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当期目录

    2019年 第25卷 第5期    刊出日期:2019-10-20
    岩石·矿床·地球化学
    北祁连造山带东段老虎山石英闪长岩成因及其地质意义
    张海瑞,赵姣龙,于汇洋
    2019, 25(5):  641. 
    摘要 ( 178 )   PDF (2554KB) ( 150 )  
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    以北祁连造山带东段老虎山石英闪长岩体为研究对象,进行了锆石U-Pb年龄及全岩元素与Sr-Nd同位素组成的系统
    测定,据此探讨了岩石的成因及其对北祁连构造演化的启示。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,石英闪长岩体的形成
    年龄为440 Ma。岩石具有亚碱、准铝以及贫钙、镁、铁的特征,碱铝指数(AKI值) 均低于0.85,铝饱和指数(A/NKC
    值) 多小于1.0,属钙碱性I型花岗岩类岩石。在稀土和微量元素组成上,岩石富集轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Cs、
    Th和U),亏损高场强元素(如Nb和Ta),显示弧岩浆岩的地球化学特征。岩体具有相对均一的Sr-Nd同位素组成,初始Sr同
    位素值为0.7058~0.7071,εNd(t)值为-1.06~-0.31。综合分析表明,老虎山石英闪长岩应起源于玄武质下地壳物质的部分熔
    融,并在成岩过程中有少量幔源物质的混入。对区内火成岩地质地球化学特征与产出背景的全面分析,表明受北祁连洋俯
    冲及随后岛弧与祁连—柴达木陆块碰撞拼贴影响,弧后盆地的北向俯冲消减作用可能是诱发民乐窑沟和老虎山弧岩浆岩以
    及导致毛藏寺—老虎山花岗岩带内埃达克质岩石侵位的基本动力机制。
    山东青岛灵山岛流纹岩岩石成因及构造环境新认识
    张书凯,孟元库,王泽利
    2019, 25(5):  654. 
    摘要 ( 136 )   PDF (3773KB) ( 144 )  
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    文章对灵山岛上的两件流纹岩样品进行了系统的锆石U-Pb测试,获得加权平均年龄分别为123.1±1.9 Ma和121.4±
    1.4 Ma,两个年龄在误差范围内一致,代表了灵山岛流纹岩的成岩年龄。地球化学组成上,灵山岛流纹岩具有高硅、高碱
    和低磷、低Mg#、低钛和低钙的特征,富集Rb、Th和K等大离子亲石元素以及轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti和P等高场强
    元素。岩石组合和地球化学特征以及低的全岩锆饱和温度综合表明,灵山岛流纹岩属于高分异的I型流纹岩,而非伸展环
    境下形成的A型流纹岩,属于苏鲁造山带后碰撞岩浆活动的产物。流纹岩的锆石εHf(t)值变化范围较小(-27.2~-32.3),二阶
    段模式年龄tDM2主要为新太古代—中太古代(2662~3167 Ma),表明流纹岩是古老地壳物质重熔的产物。灵山岛流纹岩中新
    元古代继承锆石的发现暗示其源于扬子古老陆壳(中地壳) 的部分熔融。综合结果表明:早白垩世时,华北克拉通破坏是
    引起扬子壳源物质发生大规模(减压) 部分熔融的内在因素,岩石圈破坏形成的区域性伸展构造为流纹岩的最终上升和就
    位提供了空间。
    豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析
    左鹏飞,孙江涛,郑德顺,刘思聪
    2019, 25(5):  670. 
    摘要 ( 215 )   PDF (7056KB) ( 107 )  
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    晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层(灯影组)。扬子北缘(南秦岭) 地区的灯影组白
    云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别,有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础
    上,运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘(南秦岭) 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研
    究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶
    半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产
    物;细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段,成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关;细—粗晶半自
    形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成;岩溶
    角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此,由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起
    的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。
    滇西南思茅盆地盐岩Sr同位素特征及其对区域成盐作用的启示
    方礼桦,夏芝广,李伟强,尹宏伟,苗忠英,刘斌,邵春景
    2019, 25(5):  679. 
    摘要 ( 48 )   PDF (771KB) ( 114 )  
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    滇西南思茅盆地是中国西部重要的中—新生代含钾盐盆地,但其成盐物质来源一直存在争议。文章测定了滇西南思茅
    盆地磨黑地区钻孔中盐岩样品的87Sr/86Sr同位素比值,同时结合区域其他含盐带已发表的Sr同位素数据,讨论成盐物质来源。
    磨黑地区盐岩的87Sr/86Sr比值介于0.708598~0.709333之间,与思茅盆地其他含盐带盐岩的87Sr/86Sr比值(0.707504~0.711069)一
    致,较接近于中新生代海水的87Sr/86Sr比值(0.7068~0.7092),但87Sr/86Sr比值略高于海水,显示有陆源水混合现象。结合Sr同位
    素证据与盆地演化史,一些地球化学和矿物特征,作者推测思茅盆地盐岩成盐物质来源主要是海水,存在少量陆源水的混入。
    胶东夏甸金矿成矿流体及成矿物质来源:H-O、He-Ar、Sr-Nd-Pb同位素证据
    杜佛光,姜耀辉,青龙,倪春雨
    2019, 25(5):  686. 
    摘要 ( 99 )   PDF (4128KB) ( 146 )  
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    夏甸金矿是胶东金矿集区中一处大型焦家式矿床。文章在详尽的岩相学和矿相学研究基础上,对该矿床进一步开展
    了H-O同位素并首次开展了He-Ar和Sr-Nd-Pb同位素示踪研究,为该矿床成矿流体及成矿物质来源提供了新的制约。石
    英中流体包裹体的H-O同位素(δDV-SMOW=-102.3‰~-93.9‰,δ18OH2O=-0.2‰~1.6‰) 揭示出成矿流体主要为富集地幔流体,
    并有少许大气降水加入;黄铁矿中He-Ar同位素[3He/4/He=0.58×10− 6~1.90×10− 6 (0.42~1.36 Ra),40Ar/36Ar=724.7~1358.4]同样
    表明成矿流体以富集地幔流体为主导;矿石及蚀变岩的Nd-Pb同位素既不同于围岩花岗岩,也不同于基底变质岩,与胶东
    地区中生代软流圈地幔起源的玄武岩也相差甚远,而与胶东地区中生代富集岩石圈地幔起源的煌斑岩相一致,但它们的初
    始87Sr/86Sr比值明显高于煌斑岩,甚至高于围岩花岗岩。Sr-Nd-Pb同位素特征表明成矿流体及成矿物质来源于富集岩石圈地
    幔,并在其上升过程中与基底变质岩发生了相互作用。
    浅海热液活动的地球化学示踪研究进展及展望
    王晓媛,国坤,曾志刚
    2019, 25(5):  697. 
    摘要 ( 144 )   PDF (1278KB) ( 158 )  
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    海底热液活动是海洋地质的前沿和热点研究领域之一,相比于深海热液活动较高的关注度和取得的较多的研究成
    果,浅海热液活动研究一直处于“不温不火”的状态。但浅海热液系统一般靠近人类活动的区域,对人类生活具有一定的
    影响,深入开展浅海热液活动的研究有助于深刻理解热液流体循环过程、热液成因机制及相关动力学过程。文章在简要介
    绍国内外浅海热液活动地球化学研究的主要成果和最新进展的基础上,提出了今后对浅海热液活动的研究应主要集中于以
    下几个方面:浅海热液流体及气体的来源;浅海热液系统模式及与构造环境的关系;浅海热液活动对人类的影响。
    富集培养条件下湖泊和沿海海域水体硫酸盐还原菌的耐氧性特征
    陈亚文,张朝晖
    2019, 25(5):  705. 
    摘要 ( 55 )   PDF (1535KB) ( 164 )  
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    硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB) 是一类兼性厌氧菌,在湖泊和海洋有机物矿化过程和生物源性黄铁矿
    的生成过程中都扮演着重要角色。环境溶解氧浓度对硫酸盐还原过程影响较大,硫酸盐还原菌在水体中的耐氧性是目前的研
    究热点。文章采集了象山港和水口水库不同溶解氧水平下的水样,并在相应的溶解氧梯度下进行富集培养,以探讨不同溶解
    氧浓度下硫酸盐还原菌的耐氧性特征及硫代谢相关菌的组成。结果显示,在富集培养条件下湖泊和沿海海域中Desulfovibrio
    (脱硫弧菌属) 和Desulfomicrobium (脱硫微菌属) 为主要硫酸盐还原细菌,而Shewanella (希瓦氏菌属) 和Sulfurospirillum
    (硫小螺体属) 为其硫代谢相关菌。Desulfovibrio的相对丰度与溶解氧水平密切相关,随溶解氧浓度的减少,其相对丰度增加。
    SRB 的耐氧上限为6.68 mg/L,明显高于以往纯培养或共培养的耐氧上限值。作者推测这不仅与其高氧环境的适应策略有关,
    还可能得益于共存菌的贡献,后者可能通过消耗环境中的氧为Desulfovibrio提供生态位,提高其耐氧水平。
    能源地质学
    二连盆地吉尔嘎朗图凹陷剥蚀量恢复及其对油气藏的影响
    薛志文,屈争辉,成捷,王元杰,马友生,许永忠
    2019, 25(5):  714. 
    摘要 ( 139 )   PDF (1085KB) ( 140 )  
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    吉尔嘎朗图凹陷是二连盆地重要的产油基地之一,早白垩世腾格尔组和赛罕塔拉组沉积末期经历了两次强烈的抬升
    剥蚀,沉积地层剥蚀量的恢复对油气成藏评价有重要意义。文章基于钻井泥岩声波时差和镜质组反射率数据对二连盆地吉
    尔嘎朗图凹陷腾格尔组和赛罕塔拉组的剥蚀量进行了计算,恢复了其原始沉积厚度及埋藏过程。研究结果表明:研究区腾
    格尔组和赛罕塔拉组沉积后受构造反转的控制都经历了不同程度的剥蚀,腾格尔组的剥蚀厚度约为243~1933 m,赛罕塔拉
    组的剥蚀厚度约为95~290 m。剥蚀量厚度展布明显受不同方向、不同尺度断层在构造反转期的差异活动性影响,靠近西北
    边界断层的罕尼构造带剥蚀量相对较大,向东南缓坡带逐渐减小。区内不同构造部位剥蚀量的差异对油气成藏有直接影
    响,断陷区及后期反转控制的大沉积、强烈剥蚀区,烃源岩层生烃时间长。而构造反转形成的与构造走向一致的隆升带的
    剥蚀卸压有利于促使油气沿NE断裂面发生垂向和侧向运移,并在断裂面两侧有利的圈闭位置成藏。
    走滑—拉分盆地构造特征及盆地成因模式探讨:以中非多赛奥盆地为例
    孔令武,张树林,韩文明,赵红岩,赵佳奇,喻英梅
    2019, 25(5):  722. 
    摘要 ( 110 )   PDF (2773KB) ( 204 )  
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    立足于中非剪切带的构造演化,文章分析了中非剪切带对多赛奥盆地形成与演化的控制作用,明确了多赛奥盆地的
    构造演化阶段,并从盆地结构和构造样式分析入手,探讨了多赛奥盆地的成因机制。研究表明,受中非剪切带“强—弱”
    两期走滑作用控制,多赛奥盆地经历了扭张期、压扭期、拗陷期三期的构造演化阶段,扭张期为盆地的主要形成期,压扭
    期为盆地构造定型期。在晚白垩世压扭期,盆地东、西部遭受不同程度的压扭作用,形成东部主坳区和西部压扭区,东部
    主坳区遭受后期压扭作用较弱,表现为不对称的双断结构特征,而西部压扭区遭受强烈的后期压扭作用,地层发生弯曲变
    形,Borogop II断裂发生正反转作用,形成大型正花状构造区。受早期扭张作用和后期压扭作用双重控制,多赛奥盆地发育
    两类五种构造样式。右阶右旋作用机制形成的扭张作用控制了多赛奥和塞拉迈特走滑—拉分盆地的形成。
    伸展构造拉张量计算方法的适用性分析及在琼东南盆地的应用
    张迎朝,汪伟,甘军,尹宏伟,朱继田,张佳星,熊小峰,贾东,郭明刚
    2019, 25(5):  730. 
    摘要 ( 48 )   PDF (3266KB) ( 109 )  
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    文章将三种以面积平衡为原理的几何学方法应用在物理模拟拉张实验中,对比三种方法的结果与模型设计参数间的
    误差,讨论了三种方法的优缺点和适用范围。其中层长守恒方法需要假设在构造变形过程中层长保持不变,通过曲线拉直
    可以恢复构造各阶段拉张量和拉张总量。利用面积守恒可以计算拉张构造中滑脱层深度,面积深度法允许构造变形过程中
    层长和层厚的变化,多个构造前沉积地层的面积深度拟合直线可以反映构造整体拉张量和滑脱层深度。面积守恒法在已知
    构造滑脱层位置的基础上,通过同构造沉积地层可以计算出拉张活动不同阶段拉张量变化和拉张总量。结合琼东南长昌凹
    陷剖面特征,面积守恒法是计算其拉张量变化最准确又有效的方法,面积守恒法应用结果确定过长昌凹陷剖面在岭头组、
    崖城组和陵水组沉积阶段的拉张量分别为13.8 km、15 km和21.4 km,拉张总量为50.2 km,拉张率为42.7%。三种方法在物
    理模拟实验和琼东南盆地中的应用结果表明,在伸张构造中由于剪切变形作用,基于面积守恒的方法优于层长守恒的方
    法。面积深度法利用构造前沉积地层的几何形态来预测构造整体拉张量和滑脱层深度,面积守恒法可以利用同构造沉积地
    层和已知的滑脱层位置来预测拉张构造整体的拉张量和不同阶段的拉张量变化。
    柴达木盆地北缘南八仙背斜深、浅断裂系统耦合分析
    王彦博,张永庶,肖安成,汪立群,沈亚,吴磊
    2019, 25(5):  741. 
    摘要 ( 158 )   PDF (6801KB) ( 115 )  
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    :柴达木盆地内部发育有丰富的基底和浅层断裂,二者之间的成因机制目前还存在较大争议。文章基于高精度三维地
    震反射数据和钻井资料,对柴达木盆地北缘南八仙背斜的深、浅断裂系统的几何形态和相互耦合关系进行了分析。南八仙
    地区主要发育两条近EW走向的高角度基底断裂,分别为南倾的马仙断裂和北倾的仙南断裂,都是中生代晚期就开始发育
    的老断裂,并在新生代重新活化。在新生界内部还发育NW走向和近EW走向两组浅层正断层体系,断距都很小。NW走向
    正断层主要位于马仙断裂南侧(上盘),呈雁列式排列。近EW走向正断层范围较小,仅局限在南八仙背斜核部、仙南断裂
    上部,由一系列近平行的正断层组成,在仙南断裂上部形成一个小型的地堑构造,切割了NW走向的正断层体系。分析认
    为NW走向正断层与马仙断裂左旋走滑导致的尾端拉张有关,而近EW走向正断层体系与高角度仙南断裂逆冲活动导致的
    浅层剪切拉张有关。综合前人研究成果认为柴达木盆地广泛存在的浅层断裂成因多变,深、浅断裂耦合关系十分复杂,先
    存断裂在新生代构造活动中起到了一定的控制作用。
    能源地下连续墙的热力学行为模型试验研究
    董盛时,李晓昭,熊志勇,闻继飞
    2019, 25(5):  748. 
    摘要 ( 42 )   PDF (1209KB) ( 170 )  
    相关文章 | 计量指标
    鉴于目前国内外针对能源地下连续墙的热力学行为的研究较少,开展了能源地下连续墙的室内模型试验研究。为了
    研究不同换热工况以及约束条件对墙体以及墙土接触面热力学行为的影响,设计了三组对照试验。通过对试验过程中读取
    的温度、应力、应变数据进行分析,探索了地下连续墙在换热过程中的温度场、墙体内的垂向应变以及接触面法向应力的
    变化规律。对比研究了不同工况下墙内轴向应变以及墙土接触面法向应力数据的差异性,揭示了温升变化和约束变化对这
    些参数的影响机制以及重要程度。
    工程地质学
    膨胀土干缩变形特性试验研究
    王东伟,唐朝生,李胜杰,曾浩,施斌,张必勇
    2019, 25(5):  756. 
    摘要 ( 59 )   PDF (1020KB) ( 77 )  
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    膨胀土是一种典型的问题性土,对气候变化非常敏感,在干旱气候条件下,极易发生体积收缩变形,引发各种工
    程地质问题。为了研究膨胀土的干缩变形特性,开展了一系列室内干燥试验,测定了膨胀土的收缩特征曲线,重点分析
    了初始含水率和干密度对干缩变形过程的影响,并进一步探讨了水泥固化抑制膨胀土干缩变形的效果和机理。结果表
    明:(1) 膨胀土的干缩变形过程存在三个典型阶段:正常收缩、残余收缩和零收缩;(2) 初始含水率越高,试样蒸发速
    率越快,且干缩变形完全后试样孔隙比越小而最终收缩应变越大,干缩变形越明显;(3) 初始干密度越大,试样蒸发速
    率和最终体积收缩应变越小,提高初始干密度对试样干缩变形具有一定的抑制作用;(4) 在膨胀土中掺入适量的水泥能
    显著降低试样的体积收缩应变,对干缩变形具有良好的抑制效果;(5) 膨胀土的干缩变形具有明显的各向异性特征,并
    且与初始状态有关。
    基于SLFT的边坡强度折减法失稳判据
    方宏伟,吴建勋,侯振坤
    2019, 25(5):  766. 
    摘要 ( 68 )   PDF (900KB) ( 118 )  
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    强度折减法在评价边坡稳定性时不需要假设和搜索临界滑裂面,相对于其它方法具有一定优势,但失稳判据尚无明
    确标准。滑移线场理论(SLFT) 可以计算得到的极限状态下的边坡坡面曲线(简称极限坡面曲线),已有研究表明极限坡
    面曲线与边坡坡面的相对位置关系可以判断边坡稳定性。基于该结论提出一种边坡强度折减法失稳判据:不同折减系数计
    算得到不同的强度参数,因此滑移线场理论计算得到的极限坡面曲线将发生变化,当极限坡面曲线与边坡坡面在坡底相离
    时,判断边坡为稳定状态;当极限坡面曲线与边坡坡面相交于坡脚时,判断边坡为极限平衡状态;当极限坡面曲线与边坡
    坡面相交时,判断边坡为失稳状态。对标准边坡考题的计算结果表明:提出的失稳判据收敛性较好,安全系数计算结果与
    标准答案和已有失稳判据分析结论相差较小;传统失稳判据收敛指标的确定没有明确标准,当位移突变曲线光滑时很难找
    到突变点,很难准确计算对应的安全系数,更重要的是传统失稳判据判断边坡极限状态受到人为主观因素的影响,而提出
    的失稳判据可以实现失稳判据的客观标准化;确定的临界滑裂面形状以及在边坡中的位置都与标准答案基本一致,提出的
    失稳判据适用于强度折减法。
    镇江地区降雨导致滑坡规律统计分析
    燕晓莹,阎长虹,郜泽郑
    2019, 25(5):  772. 
    摘要 ( 60 )   PDF (2573KB) ( 182 )  
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    江苏镇江地区地属丘陵地带,近年来由于气候变化,调查资料显示镇江地区短时强降雨或持续时间较长的降雨经常
    诱发大量浅层滑坡,降雨是区内滑坡主要影响因素,造成了较大的经济损失。文章通过对镇江地区300多个山体边坡进行
    详细现场环境地质调查,结合收集气象资料,对该地区的滑坡与降雨相关参数的关系进行统计分析,得到了降雨量与降雨
    持续时间对滑坡数量的变化关系。确定了镇江地区降雨阈值I-D 曲线,并将分析结果与其他地区进行了对比分析,研究成
    果可为镇江地区滑坡治理和预警预报提供依据。
    其他学科
    江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究
    罗希,李永祥,李祥辉
    2019, 25(5):  779. 
    摘要 ( 49 )   PDF (1672KB) ( 120 )  
    相关文章 | 计量指标
    红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多,而对于风成红层的研究较少。因
    此,对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成
    红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究,并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果,探究风成红层剩磁记录
    的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征
    剩磁,而且其强度衰减曲线为凸形,表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n=
    25, κ=13.0, α95=8.3 °;对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层
    的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致,表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品
    未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明,载磁矿物为赤
    铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明,颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩
    磁记录的稳定性有一定影响。
    河南渑池仰韶人遗址区黄土冲沟阶地的释光测年研究
    曾琼萱,孙雪峰,弋双文,贾鑫
    2019, 25(5):  791. 
    摘要 ( 44 )   PDF (13897KB) ( 62 )  
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    地貌变迁与古人类活动的关系一直是地理学研究的一个重要科学问题。仰韶文化是黄河流域最为重要的新石器人类
    文明之一,文章以河南渑池仰韶遗址区内西沟冲沟为研究对象,尝试建立仰韶人类活动与遗址区内冲沟地貌形成的先后关
    系。渑池仰韶遗址区地处黄土高原东南缘黄土堆积区,文章利用释光测年方法测定了西沟冲沟阶地上覆堆积黄土的年代,
    粗略重建了阶地形成的时间为大约距今3万年和12万年前,分别对应深海氧同位素(MIS) 3阶段和5阶段。而该时期渑池
    仰韶区域尚无古人类活动记录,所以释光测年结果证明仰韶遗址区内的冲沟完全是自然成因的,与遗址区仰韶人的地表活
    动无关。