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第四纪研究
第四纪研究

丁仲礼

双月刊

1001-7410

dsj@mail.igcas.ac.cn

010-82998119

100029

北京9825信箱

第四纪研究/Journal Quaternary SciencesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊及时反映了我国第四纪研究的最新进展，刊登了代表我国最高研究水平的优秀成果，受到广大读者的好评。为了适应新形式的需要，更好地反映我国第四纪研究欣欣向荣的局面，将原来16开本改为大16开本，较大幅度增加自由投稿所占的篇幅。
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收录年代

    秦岭东段卢氏盆地始新世沉积序列与气候环境变迁

    邵可涵鹿化煜梁承弘李广伟...
    251-264页
    查看更多>>摘要：始新世是新生代重要的暖期,其气候环境的特征与演化备受学界关注.位于秦岭东段的卢氏盆地保存了＞1000 m厚的连续的始新世河湖相沉积物,是揭示古气候和环境变化规律的宝贵沉积记录.在前人工作基础上,本研究利用沉积学、古生物学、碎屑年代学等方法对卢氏盆地始新世地层的沉积特征、年代和环境进行了分析.结果表明:1)碎屑磷灰石裂变径迹与碎屑锆石U-Pb年龄指示沉积序列年代晚于约60 Ma,与前人将张家村组-卢氏组化石组合对比到中始新世的结论基本吻合.2)始新统张家村组沉积相演化表现为冲积扇→河流→洪泛平原或滨湖,反映盆地拉张、初期成湖的过程;卢氏组为滨浅湖→深湖/半深湖→滨浅湖或洪泛平原→浅湖/半深湖,反映湖泊开始稳定出现后的扩张、收缩和复活过程;大峪组为河流→洪泛平原→冲积扇,反映湖泊淤满消亡后河流与冲洪积物相继充填的历史.3)沉积相、化石组合、盐类矿物种类揭示中始新世卢氏盆地古气候为半湿润半干旱,地表景观呈现径流活跃、动物种类多样、树木茂盛、发育淡水至微咸水湖的特征,并可能具有一定的季节性.卢氏盆地沉积序列提供了始新世暖期中国中部气候环境变化的重要证据.

    中始新世沉积环境卢氏盆地秦岭东段古气候

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    东秦岭卢氏盆地中始新世沉积-充填过程及其驱动机制

    吕帆鹿化煜张瀚之赖文...
    265-281页
    查看更多>>摘要：秦岭山间盆地发育的厚层新生代沉积,对于认识秦岭新生代地貌演化及东亚环境变化具有重要意义.但是,对东秦岭地区众多中-新生代山间断陷盆地的沉积-充填过程及其记录的构造、气候信息研究不够.本研究对东秦岭卢氏盆地中始新世河湖相沉积展开沉积学与物源分析,测试了 27个层位的碎屑锆石U-Pb年龄.盆地中始新世地层自下而上可划分为张家村组、卢氏组和大峪组.张家村组为冲积扇-河流相沉积,卢氏组为浅湖-半深湖相沉积,大峪组为河流-冲积扇相沉积.张家村组和卢氏组锆石U-Pb年龄均以200～250 Ma(T-J)和400～500 Ma(D-S-O-(€))为主要特征峰,700～1000 Ma(Pt3)为次要峰,部分样品具有 1800 Ma(Pt1)、2500 Ma(Ar3)的年龄峰值,通过与周边地区地质资料比对,认为张家村组、卢氏组沉积物主要来自于相对远源的北秦岭造山带和南秦岭造山带.大峪组下部锆石U-Pb年龄以1000～1100 Ma(Pt2)、1800Ma(Pt1)和2300 Ma(Pt1)为特征峰值,物源转变成以近源的北秦岭造山带和华北克拉通南缘两个构造单元为主.近源的物质贡献先升高后降低,可能与河流溯源侵蚀作用有关.大峪组上部地层沉积环境转变为冲积扇,130Ma(K)的锆石占比加大,可能与东南方栾川地区晚中生代花岗岩的抬升-剥露有关.卢氏盆地中始新世河湖相沉积序列揭示了卢氏古湖从形成到消亡的过程和山-盆地貌侵蚀、搬运和堆积的历史,并记录了秦岭山脉两期区域隆升事件.

    卢氏盆地中始新世锆石U-Pb年龄盆地充填东秦岭

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    卢氏盆地中始新世沉积序列自生碳酸盐及其古气候意义

    高鑫鹿化煜邵可涵梁承弘...
    282-294页
    查看更多>>摘要：始新世暖期可作为当代全球变暖的历史相似型,研究始新世气候变化及其机制对于理解现代气候变暖的幅度和速率具有重要意义.卢氏盆地位于中国中部秦岭东段,发育了连续的、富含碳酸盐矿物的始新世湖相沉积物,是重建始新世暖期陆地气候的良好材料.本研究在卢氏盆地郑家山-三角沟一带(34°04′N,111°10′E)采集了张家村组中上部和卢氏组的样品,采样层厚约288 m,共采集样品505个.根据岩石薄片镜下鉴定,卢氏盆地中始新世湖相沉积物物质组成以碳酸盐、粘土和粉砂为主,其中碳酸盐沉积为表生条件下封闭或半封闭淡水湖或微咸水湖化学作用自生成因.使用傅里叶红外光谱(FTIR)漫反射法测定沉积物碳酸盐含量,发现其与磁化率具有一定的负相关关系,分别指示了内源化学沉积和外源碎屑输入的贡献量,受控于流域蒸发量与降水量的共同作用,揭示了中始新世卢氏盆地的干湿变化.当流域更加湿润,即降水量增加(蒸发量减少)时,径流量相应增加,不利于碳酸盐沉淀而有利于外源碎屑输入,表现为沉积物碳酸盐含量降低、磁化率数值升高,反之同理.在已有年代框架的基础上,建立了卢氏盆地湖相沉积物碳酸盐含量时间序列,其记录了在中始新世气候适宜期(MECO)卢氏盆地较为湿润的气候环境,并且具有多旋回变化,与地球运动轨道的周期变化相关.

    中始新世卢氏盆地古气候湖相沉积物碳酸盐含量

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    渭河盆地始新世-渐新世沉积物源变化的钻探样品Sr和Nd同位素证据

    胡少磊鹿化煜李小强冯晗...
    295-308页
    查看更多>>摘要：始新世暖期和始新世-渐新世降温阶段(EOT)在地球气候系统演化中具有代表性,对认识现代全球变暖过程和机制有参考价值.渭河盆地堆积了始新世以来连续的河湖相沉积序列,对其进行沉积物源示踪研究有助于重建渭河流域地貌演化、沉积过程和气候环境变化.本研究对渭河盆地新生代沉积中心固市凹陷荔参1井(钻探井深6535 m)下部的始新世红河组(6527～5529 m)和渐新世白鹿塬组(5315～4759 m)样品进行了 Sr和Nd同位素分析,探索古近纪渭河盆地的物源变化过程.结果显示,红河组样品Sr和Nd同位素平均值分别是87Sr/86Sr=0.716127和εNd=-13.5,白鹿源组Sr和Nd同位素平均值分别是87Sr/86Sr=0.720461和εNd=-12.4.分粒级(＜2μm,2～64 μm和＞64 μm)Sr和Nd同位素测试结果表明,粒度效应对渭河盆地始新世-渐新世沉积物硅酸盐矿物的Sr同位素值影响较大,而对Nd同位素影响较小,表明硅酸盐矿物Nd同位素值可作为渭河盆地沉积物物源的指示.结合潜在源区Sr和Nd同位素分布特征,发现渭河盆地始新世和渐新世沉积物主要来自于秦岭造山带和鄂尔多斯地块的贡献,其物源变化与构造抬升和气候演变密切相关.渭河盆地始新世和渐新世沉积物传输和堆积过程与晚新生代相似,具有相对稳定的两端元物源,为利用红河组和白鹿塬组沉积序列重建古气候古环境奠定了良好的基础.

    始新世渐新世渭河盆地物源Sr-Nd同位素深部钻探

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    晚始新世-早渐新世渭河盆地古气候变化的碳酸盐记录

    陈璇璇鹿化煜吕恒志王逸超...
    309-324页
    查看更多>>摘要：晚始新世-早渐新世转变期(约34 Ma,EOT)温度降低是新生代显著气候事件之一,对亚洲环境演变有深刻影响.本研究基于渭河盆地厚度为413.95 m的支家沟剖面34.89～31.51 Ma时段的河湖相沉积,获得高分辨率总碳酸盐、方解石含量变化序列,结合薄片及扫描电镜分析,尝试建立晚始新世-早渐新世渭河盆地气候和环境演变时间序列,探讨EOT期间渭河盆地古气候对全球温度变化的响应.镜下岩石薄片鉴定显示,沉积物粒度变化与岩相变化对应较为一致.34.89～33.89 Ma,高含量的总碳酸盐、方解石指示气候较为温暖干旱,沉积序列指示从滨湖相向湖泊三角洲相过渡;33.89～33.09 Ma期间,低含量的总碳酸盐、方解石指示气候偏凉且相对湿润,沉积环境为湖泊三角洲向滨浅湖过渡,水位逐渐上升;33.09～31.51 Ma,总碳酸盐、方解石含量变化与地层岩性变化有较好的一致性,此时沉积相为滨湖相,湖泊水位可能高于34.89～33.89 Ma,但低于33.89～33.09 Ma.结合全球温度变化序列,本研究认为渭河盆地始新世晚期-渐新世早期湿度变化可能受全球温度驱动的蒸发量控制,但明确的驱动机制有待进一步研究.

    渭河盆地碳酸盐方解石始新世-渐新世转型暖期古气候

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    中-晚始新世渭河盆地古气候变化的红河组磁化率记录

    郁晓春鹿化煜吕恒志王可欣...
    325-337页
    查看更多>>摘要：始新世暖期可为理解现代增温过程和机制提供历史相似型.广泛分布于渭河盆地的红河组为中始新世到晚始新世的滨浅湖相-冲积扇堆积,剖面出露厚度超过330 m,盆地沉积中心钻探厚度大于1000 m,为一套红色的碎屑沉积间化学沉积序列.盆地边缘的红河组沉积物含碳酸盐岩、泥岩、砂岩和少量砾岩,沉积中心以泥质灰岩、泥岩和粉砂岩为主.对蓝田支家沟红河组(时代为46～33 Ma)2910个样品的磁化率测试表明,红河组沉积物磁化率值在0～20×10-8m3/kg之间,整体偏低,频率磁化率值也相对较低(0～11％),与中国西北部新生代红层磁化率总体较低相似.高分辨率磁化率测试证实了红河组堆积时期干湿变化的多旋回和阶段性,受到太阳辐射变化影响,并受到下垫面的反馈驱动.红河组泥岩和粉砂岩的磁化率值偏高,而砂岩的磁化率值较低,载磁矿物以赤铁矿为主.盆地周围岩体弱磁性物质的快速输入,降低了红河组粗颗粒沉积物的磁化率值.在中、晚始新世的轨道-构造时间尺度,红河组沉积序列粒度变化受到湖面波动控制.湖面上升时湖滨地区沉积物颗粒偏细,磁化率值高;反之,磁化率值低.因此,磁化率高低变化指示了湖面高低波动,进而指示了气候的干湿变化.分析还表明,中、晚始新世渭河盆地湖面多旋回变化和阶段性变干,与全球温度变化和降温过程可良好对比,指示全球温度降低可能抑制水汽循环,进而驱动始新世东亚内陆干旱的发展.

    中-晚始新世渭河盆地磁化率河湖相沉积物古气候变化

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    北祁连山晚中新世以来的隆升历史——来自河道高程剖面的约束

    苏晓倩庞建章王一舟郑德文...
    338-353页
    查看更多>>摘要：北祁连山作为青藏高原隆升与扩展的最前缘,一直以来都是研究的热点.本研究为弥补活动构造与热年代学方法时间尺度上难以链接的不足及提供青藏高原扩展隆升机制相关证据,利用河流水力侵蚀模型的方法模拟得出北祁连山河道陡峭指数与部分河流地质隆升历史.结果揭示出北祁连山河道陡峭指数与距断裂的距离存在显著关系,且具有从中间向东西两侧减小的特征,表现出北祁连山隆升速率大致也呈现自中向两侧减慢的特征;并通过分析处于北祁连山非沉积区白杨河、洪水坝河、丰乐河、马营河、大渚马河及洪水河这6条流域的地质隆升历史,发现在4 Ma左右,北祁连山隆升速率逐渐增加,且隆升速率大致在0.20～0.38 mm/a之间.直到0.6～1.0 Ma,隆升速率迅速加快,呈现陡增的趋势.因此,北祁连山的构造隆升并不是均匀的,而是随时间发生变化的.

    北祁连山基岩河道河道陡峭指数水力侵蚀方程隆升历史

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    四川泸定Ms 6.8地震断层运动模拟与反演研究

    徐正李勇杨欣赵少泽...
    354-367页
    查看更多>>摘要：鲜水河断裂南东段、龙门山后山断裂南西段与安宁河断裂构成了青藏高原东南缘典型的"Y"字型断裂构造体系,强烈的构造活动使得该构造体系影响范围地震活动频发,尤其是位于"Y"字型的交汇处的泸定县磨西镇周边多次发生Ms6.0以上的中强震.2022年9月5日发生的泸定Ms6.8地震震中位于鲜水河断裂南东段磨西镇就是强震活动的最新体现,此次地震造成了百人以上的人员伤亡,是近年来青藏高原东南缘受关注度最高的一次地震.但是该区域地质构造极为复杂,传统的地质研究方法难以快速、有效地分析地震断层运动及应力变化等问题.本研究利用有限元接触面Interface方法数值模拟发震时主断裂运动特征,反演分析了该地震前、后区域位移矢量场以及库伦应力场的变化.数值模拟结果表明,在模型左侧边界施加南东向的侧向力、在上边界的北西角施加正南向的侧向力,且固定扬子块体情况下,对川滇块体底部施加左旋作用、川青块体底部施加右旋作用时,得到的数值拟合度高.地震前磨西镇同时存在张、压应力,其中位于鲜水河断裂南东段上的燕子沟、磨西镇及新民乡有应力集中现象;发震时主震发生在地表以下13 km左右深度,最大滑动位移在燕子沟-磨西镇段,存在1.5～2.0m的同震剪切左行滑移;地震前、后实测位移点矢量方向变化,是受破碎点靠拢效应和震后地块物理回弹变形的影响.地震后川滇块体的剪切应变增量(平均为10×10-5)高于扬子块体(平均为5×10-5),表明川滇块体在区域块体运动中依然发挥主导作用,主断裂带上的剪切应力朝南东向传递趋势明显.本研究为认识青藏高原东南缘的地壳变形特征提供新的材料,对该地区的强震孕育发生机制、地震危险性分析及经济建设提供一定的科学依据和实用价值.

    泸定Ms6.8地震发震运动特征位移矢量场库伦应力场

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    辽东半岛末次间冰期砂质沉积物的粒度端元特征与古环境演变

    吴俊峰魏东岚张威王思齐...
    368-379页
    查看更多>>摘要：辽东半岛作为东亚风成沉积系统的重要组成部分,受海-陆相互作用的影响,对气候变化表现出强烈的敏感性,蕴藏着中国东部沿海地区季风演变与古环境变迁的历史.本研究通过对大连长兴岛港华剖面362 cm厚的砂质沉积物的粒度数据进行参数化端元分析,探讨了该剖面沉积物的搬运方式、搬运动力及沉积环境,揭示了该地区末次间冰期(MIS5a～5c)的古气候演变特征.结果表明:1)港华剖面沉积物粒度组分可以分解为4个端元:EM1代表高空西风作用下远距离悬浮搬运的细粉砂组分;EM2代表地方风系作用下低空短距离搬运的极细砂组分,在冬季风势力增强时可能被二次搬运;EM3和EM4代表以尘暴形式近地跃移搬运的砂粒组分;粗粒级组分EM3、EM4含量变化对冬季风强度变化具有良好的指示意义.2)将各端元组分含量、中值粒径(Md)、Fe2O3含量与深海氧同位素曲线对比,表明MIS5c～5a期间港华剖面依次经历了相对暖湿→干冷→趋向于温湿化的气候旋回变化.3)根据光释光年代测定结果,港华剖面为末次间冰期的沉积物,通过与其他地区同时期的研究结果比对,港华剖面的环境演变信息与全球气候变化事件具有较好的对应,说明辽东半岛的风沙沉积在揭示中国东部沿海地区的环境演变方面具有重要价值.

    砂质沉积物端元分析末次间冰期辽东半岛

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    辽南晚更新世风成沉积序列与古气候意义

    刘亮杨艺凝许姗贾飞飞...
    380-393页
    查看更多>>摘要：作为中国东部重要的第四纪风成堆积地层,辽南风成沉积反映的气候振荡记录对于揭示区域古气候变化、东亚季风变迁等有着不言而喻的重要性.本研究利用辽南老虎村5.44 m厚的风成沉积剖面作为研究对象,采用光释光(OSL)测年技术建立了研究区沉积地层的年代框架,通过岩石学和代用指标重建了晚更新世期间的风成沉积历史.结果表明:风成活动发生在71.7～61.7ka,49.4～42.4 ka和约23.0ka,分别对应深海氧同位素阶段(MIS)5a～4、3b和2,寒冷干燥的气候条件与增强的东亚冬季风促使风成活动加剧;而MIS 3a和MIS 3c的沉积中断可能受到了暖湿气候的影响.研究区的粒度数据表明在MIS5/4转变时期有一个短暂的冬季风波动,同时,中值粒径增大可能与海因里希事件(H6、H5、H2)有关,未来仍需更多的区域气候纪录来支持这一观点.

    辽南风成沉积气候记录晚更新世海因里希事件

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