为0.0017,以上指标结合V/Zr-Zr/Cu图解的判别,结果均指示铝土岩形成于陆相淡水环境。
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  古地理学及矿产资源

  黔东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气特征及主控因素分析^*

  王玉芳, 冷济高, 李鹏, 李飞

  2016, 18(4): 605-614. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.045

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  黔东北地区页岩气资源丰富,其下寒武统牛蹄塘组具有巨大的勘探潜力。在对几口探井分析的基础上,结合露头资料及地球化学特征,认为研究区牛蹄塘组页岩具有厚度大、分布广、有机碳含量高、热演化程度相对较高、储集条件较好等特征。但由于大部分针对牛蹄塘组页岩气的钻井遇到的都是含气量低、甲烷含量低、氮气含量高的页岩,因此对黔东北地区页岩气富集的主控因素进行了系统分析,认为该地区牛蹄塘组页岩气具有沉积控带、断裂控藏的明显特征。
岩相古地理学及沉积学
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  岩相古地理学及沉积学

  陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体分布模式及编图方法^*

  纪友亮, 刘君龙, 王天云, 刘大卫, 程同冉

  2016, 18(4): 615-630. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.046

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  陆相湖盆与海洋环境不同,具有水体浅、能量弱、湖进湖退频繁等特点。综合应用高精度层序地层学和地震沉积学等关键技术,通过中国东部及中西部典型陆相湖盆的勘探实践、野外露头解剖和现代沉积考察,总结了陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体的分布模式,并提出了复合砂体地质编图法。研究结果表明:(1)陆相湖盆的“湖—陆过渡沉积体系”不仅发育分流河道,还发育河口坝和沿岸砂坝,这些不同时期的分流河道、河口坝和沿岸砂坝交织叠加在一起,在古代地层和现代沉积中得以保存;(2)地形平坦处,水体浅、波浪作用不强、河流作用为主,形成河道砂体;湖岸较陡处,波浪作用强,分流河道砂体被波浪改造,形成沿湖岸分布的滩坝砂体;(3)在高频湖平面变化背景下,岸线的迁移导致沉积坡折的迁移,形成了多期垂直于岸线分布的树枝状三角洲分流河道砂体,和多期平行于岸线呈带状分布的沿岸滩坝砂体相互交织的陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体的特殊结构;(4)复合砂体地质编图法基于传统单因素法,以复合砂体分布模式为指导,主要针对发育在水体较浅、地形平坦开阔背景下的陆相湖盆三角洲—滩坝砂体。
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  岩相古地理学及沉积学

  鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积^*

  李华, 何幼斌, 黄伟, 刘朱睿鸷, 张锦

  2016, 18(4): 631-642. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.047

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  鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组发育石灰岩、泥岩和砂岩,夹放射虫硅岩及凝灰岩,深水原地沉积、重力流沉积及等深流沉积发育。等深流沉积主要为砾屑、砂屑、粉屑、灰泥及粉砂—砂质等深积岩。粉屑等深积岩顶部发育波痕及生物扰动,波痕不对称,迁移方向明显,波长1~5,cm,波高0.2~0.5,cm。等深流沉积具有灰泥等深积岩、粉屑等深积岩、砂屑等深积岩及砾屑等深积岩叠置组成的完整及不完整的细—粗—细沉积层序,厚度几毫米至数厘米。该层序既可由多层叠置而成,也可由单层组成或在相邻泥质纹层或缝合线之间直接出现,并存在向上变粗的逆递变和向上变细的正递变厚度不对称特征。等深流从东向西,大致平行于斜坡运动。平凉组下部发育深水原地沉积和重力流沉积,上部则发育深水原地沉积和等深流沉积。等深流沉积主要受构造运动、相对海平面升降、古地貌、流体能量及运动路径的影响。
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  岩相古地理学及沉积学

  准噶尔盆地南缘二叠纪—三叠纪构造-沉积环境与原型盆地演化^*

  王家林, 吴朝东, 朱文, 李壮, 吴峻, 陈榕, 王军

  2016, 18(4): 643-660. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.048

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  准噶尔盆地南缘(简称“准南”)的构造-沉积演化历史以及原型盆地性质一直以来备受争议。依据沉积环境分析、地层对比以及沉积演化研究,结合火成岩年代学、大地构造学等研究成果,探讨了该区二叠纪—三叠纪多期次的伸展—挤压环境转换及沉积盆地性质转变。晚石炭世,准南西段处于北天山洋壳向伊犁地体俯冲的末期,沉积环境以滨浅海为主,为残留洋盆地;准南东段以半深海相碳酸盐沉积为主,发育典型的双峰式火成岩,显示为陆内的伸展环境。早二叠世,准南以滨浅海相细粒碎屑岩沉积为主,发育同沉积断裂和伸展垮塌变形构造,表现为陆内裂陷盆地的特征。中二叠世,准南仍以滨浅海相为主,但其沉积速率明显加快,沉积厚度变大,整体上表现为以热力沉降为主的坳陷盆地。晚二叠世,北天山和博格达地区普遍发育冲积扇或扇三角洲,上二叠统泉子街组和中二叠统红雁池组之间呈明显的角度不整合接触,沉积环境发生突变,均显示北天山快速冲断隆升,表明该时期准南为陆内压陷盆地。早三叠世,准南快速冲断结束,该区进入相对稳定的发展阶段,以发育滨浅湖相细粒沉积物为主,表现为弱挤压的陆内压陷盆地的特征。中晚三叠世,由于持续湖侵,沉积盆地范围进一步扩大,北天山被削高补低,准南乃至整个准噶尔盆地进入统一的内陆湖泊演化阶段,整体上以滨浅湖相—半深湖相沉积为主,表现出陆内坳陷盆地的特征。综合上述原型盆地性质和沉积环境分析,可将准南二叠纪—三叠纪构造-沉积演化划分为4个阶段:晚石炭世—中二叠世为后碰撞伸展阶段,晚二叠世为北天山挤压冲断阶段,早三叠世为弱挤压压陷和削高补低阶段,中晚三叠世为稳定拗陷和准平原化阶段。
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  岩相古地理学及沉积学

  塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云岩地球化学特征及白云石化流体演化规律^*

  黄擎宇, 刘伟, 张艳秋, 石书缘, 王坤

  2016, 18(4): 661-676. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.049

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  以详细的岩石学研究为基础,综合利用碳、氧、锶同位素等地球化学资料,深入分析了塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云石化流体演化规律以及白云岩成因机制。结果表明,上寒武统白云岩主要由泥晶—粉晶白云岩、微生物白云岩和(残余)颗粒白云岩等原始结构保留较好的白云岩构成,其C、Sr同位素与同期海水相近,O同位素值偏正,属于同生/准同生期与轻微蒸发海水有关的白云石化的产物;下奥陶统白云岩以细晶自形—半自形白云石为主,原始结构保留差,其C、Sr同位素与同期海水近似,但O同位素值略微偏负,主要为浅埋藏期白云石化的产物。部分早期白云岩在中—深埋藏过程中受埋藏重结晶和构造—热液白云石化的影响,形成细晶—粗晶他形白云岩和缝洞鞍形白云石充填物,该阶段白云石化流体主要来自于地层内封存的海源流体、深部热液以及蒸发岩层间热卤水,多期多源流体的共同作用导致该类白云岩具有较宽的Sr同位素组成和明显负偏的O同位素值。总体上,研究区白云岩具有早期形成(近地表到浅埋藏期大规模交代)、中期加强(中—深埋藏期部分重结晶)、晚期改造(热液局部调整)的整体演化趋势。
生物古地理学及古生态学
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  生物古地理学及古生态学

  珠江三角洲中部晚更新世以来的有孔虫记录与古环境演化^*

  殷鉴, 刘春莲, 吴洁, 黄毅, 吴月琴

  2016, 18(4): 677-690. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.050

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  珠江三角洲中部钻孔PRD20和PRD17晚第四纪以来的沉积记录较为完整,尤其是晚更新世海侵记录良好。以其为研究对象,对两孔的有孔虫微体动物群记录和沉积特征进行了分析和对比,并结合前人研究成果,重建珠江三角洲晚更新世以来的古环境演变,并着重分析了晚更新世海侵事件。约44500 cal a BP以前,研究区为河流环境,发育河道砂砾沉积。约44500—21300 cal a BP,发生晚更新世海侵,形成溺谷型河口湾,两孔沉积物中有孔虫的垂直分布记录了水体条件发生的多次变化,可辨识出2次海侵海退次级旋回;其中PRD20孔中有孔虫以滨岸广盐型占绝对优势,PRD17孔中以滨岸广盐型为主、海相—半咸水型有孔虫占有一定比例,表明研究区位于溺谷湾中径流与潮流共同作用的区域,且PRD20孔受径流影响更大。约21300 cal a BP后,受末次冰盛期海退影响,研究区暴露于地表遭受风化剥蚀,风化产物在PRD20孔表现为1层褐红色砂砾,在PRD17孔表现为1层花斑黏土。约8000 cal a BP,海平面回升导致河水滞留形成沼泽环境,PRD20孔发育1层泥炭层。约8000—5500 cal a BP,PRD20孔发育受径流影响较大的河口湾湾头沉积,仅在全新世海侵最盛时含有少量有孔虫记录。约5500 cal a BP后,研究区发育三角洲平原沉积。受构造抬升影响,PRD17孔地势较高,于约4700 cal a BP才开始重新接受沉积,零星出现潮水搬运而来的有孔虫。
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  生物古地理学及古生态学

  黄河兰州段河水搬运花粉与累积花粉组合特征初步研究^*

  彭卫，　林雪如　，黄小忠，　刘思丝　，贾宛娜

  2016, 18(4): 691-704. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2016.04.051

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  对从2011年9月至2012年6月在黄河兰州段采集的24个水样进行了孢粉分析,并探讨了河流搬运花粉组合随时间变化的特征以及累积花粉的组合状况。结果表明,河流中花粉组合和花粉浓度随时间具有明显的变化,春夏时段花粉组合以榆属、杨属、柳属和桦属等乔木花粉为主,秋冬时段以蒿属、藜科等草本花粉为主,且花粉浓度和河流含沙量有较好的正相关关系。根据河水流量与花粉浓度积分计算得出样品采集时段的累积花粉通量,其组合特征与各时间点的花粉组合具有明显的差异,表明单个时间节点花粉组合由于影响因素较多不能够反映流域植被状况,而累积花粉组合可以指示泥沙和花粉源区的植被状况。本研究中黄河兰州段河水搬运花粉可能指示黄河兰州段以上至刘家峡水库之间黄土区的植被情况。