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当期目录

    2018年 第24卷 第2期    刊出日期:2018-04-20
    岩石·矿物·地球化学
    西准噶尔库什库都克石英闪长岩地球化学、年代学及地质意义
    乔耿彪,赵寒森,陈隽璐,白建科,彭素霞,樊金生
    2018, 24(2):  147. 
    摘要 ( 942 )   PDF (4495KB) ( 494 )  
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    库什库都克石英闪长岩位于新疆西准噶尔的达尔布特晚古生代中酸性岩浆岩带中。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定
    年,结合锆石阴极发光图像和U、Th元素特征,获得石英闪长岩的年龄为305.3±2.8 Ma(n=19,MSWD=0.17),时代属晚石
    炭世晚期(C2)。石英闪长岩呈半自形不等粒结构,块状构造,矿物成分主要为斜长石、石英、角闪石和黑云母等,局部发
    育含柱状辉石的石英辉长闪长岩。岩石的SiO2含量为59.38%~63.37%,全碱变化于6.55%~7.51%;里特曼指数( σ )变化于
    2.62~2.88,铝饱和指数(A/CNK值)介于0.83~0.90,为准铝质;岩石轻稀土富集且轻重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N 为2.99~
    3.66,负Eu异常(δEu为0.64~0.79);岩石相对富集Ba、Nd、Zr、K和LREE等元素,而相对亏损Rb、Nb、Th、Sr、P、Ti
    和HREE等元素,属高钾钙碱性准铝质I型花岗岩类岩石。石英闪长岩地球化学特征表明其为上地壳变质玄武岩熔融的产
    物,在岩浆演化过程中发生了以斜长石、辉石、金红石和磷灰石为主的分离结晶作用,而角闪石基本未发生分离结晶。区
    域构造环境演化分析认为西准噶尔不仅在晚石炭世早期存在与俯冲作用相关的岛弧花岗岩,在晚石炭世晚期—早二叠世早
    期也存在持续俯冲作用,在此环境下形成了与俯冲作用相关的岛弧型库什库都克石英闪长岩。
    内蒙古大青山地区同盛茂晚石炭世火山岩的年代学、地球化学和Hf同位素研究及其地质意义
    张乔,李玉宏,陈高潮,韩伟,王靖
    2018, 24(2):  160. 
    摘要 ( 379 )   PDF (5645KB) ( 726 )  
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    华北北缘作为古亚洲洋闭合和演化的重要研究地区,一直受到学者们广泛关注。已有研究表明其晚古生代岩浆作用
    强烈,但以侵入岩为主,缺乏同期火山岩的报道。文章对华北北缘内蒙古大青山地区同盛茂拴马桩组上部的火山岩进行详
    细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素研究。结果表明,同盛茂火山岩形成于晚石炭世末期(305 Ma),
    火山岩岩性为流纹质弱熔结凝灰岩,岩石发生强的高岭石化,具有相对低的REE总量、弱的Eu负异常以及低的重稀土
    (Y、Yb) 含量,样品中原位锆石的εHf(t)值为-8.3~-4.0。综合资料表明,火山岩可能是由华北克拉通加厚的基底经部分熔融
    形成,并有幔源物质参与。结合最近报道的区域晚古生代火山岩研究资料,推测华北北缘晚古生代至少发生过两期火山活
    动:分别为305~290 Ma和278~261 Ma,且峰期在272 Ma。
    三江口东岩体岩石成因及产铀潜力分析
    兰鸿锋,凌洪飞,陈卫锋,刘建伟,欧阳平宁
    2018, 24(2):  172. 
    摘要 ( 493 )   PDF (2568KB) ( 563 )  
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    诸广山南体是中国重要的铀资源基地之一,复式岩体内与铀矿床关系密切的花岗岩均为S型,I型花岗岩一般无铀成
    矿潜力。三江口岩体位于诸广山南体西部,与产有铀矿床的燕山期长江岩体相邻,岩性也与长江岩体相似。目前对三江口
    岩体研究程度相对薄弱,缺乏高精度年代学研究,岩石成因类型也未明确。文章对三江口岩体东部(简称三江口东岩体)
    进行U-Pb年代学和岩石地球化学研究,并与产铀的长江岩体进行对比。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为161.9±2.1 Ma,属于
    燕山早期花岗岩。岩体富SiO2 (73.5%~76.1%),贫FeOT (1.12%~3.25%)、MgO(0.07%~0.83%)、CaO(0.64%~1.27%),具
    高分异指数DI(86.4~93.6),A/CNK值为1.00~1.35,属过铝-强过铝质花岗岩;微量元素Ba、Sr、Nb、Eu、Ti亏损,Rb、
    Th、U富集,属于典型的低Ba、Sr花岗岩;稀土总量中等(ΣREE = 119×10-6 ~268×10-6),稀土配分模式为右倾的轻稀土富
    集型;(87Sr/86Sr)i值为0.70789~0.71488,εNd(t )值较低(-10.8~-9.6),两阶段Nd模式年龄为1.73~1.83 Ga。三江口东岩体与长
    江岩体年龄相近,具有相似的岩石地球化学特征和同位素组成,均为S型花岗岩。结合两岩体形成年龄和区域构造背景,
    认为其形成与华南燕山早期陆内伸展作用有关,是由华南基底麻源群泥质岩、砂质岩部分熔融形成,在成岩过程中有少量
    幔源物质参与。通过与产铀的长江岩体对比研究认为,三江口东岩体具有较强的产铀潜力。
    沙子江铀矿外围地化特征、元素迁移及铀成矿机理
    王正庆,范洪海*,陈东欢,郑可志,罗桥花,刘军港,王凤岗,王勇剑
    2018, 24(2):  185. 
    摘要 ( 278 )   PDF (3174KB) ( 756 )  
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    沙子江矿床外围某钻孔不同矿化蚀变位置具有U含量与SiO2、CaO、Fe2O3、LOI、HREE含量正相关、Na均消失殆
    尽、稀土和微量元素配分型式相似、LREE呈较富集的右倾特征。与新鲜围岩相比,蚀变围岩Sb、U明显增高,Ni、W略有
    增加;与新鲜围岩和蚀变围岩二者相比,碎裂花岗岩(矿石) 中Cd、Sb明显增高,W、Ni、Pb略有增加,Be、Bi明显减
    少;相对于新鲜围岩,碎裂花岗岩(矿石) 和蚀变围岩分别表现出Sb、U和Sb、Cd、U明显增高,共同表现出W、Ni略有
    增加的特征。矿化蚀变带元素迁移研究表明,矿化蚀变带样品Sb、LOI、CaO、Ni、Cu、In、Sr均迁入,Na2O、FeO、Be、
    Cs、Th、Nb均迁出,迁入率最大的组分均为Sb,迁出率最大的组分均为Na2O。地球化学特征及元素迁移规律指示花岗质
    围岩是重要的U源及组分来源,成矿流体呈碱性,氧逸度较高。
    云南富乐铅锌矿床中铜矿物的矿物学特征及地质意义
    李珍立,叶霖*,黄智龙,周家喜,胡宇思,念红良
    2018, 24(2):  200. 
    摘要 ( 517 )   PDF (1748KB) ( 583 )  
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    MVT型铅锌矿床中矿物组成一般较简单,铜矿物非常少见。云南富乐铅锌矿床是川滇黔MVT型铅锌成矿域中代表性
    大型铅锌矿床,其赋矿层位为该区最新地层—中二叠统阳新组白云岩,矿体距上覆峨眉山玄武岩不到160 m。通过矿相、
    扫描电镜及能谱等分析测试,本研究在该矿床中发现了大量铜矿物,主要包括以下四类,即黄铜矿、锌砷黝铜矿、黝铜矿
    和孔雀石,这些铜的独立矿物常交代闪锌矿和黄铁矿等矿物,形状多为环带状、脉状及不规则状等,部分黄铜矿呈乳滴状
    分布于闪锌矿颗粒内部或呈他形交代闪锌矿,可能与闪锌矿同时形成,锌砷黝铜矿和黝铜矿呈他形细脉状穿插于闪锌矿或
    分布于闪锌矿边缘及孔洞中,暗示这些铜矿物形成略晚于铅锌成矿。上述铜矿物常见于中低温热液铅锌矿床,其中锌砷黝
    铜矿是硫盐矿物中较罕见的矿物,黝铜矿和锌砷黝铜矿的出现指示相对氧化的成矿环境,而孔雀石是在铜矿物的氧化过程
    中形成的次生矿物。研究表明,本矿床矿石矿物的生成顺序为:黄铁矿→闪锌矿(乳滴状黄铜矿) →方铅矿→黄铜矿→锌
    砷黝铜矿→黝铜矿→孔雀石,结合矿床产出的地质地球化学特征,云南富乐铅锌矿床中铜可能有两个来源:早期的乳滴状
    黄铜矿与铅锌矿同期且均来自基底地层——昆阳群;后生铜矿物(黄铜矿、黝铜矿和锌砷黝铜) 主要来源于上覆峨眉山玄
    武岩,这与铅锌主要来源于昆阳群等基底地层有所差异,研究成果为认识川滇黔地区铅锌成矿作用与峨眉山玄武岩关系提
    供了新的地球化学依据。
    修水地区下寒武统富铀地层特征及其铀富集机制研究
    薛玮玮,凌洪飞*,李达,卫炜,魏广祎,高梦奇
    2018, 24(2):  210. 
    摘要 ( 450 )   PDF (4484KB) ( 750 )  
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    文章以修水地区下寒武统王音铺组至观音堂组下部富铀黑色页岩地层钻孔样品(U含量为9.37×10-6~202×10-6) 为研
    究对象,进行了细致的显微观察和分析,并对该区下寒武统地层中U含量与沉积环境因素(沉积盆地中的生物生产力、底
    层水体的氧化还原状态、及盆地与广海间的流通性) 之间的关系进行了探讨。结果表明,这些钻孔样品显示明显的沉积成
    岩特征,未发现明显热液叠加/淋积作用现象,说明本区下寒武统地层只经历了沉积成岩作用,而没有经历过明显的热液作
    用或者淋积作用。研究地层大部分样品中的U含量与TOC含量呈正相关,王音铺组上部U含量最高(202×10-6) 的样品沉积
    时的初级生物生产力也最高。经扫描电镜观察和电子探针分析,发现其中有机质中包裹着沥青铀矿,两者关系密切,推测
    U与有机质很可能是一起沉积—成岩富集的;在缺氧硫化的强还原沉积环境下沉积的王音铺组地层的U含量,明显高于在
    缺氧非硫化环境下沉积的观音堂组下部地层中的U含量,而且在强还原硫化环境下,沉积时盆地处于开放流通性程度较高
    时期的样品,其U含量明显高于盆地处于开放程度较低时期的样品。综合这些观察和分析得出,早寒武世王音铺组上部地
    层沉积时,高生物生产力所形成的有机质降解时大量耗氧,导致底层水沉积环境处于强还原硫化状态,同时,沉积盆地处
    于适当的开放程度,与广海之间水流交换使盆地上层含U氧化水体得到补充,U最终在底层水体强还原硫化环境下沉淀于
    沉积物中,可达到较高程度的富集乃至矿化的水平。
    滇东地区碳酸盐岩上覆风化层的元素地球化学特征及其成因讨论
    马海欧,王立发,郭松,李双双,蔡晓娟,季宏兵
    2018, 24(2):  222. 
    摘要 ( 468 )   PDF (1524KB) ( 797 )  
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    碳酸盐岩风化形成的红土保存着喀斯特发展演化历史证据,同时也是喀斯特地区土壤研究的重要对象。文章选取云
    南石林地区的两处典型碳酸盐岩剖面为研究对象,对主量元素,微量元素及稀土元素在风化层的迁移特征及分布规律进行
    研究,为探究风化层的成因提供依据。结果显示:(1) 以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,两剖面的主量元素在成土过
    程中有相似的迁移规律,多数表现为淋失;微量元素略有差异,富集淋失程度不一。(2) UCC 标准化蜘蛛图显示,相对于
    基岩,风化层中的Ca和Sr均出现亏损;与UCC相比,Fe、Ti等元素轻微富集,Mg、Ca、Na、K、P等元素显示了强烈的亏
    损特征。(3) 基岩与风化层的REE分布模式相似,但风化层的稀土相对富集,轻稀土元素间的分异较大而重稀土元素间的
    分异较小,且SJC剖面的轻、重稀土元素比值大于QST剖面;稀土元素球粒陨石标准化后,SJC剖面的Eu为负异常,剖面
    上部和下部出现Ce负异常;QST剖面Ce负异常,Eu明显负异常。(4) 元素含量变化和元素对Al-Ti、Al-Fe及Zr-Hf相关性
    说明剖面上覆红土是下伏基岩风化的结果。研究结果显示,两个剖面的元素地球化学特征与基岩存在很好的继承性,风化
    层是基岩原位风化的产物。
    河南南召盆地上三叠统碎屑岩地球化学特征及物源示踪
    王艳鹏,杨文涛*,郑德顺
    2018, 24(2):  233. 
    摘要 ( 514 )   PDF (2166KB) ( 867 )  
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    三叠纪是秦岭造山带全面碰撞造山的关键时期,随着扬子、秦岭和华北板块分别沿勉略、商丹缝合带的汇聚拼合,
    秦岭造山带逐渐形成并从板块构造体制向陆内造山体制转化,同时强烈的造山作用控制着周缘盆地的形成与演化。文章通
    过研究区的碎屑岩元素地球化学分析,对河南南召盆地上三叠统的物源区及构造背景特征进行探讨。结果表明,上三叠统
    源岩成分主要为上地壳长英质火山岩;源岩经历了中等的化学风化强度,校正后CIA值指示其形成于温暖潮湿的气候和相
    对较强的构造活动环境;太山庙组源区构造背景主要为大陆岛弧与活动大陆边缘,太子山组源区构造背景主要为大陆岛弧
    与被动大陆边缘。根据南召盆地近源沉积特征和秦岭造山带构造演化过程推断,秦岭造山带和华北南缘是南召盆地晚三叠
    世的重要物源区,前期太山庙组物源主要由北秦岭隆升基底提供,后期太子山组物源可能来自南秦岭、北秦岭和华北南缘
    沉积再循环。南召盆地上三叠统物源区的转变是晚三叠世秦岭造山带逆冲推覆作用逐渐增强的体现,对研究恢复秦岭构造
    带造山隆升过程和周缘盆地盆山系统演化具有重要的意义。
    中国东部主要黄土分布区的Sr-Nd同位素物源示踪研究
    郑力
    2018, 24(2):  246. 
    摘要 ( 780 )   PDF (2153KB) ( 905 )  
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    不同地质背景物质的Sr-Nd同位素组成往往差异巨大,同时Sr-Nd同位素组成在搬运和沉积过程中相对元素组分更
    难被改变,因此是物源示踪研究最常用和有效的手段之一。该研究测试了中国东部代表性黄土堆积的Sr-Nd同位素组成,
    包括山东半岛、黄河下游沿岸黄土和下蜀黄土,发现与黄土高原黄土的Sr-Nd同位素特征存在明显差异,指示不同的物质
    来源。同时发现,中国东部主要黄土分布区的来源物质可能主要来自其附近的干旱区具有近源性。山东半岛及其滨海黄土
    主要来自黄泛平原和冰期暴露陆架的黄河沉积物;黄河下游沿岸黄土可能直接来自黄河河漫滩;下蜀黄土的细颗粒组成物
    源还没有定论,需要进一步研究。中国东部局部区域黄土的形成可能与中更新世革命以来冰期气候条件下的荒漠化有关。
    其他学科
    土体电阻率与导热系数的相关性实验研究
    刘子文,张丹*,程健
    2018, 24(2):  251. 
    摘要 ( 492 )   PDF (476KB) ( 817 )  
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    将南京下蜀土与中砂以不同比例混合,配制了四种土样,利用室内四极法分别测试了每种土样在不同含水率条件下
    的电阻率,发现随含水率和黏土颗粒含量的增加,土体电阻率减小;同时,采用DRE导热系数测试仪测试了每个试样的导
    热系数,发现随含水率和砂含量的增高,导热系数增大。已有研究表明,土的电阻率与导热系数均与土体饱和度及孔隙率
    等物理性质有关。通过将土的电阻率与导热系数进行拟合,发现两者符合指数关系,并建立了表征电阻率与导热系数相关
    性的数学模型。该文研究结果为利用现场实测的电阻率指标间接求取土体的导热系数提供了依据。
    徐州东部废弃矿井地下水化学及其时空演化特征分析
    潘玥,刘勇,徐红霞,曾献奎,吴吉春
    2018, 24(2):  257. 
    摘要 ( 280 )   PDF (1108KB) ( 589 )  
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    矿区闭坑后,区域地下水动力条件的改变以及引起的地下水污染可能对环境影响较大。本文以徐州东部废弃矿井为
    研究对象,在进行水文地质调查分析的基础上,采集地下水样,进行水化学分析,结果表明研究区内太原组灰岩含水层的
    水化学类型具有明显分带性,从西北向东南由HCO3·SO4-Ca型、SO4-Ca·Mg型向HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg型依次
    过渡。矿井关闭后,地下水位抬升,水文地质条件发生改变,地下水水化学组分相应有所变化。对研究区水化学特征的演
    化特点进行分析,发现地下水受阳离子交替吸附作用影响,呈现出Ca2+、Mg2+、SO42-增大,Na+、K+减小的趋势。
    川北下寒武统仙女洞组台缘斜坡碳酸盐岩重力流沉积
    廖纪佳,马思豪,廖明光*,林丹
    2018, 24(2):  263. 
    摘要 ( 405 )   PDF (6599KB) ( 531 )  
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    基于重力流剖面的野外观察、露头解剖及镜下鉴定等分析手段,对四川盆地北部下寒武统仙女洞组台缘斜坡碳酸盐
    岩重力流沉积及发育机制进行了研究。研究区位于仙女洞组,主要沉积粉砂质泥岩、生屑泥晶灰岩、藻灰岩等3种岩石类
    型;根据层面上产出形态的不同,将该区碳酸盐岩重力流沉积分为似瘤状碳酸盐岩重力流沉积和角砾型碳酸盐岩重力流沉
    积2类。结合露头区重力流沉积物粒度及岩性变化,将碳酸盐岩重力流沉积由下至上划分出5个发育期次,期次内部重力流
    沉积物由细变粗,纵向上呈现出明显的叠置关系,与仙女洞组时期所经历的海退环境大致吻合。地震、风暴浪等触发机制
    导致台缘斜坡上部松散沉积的灰泥丘块体发生破碎并沿斜坡发生滑塌,伴随水体注入,大块砾石在沉积物—水体混合的环
    境中发生破碎搅动,形成大小不等的块体,深水底流等作用对未固结或弱固结的砾屑灰岩进行溶蚀、改造,最终形成了层
    面形态特征不同的2类似瘤状碳酸盐岩重力流沉积。角砾型碳酸盐岩重力流沉积则主要是未破碎的巨型灰泥丘块体经搬运
    和短距离滑塌,最终与似瘤状砾屑灰岩共同沉积而成。
    川南地区筇竹寺组页岩微观孔隙结构特征及其影响因素
    王哲,李贤庆*,祁帅,姚素平,王飞宇
    2018, 24(2):  273. 
    摘要 ( 405 )   PDF (3625KB) ( 641 )  
    相关文章 | 计量指标
    页岩微观孔隙结构是影响页岩气储层储集能力的重要因素。为评价川南地区下寒武统筇竹寺组页岩性质,基于井下
    岩心样品、钻井资料,运用普通扫描电镜和氩离子抛光—场发射扫描电镜观测、Image J2x软件分析、低温CO2和N2 吸附、
    高压压汞实验方法,对川南地区筇竹寺组页岩气微观孔隙成因类型、孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。研究结果表
    明,川南地区下寒武统筇竹寺组页岩孔隙度为0.25%~5.80%,平均为2.49%;发育多种成因类型微观孔隙,以粒间孔为
    主,粒内孔、有机质孔和微裂缝次之,页岩微观孔隙总面孔率为3.58%~5.92%;川南地区筇竹寺组页岩总孔容为(2.86~
    12.55)×10-3 mL/g,总比表面积为2.727~21.992 m2/g,孔径主要分布于0.30~1.00 nm、2.5~4.7 nm和55~70 nm这三个区间,微
    孔(<2 nm)和介孔(2~50 nm)是筇竹寺组页岩气储集空间的主体,孔隙结构形态主要为圆孔、楔形孔、平板狭缝型孔和混合
    型孔结构。页岩孔隙度及总比表面积与TOC、脆性矿物含量呈正相关关系,页岩微孔孔容及比表面积与TOC呈正相关关
    系,页岩孔隙度、总孔容及总比表面积与R0、粘土矿物含量呈负相关关系。
    桌子山地区中奥陶统克里摩里组深水等深流沉积模式
    李向东,阙易,郇雅棋
    2018, 24(2):  285. 
    摘要 ( 313 )   PDF (5614KB) ( 805 )  
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    等深流沉积是深水环境中牵引流沉积的重要类型之一。虽然研究程度相对较高,但主要以深海测量和大洋钻探为平
    台对现代海洋中的等深流进行研究,特别是大洋钻探339航次的执行,将等深流沉积研究推向一个新的阶段(等深岩丘结
    构剖析),而对地层记录中的等深流沉积研究却非常薄弱,从而也制约了对等深流沉积的研究,特别是等深流沉积模式的建
    立。鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区中奥陶统达瑞威尔阶克里摩里组广泛发育等深流沉积,此次在详细的野外观察基础
    上,对内蒙古乌海市海南区石峡谷剖面进行沉积学研究,该剖面克里摩里组从下到上可分为三段:下段以薄-中层叠置石
    灰岩为特征、中段以石灰岩-泥岩岩组与泥岩互层为特征,上段以条纹状泥岩为特征。三段沉积分别代表了深水环境下等
    深流水道沉积、天然堤沉积和深水盆地平原区极弱等深流沉积,在垂向上组成了一个完整的等深流水下水道-天然堤沉积
    体系。
    渤海东部潮流沉积特征及MIS4以来的沉积环境演化
    陈珊珊,王中波*,李日辉,孟祥君,陈晓辉,郭政言
    2018, 24(2):  297. 
    摘要 ( 430 )   PDF (11123KB) ( 358 )  
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    渤海东部发育了典型的潮流沉积,由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席组成。该文基于中国海洋地
    质调查最新获取的高分辨率单道地震数据,与水深变化进行对比,将该区的潮流沉积特征与其地震相特征进行精细分析,
    同时结合晚第四纪CD5孔的岩性、14C测年和层序地层划分,识别出晚更新世以来的四期层序地层,分别是MIS4以细砂为
    主的陆相地层、MIS3以粉砂和黏土为主的滨浅海相沉积地层、MIS2末次盛冰期形成的以粉砂质粘土和细砂质粉砂为主的陆
    相沉积地层和全新世(MIS1) 发育的以粉砂质黏土和细砂组成的海相沉积地层。其中全新世地层分别由早期的滨海相沉
    积、中期的浅海沉积和晚期的潮流沉积组成。通过这四期层序的研究,揭示了该区MIS4期以来的沉积环境演化。