Unveiling buried aeolian landscapes: reconstructing a late Holocene dune environment using 3D ground-penetrating radar     

Luis Rees-Hughes  Natasha L. M. Barlow  Adam D. Booth  Landis J. West  George Tuckwell  Tim Grossey 《第四纪科学杂志》2021,36(3):377-390

Across the UK, sandy beaches and dunes protect coastal infrastructure from waves and extreme water levels during large-scale storms, while providing important habitats and recreational opportunities. Understanding their long-term evolution is vital in managing their condition in a changing climate. Recently, ground-penetrating radar (GPR) methods have grown in popularity in geomorphological applications, yielding centimetre-scale resolution images of near-surface stratigraphy and structure, thus allowing landscape evolution to be reconstructed. Additionally, abrupt changes in palaeo-environments can be visualized in three dimensions. Although often complemented by core data, GPR allows interpretations to be extended into areas with minimal ground-truth control. Nonetheless, GPR data interpretation can be non-intuitive and ambiguous, and radargrams may not initially resemble the expected subsurface geometry. Interpretation can be made yet more onerous when handling the large 3D data volumes that are facilitated with modern GPR technology. Here we describe the development of novel semi-automated GPR feature-extraction tools, based on ‘edge detection’ and ‘thresholding’ methods, which detect regions of increased GPR reflectivity which can be applied to aid in the reconstruction of a range Quaternary landscapes. Since reflectivity can be related to lithological and/or pore fluid changes, the 3D architecture of the palaeo-landscape can be reconstructed from the features extracted from a geophysical dataset. We present 500 MHz GPR data collected over a buried Holocene coastal dune system in North Wales, UK, now reclaimed for use as an airfield. Core data from the site, reaching a maximum depth 2 m, suggest rapid vertical changes from sand to silty-organic units, and GPR profiles suggest similar lateral complexity. By applying thresholding methods to GPR depth slices, these lateral complexities are effectively and automatically mapped. Furthermore, automatic extraction of the local reflection power yields a strong correlation with the depth variation of organic content, suggesting it is a cause of reflectivity contrast. GPR-interpolated analyses away from core control thus offer a powerful proxy for parameters derived from invasive core logging. The GPR data collected at Llanbedr airfield highlight a complex dune system to a depth of 2.8 m, probably deposited in several phases over ~700 years, similar to elsewhere in North Wales.  相似文献   

Geoarchaeological evidence on a Late Bronze Age earthquake,Ohrid Basin (North Macedonia)     

J. Hošek  M. Verčík  P. Pokorný  J. Beneš  V. Komárková  T. Radoměřský  N. Atanasoska  V. Todoroska  P. Ardjanliev 《第四纪科学杂志》2021,36(6):1003-1012

Geoarchaeological investigations on the northeastern shore of Lake Ohrid revealed 3.5 m thick deepwater lacustrine sediments overlying terrestrial vegetation macrofossils, worked wood and abundant potsherds dated to the Late Bronze Age (LBA). Distinct contact of deepwater sediment with the sub-aerial weathered limestone bedrock point to a sudden increase in lake level. According to radiocarbon data, catastrophic flooding occurred shortly after 1214 yr bc. Because the area is located in a highly active seismic zone, we propose that this event was caused by tectonically induced, metre-scale coseismic subsidence related to faults bordering the Ohrid alluvial plain. Moreover, this event coincides well with a dramatic switch in the habitation and settlement strategy in the region. More important, however, is the finding that the age of the proposed massive tectonic event and change in habitation lies within the interval of the proposed ‘earthquake storm’ in the eastern Mediterranean dated to 1225–1175 bc. As the Ohrid-Korça zone belongs to the same tectonic province, a relationship between the abovementioned earthquakes and the proposed event can be expected. This research therefore might provide the first direct evidence of a large-scale earthquake event linkable to the LBA collapse of Europe's first urban civilisation in the Aegean.  相似文献   

北秦岭西段早侏罗世A型花岗岩及其地质意义          下载免费PDF全文

宫相宽蔡宏明郭瑞清刘桂萍谭 俊木热地力·  买合苏提 《地质科学》2021,56(1):158-181

本文通过岩相学、岩石地球化学、锆石U?Pb定年和Lu?Hf同位素组成分析等方法,对出露于北秦岭西段宝鸡岩体王家山一带的黑云母花岗岩和其中的包体进行了研究。结果表明,该花岗岩形成时代为187±2 Ma,属于高钾钙碱性—钾玄岩系列岩石,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素以及Nb、Zr和Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr和Eu,具有高的全岩锆石饱和温度(825℃~838℃),显示A型花岗岩特征,形成于造山后的板内环境,可能为秦岭岩群副变质岩与安山质岩石部分熔融的产物。暗色包体显示塑性流变特征,具有岩浆结构,发育针状磷灰石和具有复杂成分环带的更长环斑结构长石,是幔源岩浆注入酸性岩浆发生混合作用的产物,形成时代为191±2 Ma,其锆石Hf同位素组成变化范围较大,εHf(t)值介于-11.26~-2.51,主要为富集地幔部分熔融产物。综合本文及前人已有研究结果,认为~190 Ma的早侏罗世早期秦岭地区早中生代碰撞造山过程已经结束,区域开始逐渐进入板内伸展构造演化阶段。  相似文献   

华北克拉通东缘金岭杂岩体岩浆源区及构造背景:来自岩相学、岩石地球化学及年代学的证据          下载免费PDF全文

高继雷周永刚  张振飞高明波赵体群  田振环朱振宏 《地质科学》2021,56(1):253-271

金岭杂岩体由细粒黑云角闪闪长岩、中细粒黑云角闪闪长岩、中细粒黑云角闪二长闪长岩和细粒角闪二长闪长岩组成,是鲁西地区典型矽卡岩型富铁矿(金岭铁矿)控矿岩体。本次研究对细粒黑云角闪闪长岩和细粒角闪二长闪长岩进行了锆石LA‐ICP‐MS U‐Pb定年,其结果分别为129.2±3.2 Ma和132.8±1.2 Ma,表明该杂岩体的侵位时代为早白垩世。样品SiO2、K2O和Na2O含量分别介于54.17%~63.73%、1.92%~4.76%和3.10%~5.41%之间,K2O/Na2O为0.58~0.94,A/CNK为0.60~0.93,具有轻稀土富集,重稀土亏损的右倾型稀土配分模式,轻、重稀土分馏程度中等((La/Yb)N=9.94~23.49),Eu异常不明显(δEu=0.84~1.10),具中—弱负Ce异常(δCe=0.56~0.92)。样品以富集大离子亲石元素(Ba、K、U、Pb等)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)以及高Sr/Y为特征。金岭杂岩体为燕山晚期岩浆活动产物,属准铝质高钾钙碱性系列,岩浆主要来源于富集岩石圈地幔的部分熔融,并在岩浆上升侵位的过程中有地壳物质的同化混染。燕山晚期华北克拉通在古太平洋板块俯冲后后撤引起的板内伸展环境下,增厚陆壳减薄阶段,岩浆上侵就位形成金岭杂岩体。  相似文献   

下扬子地区姚村A型花岗岩年代学、地球化学特征及岩石成因          下载免费PDF全文

王存智  黄志忠  赵希林  褚平利  黄文成  宋世明  徐杨  杨超 《中国地质》2021,48(2):549-563

姚村岩体位于下扬子江南造山带东北端,主要由中心相的中粗粒正长花岗岩和边缘相的细粒似斑状正长花岗岩组成。本文对该岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明姚村岩体的形成年龄为(127.6±1.4)Ma,为燕山晚期岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明姚村岩体属于A型花岗岩,具高硅、富铁,锆饱和温度高、轻重稀土分馏明显、富集Rb、Th、U、K、Pb等元素而亏损Ba、Nb、Sr和Ti等元素、铕负异常显著(Eu/Eu*=0.22～0.46)的特点。姚村岩体的全岩εNd(t)值与锆石εHf(t)值分别变化于-6.2～-5.7和-13.9～-5.0,两阶段Nd和Hf同位素模式年龄分别为T_(DM2)(Nd)=1439～1532 Ma和T_(DM2)(Hf)=1508～2062 Ma,Nd同位素的模式年龄重叠于Hf同位素模式年龄。结合区域地质研究成果认为,姚村岩体可能于早白垩世古太平洋板块俯冲作用之后伸展-拉伸环境下,由中元古代地壳重熔而成。  相似文献   

内蒙古克什克腾旗长岭子斜长花岗斑岩锆石U-Pb年龄、成因与碰撞造山作用          下载免费PDF全文

许强伟  王玭  王志强  王成明  郑义  方京 《中国地质》2021,48(1):229-246

内蒙古克什克腾旗长岭子斜长花岗斑岩位于大兴安岭锡林浩特增生杂岩带内。本文对长岭子斜长花岗斑岩进行了主微量元素地球化学以及锆石U?Pb年代学和Lu?Hf同位素研究。长岭子斜长花岗斑岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(248.1±4.7)Ma,是早三叠世岩浆活动的产物;继承锆石除外,样品中锆石具有正的εHf(t)值(5.78~12.41),二阶段模式年龄TDM2分别为914~488 Ma。长岭子斜长花岗斑岩具有较高的SiO2、Na2O和Al2O3含量以及较低的Fe2O3、MgO和CaO含量,属于偏铝质?过铝质的低钾?钙碱性系列I型花岗岩,富集Rb、K、U、Th、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nd、Ta、Ti等高场强元素。同时,斜长花岗斑岩具有高Sr低Y以及高Sr/Y比等特点,具有典型的埃达克质岩石特征,形成于加厚下地壳的部分熔融。综合上述地球化学特征,本文认为长岭子斜长花岗斑岩来源于加厚新生下地壳的部分熔融,表明早三叠世兴蒙地区并非岛弧的环境,而是处于碰撞造山环境,古亚洲洋在该时期已经闭合。  相似文献   

基于逻辑回归的四川青川县区域滑坡灾害预警模型          下载免费PDF全文

方然可  刘艳辉  苏永超  黄志全 《水文地质工程地质》2021,48(1):181-187

四川省青川县滑坡灾害群发,点多面广,区域滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段,预警模型是成功预警的核心。由于研究区滑坡诱发机理复杂、调查监测大数据及分析方法不足等原因,传统区域地质灾害预警模型存在预警精度有限、精细化不足等问题。文章在青川县地质灾害调查监测和降水监测成果集成整理与数据清洗基础上,构建了青川县区域滑坡灾害训练样本集,样本集包括地质环境、降雨等27个输入特征属性和1个输出特征属性,涵盖了青川县近9年（2010—2018年）全部样本,数量达1 826个（其中,正样本613个,负样本1 213个）。基于逻辑回归算法,对样本集进行5折交叉验证学习训练,采用贝叶斯优化算法进行模型优化,采用精确度、ROC曲线和AUC值等指标校验模型准确度和模型泛化能力。其中,ROC曲线也称为“受试者工作特征”曲线;AUC值表示ROC曲线下的面积。校验结果显示,基于逻辑回归算法的模型训练结果准确率和泛化能力均较好（准确率94.3%,AUC为0.980）。开展区域滑坡实际预警时,按训练样本特征属性格式,输入研究区各预警单元27个特征属性,调用预先学习训练好的模型,输出滑坡灾害发生概率,根据输出概率分段确定滑坡灾害预警等级。当输出概率P≥40%且P<60%时,发布黄色预警;当输出概率P≥60%且P<80%时,发布橙色预警;当输出概率P≥80%时,发布红色预警。  相似文献   

浅谈前寒武纪条带状铁建造的沉积-变质成矿过程     

李旭平  陈妍蓉 《岩石学报》2021,37(1):253-268

条带状铁建造(BIF)是3.5~1.8Ga前陆架和洋盆的常见沉积物。前寒武纪条带状铁建造构成了世界上重要的铁矿资源。虽然它们成矿过程及其演化的许多方面的问题仍未解决,但人们普遍认为,它们沉积方式的长期变化与地球的环境和地球化学演化有关。条带状铁建造记录了前寒武纪古海洋、古环境、大气条件和细菌代谢条件以及铁的来源和沉积过程。大型BIF沉积与大火成岩省有成因联系,其铁的来源与火山物质加入的海底热液体系有关,或有陆缘岩石风化的无机物产物加入,越靠近陆缘,陆源碎屑物质加入的越多。然而,在太古宙到古元古代期间,BIF沉积的深水盆地中陆源物质的加入很少。那时的铁建造沉积在缺氧的海洋中,通过微生物的光合作用、无氧光合氧化和紫外光线辐射氧化等机制对溶解的二价铁进行氧化,从而形成三价铁氢氧化物和氧化物的沉积。大多数BIF大型矿床,自其在沉积环境中形成以来,它们在从太古宙直至中生代的漫长的地质历史演化过程中经历了铁矿的品位由低到高转化的复杂地质过程,一般经历了深部交代变质作用的除硅、除碳酸岩矿物的富集成矿和浅部风化富集成矿过程。许多BIF铁矿经历了从绿片岩相到角闪岩相变质作用,但到达的压力条件都不是很高,这或许与俯冲的高密度BIF铁矿难以折返的动力学机制有关。迄今为止,变质作用、尤其是高级变质作用对成矿过程的影响研究较少,是今后值得关注的领域。  相似文献   

藏南冈底斯岩基东段朗县杂岩早白垩世岩浆作用:新特提斯洋二次俯冲   总被引：1，自引：1，他引：0  

李广旭  曾令森  高利娥  高家昊  赵令浩 《岩石学报》2021,37(10):2995-3034

新特提斯洋长期俯冲消减作用在早白垩世可能经历二次俯冲启动或板片俯冲几何形态的重大转换。确定西藏南部冈底斯岩基早白垩世岩浆作用的岩石地球化学特征和作用方式是甄别上述过程的关键,对理解新特提斯洋的俯冲演化过程至关重要。本文就冈底斯岩基东段朗县杂岩中保存的各类早白垩世岩浆岩,开展了锆石U-Pb地质年代学和Hf同位素、全岩元素和同位素（Sr-Nd）组成分析。数据结果表明：1）基性岩侵位时代为早白垩世晚期（103.6~100.8Ma）,为高钾钙碱性偏铝质岩石,锆石ε_Hf（t）=+0.3~+5.7,全岩ε_Nd（t）=-0.8和-0.3,暗示其岩浆源区具有大量俯冲沉积物或流体的混入,为沉积物熔体和流体交代的地幔楔物质部分熔融的产物,经历了一定程度的角闪石分离结晶作用;2）中性岩形成于99.8~97.6Ma,略晚于基性岩,其主量元素与基性岩具有较好的线性关系,全岩ε_Nd（t）=+1.1,具有较多的地幔物质参与,为基性岩浆进一步演化形成;3）酸性岩（脉体）记录了多阶段岩浆作用（124.1~95.3Ma）,根据同位素组成不同进一步划分为两类,第一类具有较低的全岩ε_Nd（t）值（-8.3~-6.0）,其岩浆源区显示富集特征,t_DM2=1385~1586Ma,由古老地壳物质的再熔融形成;第二类的锆石ε_Hf（t）值（-2.8~+3.2）变化较大,岩脉的锆石ε_Hf（t）=+0.4~+8.1,t_DM=428~906Ma,全岩ε_Nd（t）=+0.1和+0.8,表明岩浆源区具有不均一性,为古老地壳物质被富流体地幔岩浆改造形成;和4）镁铁质包体的主量元素与寄主花岗岩具有较好的线性关系,锆石的Hf同位素组成变化较大（ε_Hf（t）=-9.3~+4.1）,变化范围可达13个ε单位,为岩浆混合成因。寄主花岗岩和角闪辉长岩分别作为酸性和基性端元,是基性岩浆与其诱发古老地壳熔融形成的花岗质岩浆经混合形成。结合冈底斯岩基早白垩世岩浆岩的研究结果,朗县杂岩在早白垩世（124~97Ma）的岩浆作用具有明显的岩浆混合现象,锆石Hf和全岩Sr-Nd同位素组成变化较大,可达13个ε单位,其岩浆源区复杂且富含流体,代表了新特提斯洋在早期（240~144Ma）经历漫长的俯冲之后,在早白垩世时期（~120Ma）俯冲带发生跃迁或俯冲角度达到临界点,导致大量俯冲沉积物和流体沿俯冲带俯冲下去,与发生部分熔融的地幔楔物质混合,底侵导致上覆古老地壳物质的再熔融,形成早白垩世复杂的岩浆岩组合,很可能是新特提斯洋二次俯冲开始的标志。  相似文献   

内蒙古中东部上侏罗统满克头鄂博组划分及时代          下载免费PDF全文

张永清 《地球科学》2021,46(1):162-171

内蒙古自治区中东部满克头鄂博组以流纹质火山碎屑岩为主夹山间湖盆相陆相碎屑岩及少量流纹岩或英安岩.沉积岩中产叶肢介Magumbonia paramecia,Nestoria reticulate,N.xishunjingensis,N.cf.pissoui,Lioestheria sp.;双壳类Ferganoconcha curta,F.subcentralis,F.elongate;植物:Ginkgoites sp.,Cladophlebis sp.,Lycopodites sp.,Baiera gracilis,Phoenicopsis sp.化石.岩石化学SiO₂71.47%~75.96%,Ai₂O₃12.50%~14.18%,K₂O 3.84%~4.98%,Na₂O 3.22%~4.14%,ALK 7.84%~9.12%,K₂O>Na₂O,显示高硅高碱特征;微量元素组成上以富集Rb、K、Th、U、La和LREE,亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti为特征;稀土元素ΣREE=47.116×10-6~176.78×10-6,轻重稀土分溜明显,分溜系数（La/Yb）_N为4.79~25.56,δEu为0.05~0.61,为中等铕负异常.4个样品在logδ-logτ图解上全部落入造山带山花岗岩区、Rb-Y+Nb图解上落在火山弧花岗岩区、Nb-Y图解上全部落入火山弧花岗岩同碰撞花岗岩区;在阿巴嘎旗-扎鲁特旗-巴林右旗一带采集了4个锆石LA-MC-IC-MS同位素,年龄值分别为138.89±0.93 Ma、137.70±1.40 Ma、147.70±1.20 Ma和137.27±0.96 Ma,将满克头鄂博组的时代置于晚侏罗世-早白垩世.   相似文献