❶ 构造-岩相古地理分析的概念、思路与方法
黄汲清先生 ( 1945) 在 《中国主要地质构造单位》中,编制出了寒武纪、加里东泥盆纪、华力西二叠纪、燕山白垩纪和喜马拉雅期的中国构造古地理图 5 幅,勾绘出了这些地质构造阶段的海陆分布轮廓。这些古地理图是我国最早出现的构造古地理图,是我国构造古地理学的先导。
王鸿祯等 ( 1985) 的 《中国古地理图集》主要是以大地构造学的理论为指导和以大量的区测资料为基础编制出来的,是我国大地构造古地理学的代表作。崔克信 ( 1986) 、黄汲清等 ( 1987) 、王鸿祯等 ( 1990) 、刘本培等 ( 1991) 、周志毅等 ( 1995) 、李通艺( 2000) 以及其他许多人以大地构造学的资料、理论和观点来论述古地理的专着和论文,均属构造古地理学的范畴。
国外的构造古地理学 代表着作有 Ziegler ( 1988) 、Dercourt 等 ( 1991) 、Scotese( 1997) 、Southeast Asian Research Group ( 1995) 、Li Zhenxiang 等 ( 1996) 等的作品。
当前国内外构造古地理学均呈现出与沉积学、地层学、古生物学、地球物理学、地球化学、构造地质学等的相互结合和渗透,研究热点集中在造山带沉积和古地理、古特提斯多岛洋构造古地理、全球古大陆重建尤其是关键部位古大陆重建等方面,是一个十分活跃的古地理学分支学科。
20 世纪 60 年代板块学说的诞生为活动论构造古地理研究提供了理论基础并推动了这一领域的发展。20 世纪 90 年代该领域有关地质历史中洋、陆重建,古地理和古气候的研究成果已被石油地质家用于全球石油聚集和分布规律研究。在中国,王鸿祯先生在活动论构造古地理领域做出了重要贡献。
板块学说的提出,特别是海底扩张和磁条带年龄的证据,使古地理、古气候研究进入了全新的领域,地质学家必须重建原来沉积盆地所处的位置。这就使活动论构造古地理的概念具备了新的理论基础和研究方法。在此之前大陆漂移说的出现,开辟了活动论思潮的萌芽阶段,其最重要的标志是承认大规模水平运动的存在。20 世纪 60 年代以前部分古生物学家和古地理学家已经提出了具有先驱性的推断。在作为地学革命的板块学说研究高潮中,地质学家们以全球构造的活动论为基础,应用当代古地磁方法和成图技术,致力于地质历史时期的古大陆重建。许多学者编制了地质历史不同阶段的古地理再造和古气候带预测图。由于技术和数据密度不足等原因,目前全球性成图比例尺还较小,并带有推断性。随着古地磁和成图技术的进步以及资料的积累,这一领域正取得实质性进展。一些学者如Scotese 等建立了数据库,不断根据新数据的积累修改全球及大区域古地理重建的结果。孙枢先生曾在第三届全国沉积大会上评述了此领域的研究现状与趋向。上述活动论构造古地理研究的思想很快引起了石油地质学家和沉积地质学家的重视。一些专题性的研究对全球油气聚集分析更有重要价值,如法国学者德高特等的 “特提斯古地理图集”。古大陆重建与油气聚集规律研究成功地结合的一例体现在 Klemme 等的着作中。Klemme 等从全球尺度研究了自古生界早期以来各时代烃源岩形成油气资源的比例,并在古大陆重建的基础上标定了全球大型油气系统的分布。从而揭示了沉积盆地所处的古纬度与古气候带及其与古海洋的关系。其中特别强调了晚侏罗世和白垩纪优质烃源岩的重要性———世界上一半以上的油气资源形成于该期的烃源岩。这取决于当时特有的古构造、古气候和古海洋环境。其中最为突出的是被动边缘盆地形成的巨大规模的油气聚集。在特提斯洋的被动边缘,以中东阿拉伯海湾地区为代表,形成了全球最为富集的油气聚集带。
地质历史上,盆地的演化和内部的沉积古地理变革均受盆地构造属性、盆地边缘和盆内构造活动规律的控制。位于不同板块或同一板块内的不同盆地由于盆地边界的构造属性和构造活动规律不同而具有不同的演化历程。同样,同一盆地内由于内部不同部位盆地动力学环境不同造就了盆地内不同的沉积古地理环境。因此在进行构造古地理分析过程中应遵循构造控盆、盆地抓相的基本原则,完成构造 - 岩相古地理编图。
关于编图思路,可从两方面入手对构造古地理进行研究。首先,以文献调研资料为基础,结合研究区构造演化特征,按照构造演化进行阶段划分,结合构造运动的属性、规律研究,查明研究区内、抓相断裂的位置、形成、活动时间及控盆、控相机制。其次,在构造及大型断裂研究的基础上,完成岩相古地理编图的基础资料准备工作,主要包括岩石地层多重划分对比、单剖面沉积环境分析、横向沉积相变规律研究和单因素资料统计、编制等。在完成上述基础资料和图件准备的基础上,结合研究区构造、盆地演化规律的研究成果,以由点到线再到面的沉积相研究方法为基本思路,运用相应的岩相古地理编图法( 如岩比法、优势相法或单因素分析法) 完成研究区构造古地理编图。实际上,岩相古地理分析离不开盆地构造和全球构造的分析,构造分析构成了古地理分析的基础与前提。但是,就盆地构造 - 岩相古地理分析的范畴而言,更应该注重构造带的古地理恢复与分析。
造山带古地理学是在造山带地区或经受了造山运动改造的地区开展古地理研究的理论和方法。研究过程要注意三点: 一是不能用 “将今论古”的方法恢复地史期间的隆起区和堆积区,二是沉积相带的展布受区域构造应力场及基底构造格局控制,三是辨析原生沉积盆地与构造盆地 ( 吴根耀,2003) 造山带古地理学在盆地构造 - 古地理重建中的应用,其核心是以发展的和动态演化的思路来研究盆地。
盆山耦合分析是正确认识盆地动态演化的钥匙。所谓盆山耦合,指的是造山作用与盆地演化间有统一的运动学过程和动力学机制。就盆、山这一对矛盾而言,山常是主要的方面。但是,造山带的内部结构比较复杂,地质记录不全,故对地质现象常有多解性。盆地内地质记录相对完整,因而对其运动学的全面研究对造山过程的运动学认识带来宝贵的借鉴,对其成盆动力学机制的探讨对造山动力学机制的认识带来有益的启示。因而,在以动态演化的思路研究盆地发育的运动学特征时,应有意识地加强与造山动力学匹配的盆地动力学的研究。
❷ 谈谈中国古代历史地理环境对于其文化的影响。
中国的历史地理环境及其对文化的影响
第一节 地理环境及其对人类和人类社会的影响
一、地理环境
(P15、24页)
我们所说的地理环境,是指生物、特别是人类赖以生存和发展的地球表层。地理环境包括两个方面:自然地理环境和人文地理环境(又分为经济地理环境和社会文化环境)。
自然地理环境,是指地形、地貌、气候、水文、植被、海陆分布等,从总体上来说,发展变化的速度比较缓慢,人们往往难以觉察。但在某些阶段和某些局部地区,它的变化可能发生得非常迅速,非常剧烈,会造成巨大的影响。如地震、海啸、火山爆发之类。
人文地理环境,是指疆域、政区、民族、人口、城市、交通、农业、牧业等方面,发展变化的速度要比自然地理因素发展变化的速度要快得多。
这两种环境各有其特定的内容,但两者之间又是相互联系、相互作用,不能截然分开的。
在人类产生之前,地理环境就已经存在,不过那时只有自然环境。在人类产生以后,完全单纯的自然环境就不再存在,因为人类的活动总会或多或少地改变自然环境。但在人类漫长的早期,人们对自然的影响毕竟是极其有限的。所以,地理环境主要的应该还是自然环境。特别是当我们研究地理环境对人类文化的影响时,更主要讨论的是自然地理环境。随着人类生产力的发展,人文地理环境逐渐形成,并且越来越起作用。到了近代,就更难以将这两者严格区分开来了。
二、地理环境对人类和人类社会的影响
(P25)
地理环境是人类赖以生存和发展的物质基础,当然也是人类的意识或精神的基础。它对于人类文化的产生和走向具有重要的意义。而地理环境对人类或人类社会的影响,则是一个比较复杂的问题,不能简单地归结为决定或不决定,而应该作全面的认识。
从总体来说,地理环境对人类和人类社会所起的作用是具有决定意义的。这主要表现在以下几个方面:
1、为人类的生产、生存、发展、消亡或离开这个环境提供了物质基础。人类是自然的产物,人类的生存取决于自然环境,人类的一切活动都是在这一特定的自然环境中进行的,人类的任何历史阶段特别是远古阶段,都离不开这一特定的地理环境;
2、决定了这一自然环境中的一切生物及其活动(包括人类及其活动),都不可避免地有一个产生、发展以至消亡的过程。如许多生物物种的灭绝;关于人类消亡的话题:核武器的威胁、金字塔等早期人类文明的来源、佛教关于劫的说法。
3、在这个环境中的一切物质和由物质产生的能量。既不能增加,也不会减少,只能是各种形式的转化或传递,除非受到这一环境之外(例如其他星球)因素的影响,或者离开这一环境。
4、人类的一切活动必须顺应这一环境的内在规律。只有在这一前提下,人类才能够更好的利用、开发这一环境,使它向着有利于人类自身发展的方向转化。
从具体的地理环境来说,在具体的时间和空间范围内,在具体的人和物上,地理环境一般只起着加速或延缓的作用,而不是决定性的作用。只要对地理环境的开发利用还远没有达到它的极限,人类的发展就拥有相对广泛的自由。
自然生态环境是人类创造文化的载体。随着时代的发展和工业化的加深,人们越来越认识到,自然环境存在着可供利用的最后限度,而现在的发展已经接近了这个限度。人类虽然通过适应环境、改造环境而改造自身,但成为环境的主人后,便不可避免地要受到环境的制约。这也就是说,人与自然的关系是相互的,人通过改造自然获得发展文化的机会,但毕竟要受到自然环境的制约。教材认为,尽管地理环境提供给人类的资源是有限的,但只要人类还没有超越这一限度,就能够拥有相对无限的活动余地(第25页)。这是一种理想的观点。
❸ 层序岩相古地理分析的基本方法与应用
7. 2. 1 层序 - 岩相古地理分析基本方法与意义
不同的岩相古地理研究方法,其编图单元不同,所编出的岩相古地理图反映的内容及真实性各异,以层序地层学理论为指导编制的层序 - 岩相古地理图,同样涉及编图单元的选择问题。具体方法是: ①对研究区不同相带内众多剖面进行层序地层学分析,即进行层序划分; ②在上述基础上进行层序对比,建立等时层序地层格架; ③根据研究目的,选择要进行古地理分析的有关层序,即选择成图单元; ④将与该层序相关的所有剖面的资料投点到工作底图上; ⑤分体系域编制古地理图。
通过上述层序岩相古地理编图可以看出,以层序为基础所编制的层序 - 岩相古地理图具有重要的意义,表现为:
1) 在系统讨论研究层序类型及特征的基础上,以体系域或界面为单位,所编制层序 - 岩相古地理图,更具等时性、成因连续性和实用性。所谓等时性,是由于层序是同一个全球海平面变化条件形成的,层序内的体系域是同一海平面升降周期不同阶段的产物,其更具等时性。所谓成因连续性,是由于以不同体系域编制的层序 - 岩相古地理图反映了不同海平面升降阶段内的古地理格局,在时空演化上具有密切关系。所谓实用性,是由于在海平面升降不同阶段内的沉积体系域与生、储、盖组合具有良好的配置关系,所以以体系域为成图单元编制的层序 - 岩相古地理图可反映生、储、盖时空展布特点,能较有效地克服同时异相沉积难以对比等问题。
2) 由于沉积层序内的沉积组合和组合形式是全球海平面变化、构造沉降速率、陆源补给 ( 即沉积物输入率) 及气候等四大参数相互作用的结果,因此,以沉积层序内的体系域为基本单位编制的岩相古地理图更能反映一个地区在统一地质作用场中的各种地质信息和综合效应,有利于更客观地认识一个地区的沉积作用、构造作用、事件及成矿作用等。
3) 在详细的沉积层序划分、对比研究的基础上,运用沉积层序内的体系域为编图单元编制的岩相古地理图揭示出了一些新的地质现象,诸如: ①古暴露剥蚀的圈定,此地质现象在以往的岩灶搭相古地理图上由于采用的编图单元时限跨度太大而被忽略掉了,这对寻找与古风化壳有关的油藏具有重要的意义; ②孤立台地的大小与形态的确定更为准确,其演化历史更加清晰,这在以往的岩相古地理图上由于比例尺太小和时限间隔太大而完全被忽略; ③更加精确真实地反映了海陆分布和其演化过程,这对生储盖组合研究及有利储集和生油区分布范围的圈定具有重要意义; ④反映了沉积盆地所处的大地构造背景。所编制的岩相古地理图明显反映了不同时期沉积相带的展布和迁移方向以及其中的物质组成,从而反映了沉积盆地的大地构造背景。
4) 层序岩相古地理图对覆盖区相带展布及变化具更合理的预测性。由于编图单位是选择短时间间隔内的等时或近等时体,在弄清了沉积和层序发育的主控因素后,根据层序研究总结出的沉积模式和层序模式能更合理地分析和编绘未知相带及相带界线随海平面升降的变化趋势。
7. 2. 2 层序 - 岩相古地理分析实例
7. 2. 2. 1 中国南方晚二叠世早期低水位期岩相古地理特征
以中国南方晚二叠世早期的第一个层序为例讨论不同体系域沉积时的层序 - 岩相古地理特征。
图 7. 9 中国南方二叠系某层序低水位期岩相古地理( 据田景春等,2004)
低位体系域沉积期由于受早二叠世末东吴运动的影响,古地理格局发生了巨大变化。西缘为川滇西陆,西南为越北 - 马关古陆,南缘为大新古陆,东南隅为云开古陆,桂、黔、湘交界处为江南古陆。低水位期,沉积区仅限于右江地区西部残留台地,以混屑浊积岩为主,其他地区为剥蚀区,发育0 ~50m 不等的低水位期残积相 ( 图7. 9) 。这个时期中扬子地区出现大面积暴露区、大陆、碎屑沉积和深水盆地并存的局面,扬子北缘被动边缘以深水欠补偿盆地为主体,为硅质岩、硅质页岩组合,范围限于竹溪、随州、黄陂、黄川一线以北,其余是剥蚀区。扬子克拉通盆地西部隆升成暴露剥蚀区,并在武冈、清州、城步一带出现范围较小的陆地。湘赣板内拉张盆地和华夏克拉通边缘盆地变成统一陆源碎屑充填盆地,早期的环境急剧变浅,大致以弋阳、鹰潭、临川、泰和、遂川一线为界,界线以西为三角洲环境,以东则为大陆冲积相陆源碎屑岩相;在下扬子地区,除云冲帆开古陆至浙江地区、安徽东北、江苏西北部为古陆及相应周缘地区为暴露地区外,其余地区为浅水环境隐判拿,以陆屑沉积为主。
7.2.2.2在高分辨率层序格架内进行层序古地理与微相研究
以郑荣才等(2009)对川东北地区飞仙关组层序-岩相古地理特征进行的研究为例。
以沉积相和界面识别为依据,将川东北地区下三叠统飞仙关组划分为2个三级层序和6个体系域(图7.10,图7.11),在此基础上对飞仙关组层序地层学特征进行了分析,编制了各沉积体系域的层序-岩相古地理图并对鲕滩发育规律进行了预测。结果表明:SQ1层序发育期,飞仙关组受持续海侵影响,形成以深水台盆为中心的台盆-台地边缘-开阔-局限-蒸发台地的相带展布格局,以海侵体系域的台地边缘和台内鲕滩最为发育,该体系域也是飞仙关组鲕滩相储层最发育的层位;SQ2层序发育期,受海平面大幅度下降和水循环受限及干旱炎热气候影响,区域沉积格局由开阔台地转化为局限台地,鲕滩逐渐消失,最终进入频繁暴露的蒸发台地环境,以沉积膏云岩为主,为飞仙关组天然气藏极其重要的第一套区域性致密盖层发育层位。
依据层序地层学理论,层序界面是由海平面相对下降时形成的不整合面或相关整合面组成,界面上发育有与海平面升降有关的物性标识,是能够加以识别和对比的。层序内部体系域不仅是海平面统一上升和下降地层旋回过程形成的等时地质体,而且体系域之间的界面也有相关的识别和对比标识。因此,而采用层序-岩相古地理编图技术,不仅能较好地细分以体系域(或更精细的准层序)为等时地层的编图单元,而且依据旋回等时对比法则能有效地克服同时异相地层之间的等时对比问题,所编制的层序-岩相古地理图具有更好的等时性、连续性和应用性。因此川东北地区飞仙关组而言,层序的成因类型和充填样式,对鲕粒白云岩储层和膏云岩盖层的发育、区域分布、几何形态、与优越的储-盖组合配置的条件及与油气聚集成藏的关系都有直接的控制作用。
川东北地区飞仙关组地层发育齐全,分布面积大,地层可对比性强,具备在等时地层格架内编制层序-岩相古地理图的条件。为了深入了解川东北地区飞仙关组沉积期沉积环境、特别是鲕滩相带的展布规律,以整个飞仙关期为编图单元先编制川东北地区飞仙关组层序-岩相古地理图,以此为背景,将研究目标锁定在包括毛坝-普光构造带在内的东南部地区,以三级层序界面和最大海泛面为等时界面,以体系域为等时地层单元,编制地层等厚图、鲕粒(颗粒)岩等厚图、白云岩等厚图、膏盐岩层等厚图等单因素基础地质图件,取优势相为编图要素;在此基础上编制以体系域为等时地层单元的层序-岩相古地理图(图7.12),对飞仙关组鲕滩发育相带进行预测取得了很好效果。
SQ1层序以海侵期鲕滩相带最发育,也为最有利储层发育的层位,因此,仅以海侵体系域为例描述SQ1层序-岩相古地理特征(图7.12A),并对鲕滩发育相带进行预测。该时期川东北地区的东南部层序-岩相古地理有如下几个特点:①自南西向北东方向,由深水台盆逐渐过渡为台地边缘缓斜坡、台地边缘鲕滩、开阔台地或蒸发台地的相带;②沉积相控制的岩性分异明显,其中台盆和台地边缘缓斜坡相带岩性主要为大套暗色泥灰岩与燧石结核灰岩组合,台地边缘鲕滩岩性主要为鲕粒灰岩、鲕粒白云岩和晶粒白云岩互层组合,开阔台地为大套泥-微晶灰岩夹泥灰岩组合,局限和蒸发台地为大套含膏泥-微晶白云岩、藻团粒白云岩和层纹石白云岩互层组合。
图7.10 川东北地区飞仙关组沉积相及层序地层综合柱状图(普光2井)(据郑荣才等,2009)
图7.11 川东北下= 叠统飞仙关组层序地层对比和地层格架(据郑荣才等, 2009 )
图7.12 川东北地区东部飞仙关组SQ1(A)和SQ2(B)海侵体系域(TST)岩相古地理略图及沉积模式(据郑荣才等,2009)
7.2.2.3构造-层序岩相古地理
构造-层序岩相古地理分析以板块构造理论和活动论为指导,重点突出3个方面:①在非当今的地理坐标上,恢复洋陆的分布和配置;②盆地在全球板块格架中的位置;③盆地性质等,特别是大区域级和全球古地理复原。
古地理研究与编图是力图反映盆地形成与发育时所处的构造背景、盆地的构造性质以及与全球构造的相关性,但具体分析时则仍在现今的地理坐标上表示其古地理单元、岩相和沉积环境。盆地间的距离(洋、陆间),盆地边界的逆冲推覆或由构造活动导致缺相的地层缩短带等,在图面上以特殊的线条表示陆块和沉积域的构造边界。该边界有的是板块、陆块或地块的边界,反映盆地的归属或构造活动性对沉积体的控制,因而仍属于构造-岩相古地理图。各沉积域和块体间边界的性质依地质时期不同而改变,用符号加以区别,分别代表大陆边缘的性质:拉张、海底扩张、洋壳俯冲、碰撞、消减带和大陆边缘造山等;性质不明者仅以符号代表不同的沉积域。
马永生等(2009)在全区层序划分、对比、板块构造格局和沉积盆地性质及演化研究的基础上,以露头层序地层学理论为指导,结合钻井和地震资料,以超层序(二级层序)的体系域为成图单元,系统地编制了海相盆地和中新生代以陆相盆地为主的构造-层序岩相古地理图,分析了盆地性质和岩相展布及沉积环境,更好地揭示了烃源岩与储集体的时空展布特征(图7.13)。该类构造-层序岩相古地理图代表了岩相古地理分析的最新成果。
中国南方晚震旦世灯影组沉积晚期(SS2超层序高位体系域)构造-层序岩相展布由北向南可分为6部分。
1)南秦岭被动大陆边缘盆地:十堰断裂以北为孤立的小碳酸盐台地,主要由白云岩组成。断裂以南由灰—深灰色薄层状含碳和含磷钙质细砂岩、硅质页岩组成,并夹钙屑浊积岩。
2)上扬子克拉通盆地发育4种沉积相:①台地相,分布四川、滇东、黔西等地;②潮坪潟湖相,分布于台地内的大部分地区,暴露溶蚀作用发育,遍及上扬子地区,形成波状、葡萄状、雪花状、谷壳状和栉壳状等形态的白云岩;③浅滩相有两种:一为台内浅滩,分布于四川的峨眉—汉源、云南的宁南—金阳,由亮晶砾屑白云岩、亮晶核形石藻团块白云岩、亮晶鲕粒白云岩与藻白云岩互层组成,另一为台地边缘浅滩,分布于黔中的开阳—瓮安—湄潭,川北的南江、广元,川西的宝兴—茂汶等地,由厚层状藻白云岩、含砾砂屑白云岩、粗砂屑白云岩夹少量鲕粒白云岩及核形石白云岩组成;④萨布哈相,分布于台地中部的珙县、威信、古蔺等地。
3)上扬子东南大陆边缘盆地:川东的秀山、黔东南的松桃、黄平、镇远、三都和湘西的大庸等地为台缘上斜坡,以角砾碳酸盐岩为特征;川北的城口、黔东南、湘西、桂北等地为台缘下斜坡到盆地环境,为薄层状泥质粉晶-微晶白云岩、黑色薄层状炭质页岩、硅质页岩夹粉砂岩及透镜状白云岩和钙屑浊积岩。
4)湘黔大陆斜坡盆地:分布于安化、溆浦、长安堡等地,主要为硅质页岩、硅化微晶灰岩和硅质岩沉积。
图7.13 中国南方SS2 超层序高位体系域(晚震旦世灯影组沉积晚期)构造层序岩相古地理
5)滇黔桂、湘桂边缘海盆地:滇黔桂相区地处南盘江盆地内,为深水密度流沉积的灰绿色粉砂质绢云母板岩、千枚岩夹细砂岩、粉砂岩;湘桂边缘海盆地主要分布于广西龙胜一带,由硅质岩组成,呈灰色、灰白色,仅底部见一层灰黑色硅质者。
6)华夏克拉通盆地和华夏大陆边缘盆地,华夏克拉通盆地由滨海相灰绿色变质长石石英砂岩、绢云母板岩、夹硅质板岩、硅质岩组成;华夏大陆边缘盆地由次深海—深海相灰—深灰色薄层至中层状硅质泥岩及泥质硅质岩组成。
❹ 考古学者发现的古人居住生活的地理位置有什么特征
人类各种形式的聚居地的总称。
聚落由各种建筑物、构筑物、道路、绿地、水源地等物质要素组成,规模越大,物质要素构成越复杂。聚落的建筑外貌因居住方式不同而异。例如,婆罗洲伊班人的大型长屋,中国闽西地区的土圆楼,黄土高原的窑洞,中亚、北非等干燥区的地下或半地下住所,某些江河沿岸的水上住所,游牧地区的帐幕等,都是比较特殊的聚落外貌。
聚落是人类聚居和生活的场所。聚落环境是人类有意识开发利用和改造自然而创造出来的生存环境。
早期人类的聚居地一般都选择在地形、气候等自然条件比较优越、自然资源比较丰富的地点。例如,中国陕西蓝田猿人的遗址,就在一条河流最高的阶地上,当时那里的气候温暖湿润,有较多的动物可供捕猎(考古发现被捕猎的动物种类就有42种)。随着人类利用和改造自然的能力不断提高,人类活动的领域不断扩大,由热带、温带逐渐扩展至寒带,创造出各种形式的聚落环境。
聚落的民居建筑,是当地居民为适应当地的自然环境和便于从当地取得建筑材料而创造出来的,其不仅有明显的时代特征,也有显着的地方色彩。例如,北极地区的因纽特人用当地便于取得的冰块构筑的小冰屋,墙体很厚,有利于保持室内的温度;中国黄土高原有堆积很厚的黄土层,那里的气候相对比较干燥,当地居民便就地取材,利用黄土层挖凿成窑洞;中国新疆地区气候干燥,风沙大,建成平顶房,其屋顶可以用来晒庄稼;中国及世界上的一些热带地区,因炎热多雨,比较潮湿,一般都建成双层木楼或竹楼,通风较好,人居住在楼上不仅比较凉爽,而且也相对比较干爽;中国东北地区因气候寒冷,一般都建成墙体较厚且有火墙火炕的居室,那里风比较大,所以窗纸都贴在窗外。有的民居则是适应于当地居民的生活习俗而创造的,如中国福建客家人因聚族而居,创造出大土楼的特色建筑。
除乡村聚落和城市聚落之外,还有介于二者之间的城市化村和集镇等聚落类型。
❺ 古生态的古地理
广义的古地理环境应当包括自然地理环境、生物地理分区和古气候。自然地理环境包括大陆和海洋盆地的轮廓和分布。在大陆上要反映的古地形特点,包括剥蚀区的再造和母岩成分及分布特征的确定;河流、湖泊成因类型、古流向和分布特征的确定;风向、古气候和生物地理分区的确定。
在海洋盆地中,首先应确定海岸线位置、海盆轮廓和
性质;盆地内潮汐流、沿岸流、海浪、海流以及浊流或风暴流的水动力条件的分析;海水的含盐度、温度、深度、水介质的物理化学条件、酸碱度确定。海底地形、三角洲、海底扇的特征和分布,以及深水沉积特征和浮游生物的特征和分布的研究、古生物和古生态、生物地理分区的确定,以及古气候及其分带的研究。沉积相分析是古地理学研究的基本方法。沉积相是沉积物形成条件的物质表观。时间的不同,沉积相的特点和分布也不同,一定的沉积物只出现在某特定的时代,如中、晚前寒武纪的带状铁矿层;有些则出现在不止一个时代中,如黑色页岩、煤和蒸发岩。有人认为这些特定时代的相是全球性或近于全球性的。因此,它们必然记录着一些全球规模的岩石圈、生物圈、水圈和大气圈特殊的相互关系。研究这些问题,不仅能深入了解地球历史的本来面目,而且为寻找煤、油气和有用矿床等提供依据。
除了建立单独的相模式以外,也需要对沉积作用、沉积产物的可变性以及其他动力概念进行研究。例如,从陆源硅质碎屑到海洋碳酸盐的变化,或从一个丘状进入到平顶滩的转变。这些相序演化的研究要与隆起和沉降的地球物理模式紧密联系起来。此外,这些地球物理模式也会对沉积相序和演化的研究起促进作用。
深海钻探和稳定同位素研究的发展,已有可能对古海洋的古环境、海洋循环和化学条件进行重建。除了利用氧同位素了解古温度外,可直接根据碳同位素了解古海洋的循环及其动力。并可根据邻近的陆绦海记录和保存在造山带的洋壳以及海洋沉积物的碎片重塑古海洋。
研究古气候的关键是加强对古气候与沉积物沉积特征之间相互关系的认识。每一个气候变量都有大的空间变化,因为不同纬度接受的太阳能不同,大陆和海洋的热性质不同,所以海陆分布的变迁是气候变化的重要原因。海洋气候和大陆气候的差别也随着由低纬度向高纬度的过渡,气候分带表现得越来越明显。
古纬度也是确定古气候分带的重要因素之一,当地球外壳有一次重大的变位,都会引起各个板块的相对运动,从而引起古气候带格局的重要变化。最重要的古气候标志是一
些对气候敏感的沉积物类型,如碳酸盐岩、蒸发岩类、红层、铝土矿、煤、冰碛岩及古风向、古温度和某些动植物群,沉积作用是在一定的大地构造环境中进行。很多沉积盆地的几何形态、构造特征和地层格局都与大地构造的演化有密切关系。对沉积盆地进行分析,要充分利用地球物理、钻井和地震地层学资料,以了解地下深部隐蔽的同沉积古地形和沉积相分布的格局,覆盖于河道上及生物礁上的构造或不整合面的披盖构造等,而有利于古地理环境的重塑。其次应根据盆地类型和特征建立盆地的发育模式,进一步了解其沉积体系与大地构造的关系。很多学者认为,许多沉积(古代和现代)不是一种单纯沉积物的产物,可能是受地球运行轨道的控制,或是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的结果。
❻ 科学家们如何研究古地理环境
只大致了解一点点……根据化石中的碳十四的含量来判断,含量越少,年代越久远。
❼ 古地理环境与沉积相概述
由于两大平原在第四纪以来,属于间歇性沉降的加积平原,且具有明显的继承性、多期性和差异性,加上古气候的冷暖交替,导致区内第四纪古地理环境与沉积相在时间上和空间上产生差异。
(一)早更新世古地理环境与岩相
1.早更新世早期(距今300~250万a前)
早更新世早期的三江平原与现在面貌迥然不同,盆地范围很小。仅在绥缤凹陷和前进凹陷有三个内陆封闭盆地接受第四系沉积,其余广大地区属于陆源剥蚀区,其周围山地约高出当地基面100~300m。区内除松花江有明显河道外,其他河流尚未形成。
主要沉积相有河床滞留相和冲洪积相(图3-3),沉积物厚20~100m,推断距今年龄约300~250万a前。
兴凯湖平原湖泊尚未形成,仅在松阿察河一带有一近南北向深槽,沉积了冲洪积物,厚30~50m(图3-4)。
2.早更新世中晚期古地理环境与岩相(距今250~120万a前)
由于两大平原断陷下沉,其沉积范围逐渐扩大,至早更新世未,达到山麓边缘,大体受平原周边断裂带控制。
三江平原西界小兴安岭山前台地边缘与依兰—伊通裂谷北段相通,东接完达山西麓,与敦化—密山裂谷相连,南临山前台地,以近东西向断裂为界,略小于今日三江平原范围,周围山地高出当地基面100~350m,属陆源剥蚀补给区。
区内的黑龙江业已形成,约在福兴一带入松花江再北泄。其河床滞留相沉积物的电阻率达300~400Ω·m。表明河流能量较小,尚未切穿嘉荫峡谷,还没有能力携带更粗颗粒沉积物。小兴安岭东坡的梧桐河已形成,流出山口后汇入松花江,古松花江仍按其故道北泄,至桦川一带分两支,主流北支继续北泄与黑龙江汇合后流入现今的俄罗斯境内,形成一个较大水体,另一支流过花马山入“古三江湖”(拟称)。
古松花江、东河床滞留相沉积物电阻率约180~250Ω·m,表明河水能量小,携带能力弱,没有切穿依兰峡谷。
“古三江湖”的滨湖相沉积由泥质粉砂、细砂构成。电阻率100~70Ω·m。浅湖相沉积物,由亚黏土、亚砂黏土与粉细砂互层,电阻率为50~70Ω·m。
在完达山北麓与抚远间,亦存在一个较大的水体。有两股水流注入其中:一股由北而南入湖。另一股源于锡霍特山,自东而西注入湖泊中,此两河床滞留相沉积物的视电阻率为300~200Ω·m,该水体滨湖相沉积物视电阻率约100~80Ω·m;浅湖相沉积物为80~50Ω·m。
其余广大地区均属于边滩相沉积(见图2-48)。沉积物厚40~100m,距今年龄约为250~120万a。
图3-3三江平原岩相对比图
图3-4兴凯湖平原岩相对比图
以上特点表明古三江水系在早更新世晚期仍属于内陆水系,没有外泄入海。
兴凯湖平原在早更新世晚期,湖泊相当广大,约相当于现今平原面积1/3。古兴凯湖(见图2-59)北至虎林县城,西抵宝东、承紫河、青山一线,东临松阿察河,南越中苏边界线,此外在平原北部的阿北—新政一带也存在一个较小湖泊。
此期,古穆棱河形成,注入兴凯湖,形成大面积三角洲沉积,在俄罗斯境内的伊漫河、塔姆加河开始形成,分别流入盆地的两个湖中,形成入湖三角洲与边滩相沉积。
区内河床滞留相沉积物视电阻率为200~150Ω·m。三角洲相为150~100Ω·m,滨湖相视电阻率为100~70Ω·m。浅湖相视电阻率为70~30Ω·m。
(二)中更新世古地理环境与岩相(距今120~20万a前)
进入中更新世以来,由于两个大平原整体稳定下沉,致使沉积范围达到最广时期。现今的台地后缘即为当时的平原边界,到中更新世晚期,湖泊发育极盛时期,“古三江湖”南迁至宝清、双鸭山一带,在集贤、汤原、鹤立一带都有较大湖泊(见图2-71)。
小兴安岭东麓的诸顺坡河,均已形成,分别汇入松花江,并形成各自的河床滞留相沉积物。黑龙江与松花江在绥滨—萝北地区相汇。由于水流过大,使河道漫散,沉积了较宽的河床相砾石层。
古挠力河及其支流形成后,汇同松花江南部的分支河道北流入黑龙江。古乌苏里江还是一条近东西向小河,它源于锡霍特山,在抚远南汇入黑龙江,形成了各自的河床滞留相沉积。其余广大地区为边滩相沉积。
应当说明,黑龙江河床滞留相沉积物视电阻率高达1000~500Ω·m。松花江的河床滞留相沉积达600~400Ω·m,都比早更新世沉积物视电阻率明显增大。这表明水流能量剧增,携带能力强,才得以沉积粗大颗粒。由此可见,黑龙江在中更新世中晚期已切穿嘉荫峡谷,同时松花江切穿了依兰峡谷。截夺了各自上游水系所致。然而,两江汇流后并未形成广大水体,推断此期区内水系已经外泄入海,距今约在60~50万a前。这一结论与黑龙江地矿局第一水文队及原九〇四部队的研究结果相合。
古兴凯湖及其北部湖泊达到最盛时期,广泛发育滨湖相、浅湖相沉积。穆棱河分两沉积。支河道分别注入两个湖泊中(见图2-71),形成了河床滞留相和边滩相及入湖三角洲相
(三)晚更新世古地理环境与岩相
划分如下阶段。到了晚更新世时期,两大平原均处在差异性缓慢抬升沉积期,加上古气候恶化,可
1.晚更新世早期
由于两大平原周围山体隆升,使山麓前缘沿断裂带缓慢抬升。随着古气候转冷变干,三江平原中更新世遗留下来的古湖泊,除“古三江湖”外相继消亡,两大平原缩小到今日的台地前缘,周围山地接近现今高度,仍近陆源剥蚀区(见图2-78)。
黑龙江汇入松花江有两条古河道,宽10~15km,沉积物视电祖率1000~400Ω·m。松花江基本上仍按中更新世故道分两支北泄,其河床滞留相沉积物视电阻率为600~300Ω·m。
小兴安岭东坡的各级河谷,从山区携带的粗粒物质沉积在平原边缘,形成了冲洪积扇堆积物。其余广大地区为边滩相沉积,平原东侧乌苏里江北段河道已见雏形。
兴凯湖平原仍以湖泊沉积为主(图2-78),还没有形成外泄水系。
2.晚更新世中期
近,山前台地分异明显。距今15~7万a前,两大平原范围基本与晚更新世早期相似,周围山体与现今面貌相
与边滩相沉积。由于古气候转暖变湿,三江平原河流量增大。并经常淹没地势低平的洪泛区,乃致使同江—富锦—集贤一线以东广大地区,被水体淹没,形成了稳定而广阔的河漫湖,沉积了厚达6~10m亚黏土层(见图2-78),其视电阻率20~30Ω·m,其他地区为河床相
兴凯湖平原仍为广阔的湖相沉积。
3.晚更新世晚期—全新世
距今7.0万a以来,两大平原都发生了重大变化,三江平原的同江—富锦—集贤连线以东平原整体抬升,随着古气候恶化、河漫湖干涸、Ⅱ级阶地形成。至此,三江平原中的湖泊消亡,这段时期平原东部发育挠力河、别拉洪河及其支流等沼泽性河流,加积了泥质堆积物,但这些河流大都未切穿亚黏土层。由于古冰缘强烈作用,形成许多宽浅谷地,闭流洼地,为全新世发育沼泽、泥炭沉积提供了空间。
边境北泄入海。平原西部河流作用十分活跃,黑龙江在绥萝地区留下六条古河道,沉积物粒度粗大,由卵砾石组成,其视电阻率高达1~3000Ω·m,一般在1000~400Ω·m。河水携带能量相当大,至晚更新世末(距今2.2万a前)遗弃最后一条河道(后述),回到现今的中俄
松花江依然如故,沿其故道北流入黑龙江,但在同江一带曾一度向东迁移,留下了数条自然堤,形成了宽达20km的边滩沉积,它的河床相沉积物视电阻率为500~300Ω·m,此期总的看来边滩相不甚发育。
小兴安岭东坡的各级河流仍将山区携带物质叠加在晚更新世中早期扇形平原之上。由于小兴安岭东麓,坡缓流短,河流量小,故其携带能力远小于黑龙江和松花江,所以扇形地的沉积物颗粒相对较细。
兴凯湖平原也发生了重大变化,约在距今2.0万a前湖水退缩到第四道堤附近,穆棱河、松阿察河与俄罗斯境内诸水系,均被乌苏里江所截夺,使之成为外流水系(见图2-85)。