古地理学是研究地质历史时期和人类历史时期自然地理特征及其演化的科学。中国的古地理学主要来源于地层学、地史学、大地构造学、古生物学、沉积岩石学、自然地理学、第四纪地质学、人类历史地理学等。因此就相应地产生和形成了地层古地理学或地史古地理学、构造古地理学、生物古地理学、岩相古地理学或沉积古地理学、自然地理古地理学、第四纪古地理学、人类历史时期古地理学等古地理学分支学科。中国的古地理学有3个最主要的特点:第一,多科争艳,即各分支学科都已发展到了相当成熟的阶段,已呈现出百花齐放的大好形势;第二,一科领先,即岩相古地理学已发展到定量阶段,已形成了定量岩相古地理学,已居古地理学的领先地位;第三,探矿指南,即中国的古地理学尤其是岩相古地理学和定量岩相古地理学积极地和有效地为各种矿产资源尤其是油气资源的预测和勘探服务,并做出了巨大的贡献,这是中国古地理学兴旺发达的重要原因。中国的古地理学有两个亮点,即古地理学学术会议和《古地理学报》。全国性的古地理学学术会议已经开过10次,而且愈开愈好。《古地理学报》已创刊10年,已跻身于全国科技期刊的先进行列。此一会一刊极大地促进了中国古地理学的发展和创新。
下志留统由下向上分为龙马溪阶、大中坝阶和紫阳阶。黔北地区3个阶有连续的沉积物,而黔中—黔东南地区缺失早志留世龙马溪期和大中坝期早期的沉积。海平面的下降导致黔中隆起上的中下奥陶统成为暴露喀斯特地貌。以余庆—黄平地区为界分成了南、北2个区。南区只有紫阳阶的翁项组(或高寨田组)由南向北超覆在中下奥陶统岩溶暴露面上,在凯里至都匀一带为海湾—澙湖相的钙质砂泥岩沉积,向西至贵阳一带为开阔性的滨浅海沉积。早志留世的海侵改造了下伏岩溶喀斯特和古风化壳,沉积了波浪改造型的砾屑灰岩和海侵充填型的含灰岩砾块碎屑岩,两者均非"底砾岩"。
在总结前人工作的基础上,结合作者对塔里木盆地和四川盆地碳酸盐岩的研究,根据地理位置、坡度、封闭性和镶边性把碳酸盐岩台地分为以下类型:缓坡开放型无镶边台地、缓坡封闭型无镶边台地、陡坡开放型无镶边台地、陡坡封闭型无镶边台地、缓坡开放型有镶边台地、缓坡封闭型有镶边台地、陡坡开放型有镶边台地、陡坡封闭型有镶边台地、礁滩型孤立台地、岩隆型孤立台地。总结了不同类型碳酸盐岩台地沉积特征并建立了沉积模式,用以指导当前碳酸盐岩的油气勘探。最后,探讨了不同类型台地形成和发育的主控因素,认为构造运动所形成的古地形(貌)和水体能量控制台地和沉积物的类型,海平面的升降控制台地类型及沉积物的变化。
缺氧条件是形成和保存优质烃源岩的重要条件。古氧相的研究对查明海相优质烃源岩时空分布、恢复地史时期古环境演化具有重要意义。泥盆纪时期,南华海受陆内裂陷作用影响,形成台地(滨岸台地和孤立台地)与台沟间列的盆地格局。不同的控制因素控制了古氧相的类型。在台沟和钦防裂陷海槽中,海水分层控制了泥盆纪的古氧相类型和变化。台沟和钦防裂陷海槽以厌氧相与准厌氧相为主。在台地相区,海平面变化控制了古氧相的类型和分布。台地相区的古氧相主要是常氧相和贫氧相。南华海中、晚泥盆世硅质沉积、磷质沉积发育,有机质丰富,形成了有机质—硅质—磷质沉积三位一体的特征,指示上升流作用明显。南华海地区泥盆纪位于赤道附近的信风带,向西的表面洋流越过南华海在西部形成离岸流,海底海水向东补充形成上升的底流,也说明了泥盆纪南华海上升流存在的可能性。
在天津蓟县剖面古元古界串岭沟组下部的环潮坪相粉砂质泥页岩细粒沉积中,发育许多粉砂岩岩墙。由于该粉砂岩岩墙在层面上和层内具有特别的形态,因而对其成因具有多种解释:在层面上呈纺锤状粉砂岩裂缝以及在层内呈砂质充填管形态,从而被认为是最古老的后生动物遗迹化石;在层内呈弯弯曲曲的粉砂岩岩墙以及明显的流体化作用特点,所以又被解释为地震振荡作用形成的液化砂岩脉。显微镜下,这种岩墙具有明显的富残余有机质构成的边界,以及由粉砂颗粒相对聚集所显示出的明显的流体化作用特征;再加上与这种粉砂岩岩墙共生的沉积构造主要是皱饰构造,局部还发育变余波痕,由此表明沉积面上曾经发育过微生物席。因此,这种粉砂岩岩墙应该解释为沉积面在曾经被微生物席封闭的情况下,相对富含有机质的细粒沉积物在早期成岩作用过程中所发生的脱气作用和脱水作用的产物,最终可以归为由微生物形成的沉积构造的一种类型。
湘西北江坪地区志留系小河坝组发育了大量与风暴作用有关的沉积构造,如渠模、风暴丘状体、波状侵蚀面、介壳层、递变层理和振荡波痕等。在垂向厚度不足5,m的地层中连续发育了3期垂向结构特征不尽相同的风暴岩序列:Ⅰ.具波状侵蚀面的风暴丘状体序列;Ⅱ.具渠模构造的递变层理段+块状层理段:Ⅲ.具波状侵蚀面的递变层理段+水平层理段。上述风暴沉积都具有原地或近原地特点。该套风暴沉积的发现进一步证实了早志留世小河坝期湘西北地区的古地理环境为古海水深度相对较小、接近于正常浪基面的临滨环境。
通过对青藏高原沱沱河盆地五道梁组湖相沉积环境的分析,尝试通过湖相沉积地层记录提取气候变化信息,探索高原腹地中新世古环境变化特点。通过对五道梁组岩石类型及沉积特征研究,识别出了洪积平原、浅湖、滨湖、深湖及盐湖5个沉积相类型。参考现代湖泊特征与古代研究实例,探讨了研究区湖相碳酸盐岩的沉积机制。根据剖面岩相标志及地层叠置样式,证实五道梁组沉积期古湖泊经历了3次由低水位变为高水位的旋回性变化,湖泊最低水位期以石膏层的出现为标志,高水位期发育洪泛泥岩沉积;初步认为五道梁组沉积发育在一个干湿交替的气候期,湖水位变化和湖平面升降主要受气候控制,而构造沉降和湖缘断块隆升是次要控制因素。
三叶虫证据表明,除北疆区的阿尔泰地体和兴安区的额尔古纳—兴安地体与西伯利亚和劳伦陆块在动物群方面紧密关联外,中国奥陶纪的所有板块和大部分地体均系当时东泛冈瓦纳的重要组成部分,在生物地理上彼此密切相关。对这些属于东泛冈瓦纳的中国区块的台地或内陆棚三叶虫动物群的综合分析研究证明,它们在特马豆克期(Tremadocian)以及凯迪晚期—赫南特期(late Katian-Hirnantian)或阿石极期(Ashgill)应归属同一生物地理区,而在弗洛期—凯迪早期(Floian-early Katian)或阿仑尼克期—卡拉多克期(Arenig-Caradoc)则可划分为两个生物地理亚区:一个由华南、塔里木板块和安南或印支地体组成,另一个包括华北板块以及滇缅马、藏南、中天山—北山地体(可能还有海南地体)。饶有趣味的是在凯迪晚期或阿石极期开始发生的生物地理亚区解体之前,有关陆块的深水相三叶虫动物群已经历了从达瑞威尔中期(mid Darriwilian)至凯迪早期的长期频繁交流以及组成逐渐趋于齐一的过程。因此深水动物群之间的属种交流和一体化进程的发生、发展和完成显然均先于浅水一侧的三叶虫。
中国北方草原区捕捉器样品与表土样品中的花粉组合对比研究表明,两种取样方法获得的花粉组合相似性较好,乔木花粉含量多低于10%〖KG-*5〗, 灌木花粉含量多低于5%〖KG-*5〗,草本花粉含量多高于75%;共有的花粉种类占总花粉种类数的743%;蒿属和藜科是花粉组合的最主要成分;荒漠草原区常见麻黄和白刺花粉,典型草原区多为狼毒和莎草科花粉。花粉组合与气候关系的DCCA(降趋典型对应分析)分析结果显示,花粉组合与最冷月温度的相关性最显著,其次为年降水量。捕捉器样品与表土样品中的花粉组成也存在一定差异,表现为前者较后者出现更多的花粉类型,前者的蒿属、藜科花粉含量低于70%〖KG-*5〗,后者的则高于70%。荒漠草原区花粉通量低于典型草原区,反映典型草原区植被较荒漠草原区发育,花粉产量高于荒漠草原区。典型草原区表土花粉浓度也明显高于荒漠草原区(高一数量级),除典型草原区植被发育、花粉产量高的原因外,荒漠草原区不利于花粉保存,也是造成花粉浓度低的另一个重要原因。花粉组合判别分析表明,捕捉器样品和表土样品均能较好地区分出荒漠草原与典型草原,但捕捉器样品交叉检验结果好于表土样品。
依据泥盆纪早、中、晚3个时期的中国岩相古地理图及中国泥盆纪植物已有的资料,绘制出中国泥盆纪这3个时期的植物古地理分布图。中国泥盆纪海侵的主要方向是从中国西南部的云南地区(早泥盆世)逐渐向长江中游的华中地区(中泥盆世)及长江下游的华东地区(晚泥盆世)发展。中国泥盆纪维管植物在南方的分布是随着海侵,逐渐向华中及华东地区扩展,由早泥盆世西南地区的云南、四川、贵州,以及广西和湖南南部等地区,发展至中泥盆世云南、四川、贵州、湖南的中北部以及湖北的南部地区,在晚泥盆世的分布范围扩大到广东、湖南、湖北、江西、安徽、浙江以及江苏等地区。泥盆纪维管植物在北方的分布范围较小,从中泥盆世才开始出现,主要分布在新疆的北部,晚泥盆世在宁夏等地区也有分布。中国泥盆纪3个时期陆地维管植物各个种类所占的百分含量表明,早期的植物主要以较为原始的莱尼蕨类、工蕨类以及前石松类为主,中期石松类占优势,到了晚期石松类依然占优势,而楔叶类、真蕨类以及前裸子植物开始繁盛。
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