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• 2018年, 20卷, 第3期
  刊出日期：2018-06-01

    

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  岩相古地理学及沉积学
  古地理学及矿产资源
  第四纪古地理学及沉积学
  学术讨论
  

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岩相古地理学及沉积学
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  岩相古地理学及沉积学

  细粒浊积岩特征、分布及发育机制:以川北唐家河剖面寒武系郭家坝组为例^*

  龚峤林, 李飞, 苏成鹏, 曾楷, 唐浩, 谭秀成

  2018, 20(3): 349-364. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.026

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  细粒浊积岩是一类较为特殊的浊积岩类型,与可用鲍马序列解释的完整经典浊积岩相比,其颗粒粒径明显偏细,小于63μm的颗粒含量超过50%。通过对四川盆地北部唐家河剖面寒武系第二统郭家坝组上部地层的系统研究发现,Stow细粒浊积岩序列发育广泛。该序列下部(T0-T3)主要为极细砂、粉砂与泥质纹层互层,发育微弱冲刷构造和泄水构造等软沉积物变形构造;中部(T4-T6)为泥质层段夹断续粉砂质纹层;上部(T7-T8)转变为均质泥岩段,生物扰动构造发育,整体序列具有正粒序特征。浊积岩序列中碎屑颗粒主要为石英、岩屑和云母,长石少见,杂基含量高;粒度频率分布曲线(直方图)显示颗粒分选性比传统浊积岩好,且自下而上各砂质纹层内颗粒粒径变细;概率值累计曲线表现为“一段式”和“上凸的折线式”2种,且悬浮组分占据了绝大优势;C-M图以平行于“C=M”基线为特征,但受碎屑颗粒粒级偏小的影响,投点整体沿C=M基线向左下偏移,显示该序列具有浊流递变悬浮沉积的特点。结合筇竹寺阶(第二统)沉积背景,认为靠近研究区西北侧的摩天岭古陆为浊积岩发育的主要物源区,台内地形的遮挡为细粒浊积岩的发育提供了良好的地形条件,悬浮搬运和阵发性环境事件(如风暴、洪水等)搬运为细粒沉积物主要的搬运机制。以唐家河剖面为代表的寒武系郭家坝组细粒浊积岩的广泛发育,对于认识四川盆地北缘古地理格局和非常规油气勘探具有重要意义。
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  岩相古地理学及沉积学

  河南鲁山寒武系第二统辛集组风暴沉积及其相关的遗迹化石^*

  白万备, 齐永安, 郭英海, 王敏, 庆国帅

  2018, 20(3): 365-376. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.027

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  河南鲁山寒武系第二统辛集组为一套风暴作用影响下的含磷和海绿石的碎屑岩沉积,主要由中厚层石英砂岩及极薄层泥岩与砂岩互层组成。遗迹化石发育在交错层理砂岩以及极薄层泥岩与薄层砂岩互层的层面上。Skolithos sp. 属于风暴衰减期的Skolithos遗迹相机会种(r-选择)遗迹化石,它们以短小的垂直居住潜穴及低遗迹分异度和丰度为特征。Palaeophycus tubularis,P. striatus,Taenidum sp.,Gordia marina,Planolites montanus,P. beverleyensis等属于风暴间歇期的Cruziana遗迹相均衡种(K-选择)遗迹化石,以水平进食、觅食潜穴为主,遗迹分异度和丰度中等。早寒武世风暴衰减期,频繁的风暴事件不利于研究区机会种遗迹化石的保存,同时风暴间歇期持续时间短、风暴停息期不发育,造成均衡类生物殖居窗口期短暂,亦不利于对沉积底质的连续殖居。这种特殊的风暴沉积以及早寒武世造迹生物较差的掘穴能力,导致研究区遗迹化石种类及数量远不及寒武纪以后的风暴沉积。
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  岩相古地理学及沉积学

  重庆巫溪红池坝长兴阶深水相沉积记录及地质意义^*

  杨巍, 张廷山, 杨洋, 毛凯楠, 张华鑫

  2018, 20(3): 377-388. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.028

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  重庆巫溪红池坝剖面长兴阶上部地层出露齐全,产系列牙形刺和深水陆棚相遗迹化石。通过建立牙形刺带,对该剖面长兴阶沉积相类型及特征进行了精细研究,并讨论了区域大隆组/长兴组界线的时代归属。长兴中—晚期开始,沉积环境由深水盆地向深水陆棚逐渐过渡,海洋生态环境的不稳定性开始显现并持续发展,基于时间序列的遗迹化石记录详细刻画了深水陆棚水体含氧量频繁加速波动过程,为系统审视二叠纪末生物与环境协同演化提供了重要依据。
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  岩相古地理学及沉积学

  贵州地区中三叠统垄头组沉积特征及其海平面变化意义^*

  谭睿昶, 李荣, 王垚

  2018, 20(3): 389-408. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.029

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  为认识中三叠世拉丁期华南地区碳酸盐岩台地边缘沉积演化及其海平面变化特征,文中主要选取贵州关岭扒子场剖面,以岩石学特征研究为基础,建立中三叠统拉丁阶垄头组的沉积演化序列,来恢复其沉积时期的海平面变化特征。中三叠统垄头组按其岩石类型及组合特征可分为3段: 下段主体为核形石灰岩—叠层石沉积旋回,代表潮间带至潮上带环境。中段下亚段由核形石灰岩—泥晶灰岩—玛瑙纹层状灰岩旋回组成,最顶层的玛瑙纹层状灰岩指示地表暴露环境;中段上亚段为核形石灰岩—叠层石旋回,代表潮间带至潮上带环境。上段由代表潮间带至潮下带的核形石灰岩—似球粒灰岩旋回组成。垄头组沉积特征表明,该沉积时期黔西南地区海平面整体表现为持续上升,但在中段沉积时期发生过一次海平面下降事件,导致沉积物持续遭受地表暴露,随后海平面开始上升,又恢复到潮坪沉积环境。与国内外中三叠世拉丁期海平面变化研究结果相比,贵州地区垄头组中段沉积时期的海平面下降很可能是拉丁期大海退的产物,但自中段上亚段至上段沉积时期,海平面逐渐上升,与同时期的黔西南地区和全球海平面变化趋势一致。该结果对于认识玛瑙纹层状灰岩成因及中三叠世晚期生物复苏研究具有重要意义。
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  岩相古地理学及沉积学

  柴达木盆地北缘上石炭统碎屑岩—碳酸盐岩高频转换过程及驱动机制^*

  魏小洁, 马寅生, 李宗星, 祁柯宁, 郭迎春, 彭博, 胡俊杰, 刘奎

  2018, 20(3): 409-422. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.030

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  碎屑岩和碳酸盐岩分别产自“外源、浑水”与“内源、清水”环境,二者的交替互层沉积可反映古水体性质、物源供给及气候等环境要素的频繁改变。晚石炭世,柴达木盆地北缘构造相对稳定,盆内发育巨厚的、多级次嵌套的“碎屑岩—碳酸盐岩混积层系”,记录了“冰室地球”冰川活动下的古海平面大幅度升降和古气候、古环境频繁交替信息。文中以柴达木盆地北缘连续完整露头剖面和钻井取心剖面为研究对象,结合区域地质资料、前人研究成果,通过详细的岩心、露头及镜下薄片观察,在研究区重点层段识别出下切谷充填型碎屑岩沉积和碳酸盐岩台地沉积组成的频繁互层序列。碎屑岩—碳酸盐岩互层组合序列在垂向上的有序叠加,构成了复合海平面变化旋回层序,其从碳酸盐岩—改造型台地沉积开始,向上依次发育碎屑岩下切谷充填序列的底部冲积河道沉积、中部河口湾序列和顶部代表海泛面的泥岩沉积,最后转变为碳酸盐岩向海到向陆台地亚相,反映了一个显著的早期海退—中期逐渐海侵—后期再次海退的旋回过程。冰川期急剧变冷的气候和冰川型高频的大幅度海平面升降,驱动滨线及相带迁移,影响到碎屑岩供给速率和碳酸盐生产率,造成了碎屑岩—碳酸盐岩的高频转换。
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  岩相古地理学及沉积学

  塔里木盆地乌什凹陷西部石炭系—二叠系沉积演化^*

  贾进华, 张立平, 陈秀艳

  2018, 20(3): 423-434. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.031

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  根据野外露头剖面,结合区域地质资料,对塔里木盆地乌什凹陷西部的石炭系—二叠系沉积演化进行了分析。乌什凹陷西部在石炭纪夹于南天山残留海盆地和柯坪—温宿隆起之间,其地层和沉积与塔里木盆地内部有较大差异。早石炭世早期,本区为碎屑岩和碳酸盐岩混积的浅海陆棚环境,以索格当他乌断裂为界,早期的柯坪—温宿隆起控制了该时期的沉积作用。早石炭世晚期,本区首次海侵,早期的柯坪—温宿隆起部分被淹没,并伴随着强烈的构造沉降,形成半深水斜坡环境,沉积了一套以库鲁组和索格当他乌组为代表的近端—远端浊积扇的复理石沉积,并一直持续到晚石炭世早期。晚石炭世晚期,本区又一次规模较大的海侵,柯坪—温宿隆起大部分被淹没,原隆起区为开阔海台地环境,北部和西部边缘发育典型的台地边缘相生物礁,向北延伸可达乌什北的克孜布拉克地区,再向北为礁前斜坡和浅海陆棚环境,并持续到中二叠世早期。中二叠世以后,伴随周缘地区大规模的陆内火山喷发,该区发生大规模海退。晚二叠世末,随着塔里木板块与中天山地块的拼合以及海西期天山造山带的形成,南天山洋消失,结束了海相沉积,进入了陆相沉积阶段。
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  岩相古地理学及沉积学

  砾质辫状河型冲积扇沉积微相及沉积模式:以准噶尔盆地西北缘现代白杨河冲积扇为例^*

  刘大卫, 纪友亮, 高崇龙, 靳军, 杨召, 段小兵, 桓芝俊, 罗妮娜

  2018, 20(3): 435-452. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.032

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  冲积扇砂砾岩储集层具有相变快、连续性差等特点,显示冲积扇内部沉积环境的复杂性。本次研究以准噶尔盆地西北缘现代白杨河冲积扇为例,在丰富的野外露头资料基础上,结合区域水文资料以及冲积扇文献资料,对白杨河冲积扇沉积演化特征及沉积模式进行探讨。按其沉积机制,白杨河冲积扇属于辫状河型冲积扇,具有规模大(扇体总面积约327.6km²)、坡度平缓(约4‰~7‰)、沉积粒度粗和漫洪细粒沉积物不发育的典型特征。在白杨河冲积扇内共可识别出16种岩相类型,并根据岩相形成的流体动力差异划归为5类成因,即重力流成因、高流态牵引流成因、低流态牵引流成因、静水沉积成因以及风成沉积成因。白杨河冲积扇扇体建造过程可划分为洪水期和间洪期2个时期,洪水期以沉积作用为主,从扇根至扇缘依次发育扇根补给水道沉积、扇根片流沉积、扇中片流沉积、扇中辫状水道沉积、扇缘径流水道沉积和扇缘湿地沉积6种沉积微相类型;间洪期以改造作用为主,从扇根至扇缘依次发育扇根主槽沉积、扇中辫状沟槽沉积和扇缘湿地沉积3种沉积微相类型。最后,依据白杨河冲积扇建立了砾质辫状河型冲积扇洪水期和间洪期的沉积模式。
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  岩相古地理学及沉积学

  叠层石中的海绿石化和黄铁矿化:以天津蓟县中元古界铁岭组为例^*

  梅朝佳

  2018, 20(3): 453-464. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.033

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  作为微生物碳酸盐岩的主要类型之一,叠层石是微生物席的主要建造物已成为共识。天津蓟县中元古界铁岭组二段叠层石生物礁灰岩发育,其中的细粒叠层石被前人解释为微生物席捕获碳酸盐泥的微生物建造物,使得其既不同于现代叠层石,也不同于显生宙尤其是寒武纪的叠层石。更为特殊的是,这些叠层石中的海绿石和黄铁矿代表着2种特殊的矿化作用,其中研究区普遍产出的黄铁矿,作为硫酸盐还原细菌的产物,是了解古代微生物的窗口;而发育在高能浅海的海绿石,产出环境不同于现代海绿石,不能作为慢速沉积环境的指示矿物,亦不具有沉积间断的地质意义。2种矿化作用表明铁岭组叠层石是由沉淀作用而非捕获碳酸盐泥形成,这为了解中元古代叠层石的形成和特征提供了一些有益的线索。
古地理学及矿产资源
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  古地理学及矿产资源

  鄂尔多斯盆地东部二叠系山西组2₃段石英砂岩砂体结构类型及成岩作用差异^*

  李咪, 姚泾利, 郭英海, 李壮福, 王怀厂, 宋雪娟

  2018, 20(3): 465-476. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.034

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  鄂尔多斯盆地东部子洲—清涧地区二叠系山西组2₃段石英砂岩区块单井产能与砂体结构类型具有一定相关性。基于单砂体垂向粒度韵律和自然伽马测井资料,将砂体结构划分出块状型砂体、正粒序型砂体和叠加型砂体3种类型。通过铸体薄片鉴定和粒度分析实验,对3种类型砂体储集层在成岩作用类型、特征、发育程度、产物、垂向变化及成岩孔隙演化的差异性进行表征。研究表明,3类砂体的溶蚀作用、压实作用强度及分布特征存在较大差异,粒度及其垂向分布是制约不同结构类型砂体成岩演化的直接因素,进而影响储集层物性,决定了含气层与致密层的垂向分布规律。块状型砂体储集层原生孔隙、次生溶孔共同发育,含气层厚度较大,局部致密。正粒序型砂体垂向物性差异较大,中—下部储集层溶蚀程度较弱,以原生孔隙为主,次生孔隙少量发育,为含气层;上部储集层压实、胶结作用强烈,相对致密。叠加型砂体储集层形成于河流控制作用逐渐增强的过渡环境,兼有正粒序型、块状型砂体的特征,多层含气且厚度大。
第四纪古地理学及沉积学
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  第四纪古地理学及沉积学

  黄河晋陕峡谷1.1 Ma阶地的形成及其构造背景^*

  刘运明

  2018, 20(3): 477-488. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.035

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  对黄河晋陕峡谷河曲、黑峪口、延水关和壶口等4个地区进行了详细的野外考察。河曲地区共发现3级河流阶地,更高的则为唐县期宽谷;唐县期宽谷的海拔高度约1000m(拔河高度150m),而3级河流阶地的拔河高度分别约为110m、80m和12m。黑峪口地区也存在唐县期宽谷,宽谷之下发育5级河流阶地,唐县期宽谷西高东低,海拔高度位于970m和940m之间,5级河流阶地的拔河高度分别约为130m,80m、50m、12m和4m。延水关地区共发现6级河流阶地,全部为第四纪期间形成,6级河流阶地的拔河高度分别为180m、130m、95m、50m、20m和4m。壶口地区共存在8级阶地,也全部为第四纪期间的阶地,阶地的拔河高度分别约为260m、210m、180m、120m、80m、60m、35m和15m。对壶口最高阶地进行了地层学研究,发现这一阶地上覆厚度约110m的黄土地层,黄土层的最底部为L13,古地磁研究结果和古土壤断代都指示了这一阶地的形成时间在距今1.1Ma左右。综合晋陕峡谷地区现有的研究结果认为,3.3Ma之前,鄂尔多斯地块内部构造极为稳定,发育了唐县期夷平面,古黄河在此夷平面上主要以侧蚀拓宽为主,下蚀极其微弱;3.3—1.1Ma,鄂尔多斯地块的构造稳定可能被打破,黄河小幅度下切;而1.1Ma以来,受鄂尔多斯地块快速抬升的影响,黄河发生剧烈下切,1.1 Ma阶地和晋陕峡谷的主体在这一时期形成。

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  第四纪古地理学及沉积学

  粒度分布的端元建模分析及检验:以“吉兰泰—河套”盆地西部DK-12钻孔晚第四纪沉积物为例^*

  牟雪松, 马俊, 王永达, 范育新

  2018, 20(3): 489-500. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.036

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  端元建模分析能够从复杂的多峰分布特征的沉积物中提取出具有不同沉积动力过程的端元,但是,由于沉积物的粒度分布还受到沉积环境等多种因素的影响,该方法的有效性及获得的端元组分的地质意义有待其他环境代用指标的进一步检验。以位于“吉兰泰—河套”盆地西部磴口次级隆起区的DK-12钻孔晚第四纪沉积物为例,采用BEMMA算法对该钻孔沉积物的粒度资料进行了端元建模分析,并以黏土矿物组合和前人的孢粉组合数据作为检验指标,结合该地区的区域地质背景,对获得的4个端元进行了综合检验分析,认为获得的沉积物粒度端元具有明确的地质意义,其中EM 1为远源粉尘、EM 2为近源的风成沙、EM 3和EM 4为河流冲积沙。
学术讨论
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  学术讨论

  标准生长曲线法在华南沿海老红砂石英光释光测年中的适用性^*

  程延, 李志忠, 靳建辉, 徐晓琳, 李志星, 刘小菊

  2018, 20(3): 501-514. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.037

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  如何快速准确地建立老红砂剖面年代学标尺或区域年代学框架,是在实践中有待解决的问题。而标准生长曲线法(SGC)在减少样品测试时间、提高测年仪器的测试效率方面具有独特的优势,因此在内陆黄土及沙漠沉积年代测定中得到了广泛应用。在福建和海南海岸带老红砂分布区采集了4个剖面的测年样品共计20个,应用单片再生剂量法(SAR)及SGC法进行定年研究。结果表明: (1)福建和海南海岸带老红砂样品释光(OSL)信号均以快组分为主,在信号积分通道前0.64 s 快组分的信号占据总体信号的80%以上,适合使用SAR及SGC方法测年;其快、中组分光电离截面分别为: 福建老红砂2.62×10^-17 cm²和3.24×10^-18 cm²,海南老红砂2.66×10^-17 cm²和3.51×10^-18 cm²; 2个区域样品的IRSL(红外激发释光信号)/OSL信号比值表明,较老样品的红外释光信号明显高于较年轻的样品,这可能是受到长石包裹体的影响,但其比值均小于10%,符合SAR与SGC测试要求。 (2)SGC法在华南海岸地区老红砂OSL年代学研究中具有较好的适用性,不同样品之间的剂量生长曲线存在着相似的增长模式,可以建立标准生长曲线; 但福建与海南老红砂样品之间的标准生长曲线具有较大的差异,因此在较大区域范围内运用标准生曲线法应当谨慎小心。
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  学术讨论

  利用泥质岩化学蚀变指数分析物源区风化程度时的限制因素^*

  徐小涛, 邵龙义

  2018, 20(3): 515-522. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2018.03.038

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  近年来,根据泥质岩中常量元素的摩尔数计算出的化学蚀变指数(CIA: Chemical index of alteration)、化学风化指数(CIW: Chemical index of weathering)和斜长石蚀变指数(PIA: Plagioclase index of alteration)被广泛用来反映物源区的风化程度及物源区古气候,这些指数在应用时都有一些严格的限制因素,应给予足够重视。CIA计算公式未排除成岩作用过程中钾交代作用的影响,需要采用A-CN-K[Al₂O₃-(CaO^*+Na₂O)-K₂O]三角图进行判断,对发生钾交代作用的样品利用A-CN-K三角图或CIA_corr计算公式进行校正。CIW计算公式中去掉了K₂O,但没有排除钾长石中的Al元素。PIA计算公式中考虑了钾长石中的Al元素,但只适用于判断母岩中仅含有斜长石而不含钾长石的物源区风化程度。综合分析表明,在判断物源区风化程度及古气候时,CIA的干扰因素相对较少,值得推广。但即使利用从泥质岩常量元素获得的CIA值来判断物源区的风化程度时,仍需要考虑沉积分异作用、再旋回作用、沉积区进一步风化作用以及成土作用、成岩期的钾交代作用的影响,建议首先依据泥质岩常量元素的摩尔数计算出成分变异指数(ICV: Index of compositional variability),然后对ICV>1的样品进行CIA的计算,并利用A-CN-K三角图或CIA_corr计算公式对CIA值进行钾交代作用的校正,该校正过的CIA_corr计算值可用来判断物源区的风化程度。