关于华南板块新元古代冰川作用及其古纬度的讨论

新元古代普遍认可的冰期有凯噶斯、司图特、马林诺、噶斯奇厄斯, 而在华南板块只有江口(司图特)冰期和南沱(马林诺)冰期具有明确的沉积记录. 凯噶斯冰期只有同位素和化学指标的显示, 表明可能存在寒冷气候和局部山岳冰川. 噶斯奇厄斯冰期在华南板块则对应于陡山沱组沉积期间年龄相当的一个碳同位素负漂移, 不过不说明华南板块是冰川气候. 江口冰期期间华南板块无古地磁数据, 因此其古地理位置不确定. 凯噶斯和南沱冰期期间华南板块均处在中纬度. 根据现有资料, 在上述新元古代冰期期间华南板块均可能处在相似的中纬度.     

新的SIMSU-Pb锆石年龄及其对南沱冰期时代的限定

<正>大塘坡组是位于古城冰期和南沱冰期之间的间冰期沉积,为一套含锰细碎屑岩和含锰碳酸盐岩,底部以含锰碳酸盐岩或黑色含锰的炭质泥岩为特征.由于古城冰期和南沱冰期分别可与国际上的Sturtian和Marinoan两大冰期对比,因此大塘坡组是国际新元古代全球极端寒冷气候(雪球地球)研究的一个热点.应用高精度的SIMS U-Pb锆石定年方法,对采自湖北长阳大塘坡组中部凝灰岩夹层中的锆石进行U-Pb定年     

中国南方震旦系陡山沱组Sm-Nd同位素年龄测定

越来越多的证据证明,末元古代是地质发展史和生物发展史上一个极其重要的历史阶段,末元古代地层目前正成为国际上地层学研究的“热点”之一.然而,由于晚元古界目前缺乏明确可靠的化石带序列,并且研究人员对末元古代地层的同位素地质年龄数据有较大的分歧和争议,因而当前未元古界研究面临的一个突出问题就是解决全球地层对比和关键界线层位的时序标准.晚震旦世陡山沱期是南沱冰期后第一次生物爆发期,又是我国南方重要的磷、锰和重晶石等矿产形成期,是末前寒武纪的重要时期之一.     

峡东震旦系陡山沱组宏体化石的新发现

报道峡东地区震旦系陡山沱组的两个宏体化石新层位. 化石发现在湖北省秭归县三斗坪镇新测制的南华系-震旦系剖面的陡山沱组中. 化石点分别位于陡山沱组下部及中部黑灰色钙质及泥质页岩夹层中, 包括大量Chuaria和Tawuia等宏体化石, 是层位低于“庙河生物群”的宏体化石新层位. 这表明南沱冰期以后宏体多细胞生物的“复苏”和“辐射”是逐步实现的, 最初以Chuaria等简单盘状宏体化石为主, 逐步发展最终达到陡山沱晚期以多门类宏体化石辐射为特征的庙河生物群的水平. 峡东地区震旦系陡山沱组宏体化石的新发现为相关地层的对比提供了新依据.     

扬子地台新元古代陡山沱期磷酸盐化生物群

扬子地台新元古代陡山沱组沉积于南沱冰期之后。埃迪卡拉动物群出现之前、在陡山沱组燧石层、炭质页岩和磷块岩中保存了多样的反映晚新元古代生物面貌的埋藏学窗口，其中尤以磷酸盐化窗口最为引入注目、继在贵州瓮安陡山沱组磷块岩中首先发现精美保存的磷酸盐化生物群之后，近年来在中国扬子地区的陕西勉县茶店、湖北保康白竹磷矿和江西上饶朝阳磷矿的陡山沱组磷块岩中也相继发现了相似的化石组合、陡山沱组磷酸盐化化石组合以及在燧石层和页岩中的标本提供了一个清晰和完整的新元古代晚期生物演化的图画，并表明多细胞真核生物在新元古代冰期之后发生了非常显著的分异。     

湘西北南华系渫水河组寒冷气候成因的新证据

杨家坪剖面位于湖南省石门县壶瓶山镇. 自从1980年以来, 该剖面得到了深入的研究. 然而, 关于渫水河组形成的古气候环境一直存在争议. 通过对渫水河组沉积的碎屑岩的化学成分分析, 表明渫水河组与其上覆的古城组(又称东山峰组)和南沱组的冰成岩石具有相似的CIA(化学蚀变指数)和CIW(化学风化指数)值. 这意味着渫水河组和南沱组、古城组的沉积岩在沉积前具有相近的低等化学风化程度. 因此, 渫水河组也可能是在寒冷气候环境下形成的, 属于冰期记录的一部分.     

贵州道坨锰矿成矿时代及环境的Re-Os同位素证据

2010年发现的贵州道坨锰矿是一个超大型的海相沉积矿床,其含矿地层为南华系大塘坡组一段黑色页岩.对道坨锰矿大塘坡组一段含锰黑色页岩测定的Re-Os同位素等时线年龄为660.6±7.5 Ma,该年龄与前人测定的大塘坡组黑色页岩底部凝灰岩夹层中锆石U-Pb年龄在误差范围内一致,进一步限定了"大塘坡"式锰矿的成矿时代和Sturtian冰期的结束年龄,且可与全球Sturtian冰期结束的Re-Os同位素年龄进行对比.由Re-Os等时线年龄得到的~(187)Os/~(188)Os初始比值为0.781,结合前人的研究成果,说明在Sturtian冰期后伴随着大气氧含量的快速升高及陆地冰川的融化,冰川融水携带着陆源物质进入到含Mn~(2+)的裂谷盆地,使得盆地表层水体含氧量迅速增加,生物大量繁殖,Mn~(2+)被氧化为MnO_2而沉淀,之后在盆地底部还原环境中伴随着有机质的埋藏及成岩作用而最终形成菱锰矿.     

南华系底界与古城冰期的年龄: SHRIMPⅡ定年证据

报道南华系候选层型剖面——湖南石门壶瓶山镇杨家坪剖面的同位素年代学研究结果. 锆石SHRIMP定年研究表明, 南华系下统渫水河组(相当于莲沱组)上部凝灰岩的锆石定年结果为758±23 Ma, 可限定南华系古城冰期的下限. 其下青白口系老山崖组为809±16 Ma, 采样点距顶界12 m, 根据沉积速率估算, 其顶界的时限大致为800 Ma. 这一组年龄结果使我国南方前寒武纪长期争论的“莲沱组”是否等于“板溪群”的重大地层对比问题得以澄清.     

南华-震旦系界线的锆石U-Pb年龄

中国地层委员会在2001年通过了中国的新元古代三分方案,新建南华系[1,2].新的系顶界置于陡山沱组之底;以冰期有关的地层从原震旦系分出,命名为南华系[1~3],取意于刘鸿允先生的“南华大冰期”[3,4].2004年3月,国际地科联(IUGS)又批准设立了Edicaran系,其GSSP定在澳大利亚南部沿EnoramaCreek出露的冰成岩石之上,即结构和化学都与众不同的层状碳酸盐岩的底界[5].如此,中国的南华-震旦系界线对应着国际上的Cryogenian-Ediacaran界线,而Ediacaran系就相当于中国的震旦系.Cryogenian-Ediacaran界线年龄原估计在610~635Ma之间[5].不久前,在…     

南黄海东侧冰消期以来的沉积层序与环境演化

报道了南黄海东侧陆架上两个钻孔岩芯的学积层序和年代序列,并结合该区的浅地层剖面解释,分析了冰消期以来南黄海的海侵进程和环境演化。两孔的地层记录表明,末次冰期最盛时黄海海平面在－１２３ｍ以下,１４０００ａ时海平面位于－８５ｍ,黄海暖流形成于冰消期海侵的早期。     

四川城口陡山沱组的Epiphyton锰质叠层石

一、地质概况 上扬子地台北缘展布着震且纪陡山沱期锰矿沉积成矿带.Epiphyton锰质叠层石发现在成矿带东段高燕锰矿的太山村采坑。在高燕一带,陡山沱组厚度50—60m,下部是夹有砂岩、石煤的碳质泥岩,上部是含锰泥质白云岩,在泥岩和白云岩之间是厚度1.5—2.5m的锰矿层.矿层多呈薄层状并夹有薄厚不等的含锰碳质泥岩.据显微镜、扫描电镜观察和X-射线衍射、X-射线能谱测试结果,组成矿石的主要矿物是钙菱锰矿,其次是少量的石英、白云石、锰白云石、黄铁矿、伊利石和有机炭等.锰质叠层石是矿石类型之一,呈数毫米至数厘米厚的薄层夹在矿层的中部(图1-A)。     

陡山沱期古海水的硫和碳同位素变化

利用从碳酸盐岩中提取微量硫酸盐的方法, 实现了扬子地区陡山沱组海相碳酸盐岩地层连续的硫和碳同位素组成测定. 未受成岩作用改造的同一样品的硫和碳同位素分析结果能够同时给出扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成. 获得的高分辨率陡山沱期硫酸盐的硫同位素年代曲线可能反映了“雪球地球”事件之后全球古海洋的硫同位素变化趋势, 它与同时期的碳同位素年代曲线变化相似. 陡山沱期早期古海水的δ³⁴S值出现超过20‰的正漂移, 同期δ¹³C值也出现高达10‰的正漂移, 使古海水的δ³⁴S值和δ¹³C值分别达到+46.4‰和+6.9‰的高值. 在陡山沱期中期古海水的δ³⁴S值的变化幅度相对较小, 对应于较高的δ¹³C值. 随后, 古海水的δ³⁴S值呈现较强烈的振荡, δ¹³C值也有类似表现. 在陡山沱期末期海水的硫和碳同位素都出现了大幅度的负漂移, δ值分别降到-10.1‰和-5.7‰. 扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成与变化意味着南沱冰期之后的海洋环境发生了急剧变化, 环境十分有利于生物繁衍与活动, 那时的生物产率和有机碳埋藏速率曾达到很高的水平. 不过, “雪球地球”之后的环境并不稳定, 全球的气候与环境可能都曾发生过波动与反复. 发生在陡山沱末期海水的硫和碳同位素的负漂移是一次全球性事件, 可能与深部海水氧化有关.     

中国第四纪冰期划分与第四纪地层层位关系的探讨

中国第四纪大冰期问题争论已久。实践证明,李四光教授划分的四次冰期是正确的。近年的资料表明,鄱阳冰期以前还有冰期和冰缘期存在,补充了李四光教授晚年时提出的意见。同时,由于气候地层原则的推广应用,冰期和间冰期对我国第四纪地层划分所起的作用,也日渐显现出来了。本文简要报道这两方面的成果。     

贺兰山地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素分析

对宁夏贺兰山地区出露的震旦系碳酸盐岩进行了详细的野外地质调查和碳氧同位素分析测试, 发现该地区震旦系正目观组碳酸盐岩碳同位素表现出一定的变化规律： 由北到南的几条典型剖面中δ¹³C值自下向上均逐渐减小, 变化范围都集中在?4.51‰~0.11‰, 最大负偏值达到了?6.88‰. 兔儿坑组中发现的宏体生物化石在华南灯影组中部出现, 从而将正目观组和兔儿坑组的形成时代限定在震旦纪. 冰川的发育导致了极端寒冷的气候, 海洋中有机质大幅降低, δ¹³C值出现普遍的负偏. 兔儿坑组代表了冰期的结束, 生物的复苏, 海洋中有机物含量增加. 通过与全球其他地区同期地层碳氧同位素分布的投图对比, 发现正目观组冰期沉积的形成时间可能晚于Gaskiers冰期, 研究其为探讨埃迪卡拉纪华北板块的古海洋、古地理环境和生物演化起了重要作用, 为全球同期地层碳氧同位素数据库提供了新的补充.     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组微体化石新材料及锆石SHRIMP U-Pb年龄

湖北宜昌樟村坪位于峡东黄陵背斜北翼, 区内埃迪卡拉系陡山沱组沉积序列与贵州瓮安地区相似. 在其上部硅磷质结核中发现大量以具刺疑源类为主的微体化石, 微体化石组合面貌显示出与瓮安磷酸盐化生物群和峡东硅化生物群具有明显的相似性, 表明樟村坪地区陡山沱组可以作为贵州瓮安与峡东地区陡山沱组地层对比的桥梁. 同时, 还报道了在该区陡山沱组中部暴露间断面之下火山岩夹层中所获得的锆石SHRIMP Ⅱ U-Pb年龄(614.0±7.6) Ma. 这是首次在陡山沱组中部获得锆石年龄, 这一结果不但丰富了扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组的同位素测年数据, 也为埃迪卡拉纪年代地层的精确划分提供了一个新的数据; 该数据也将扬子板块陡山沱组中部普遍发育的暴露间断面的地质时代均限定在晚于(614.0±7.6) Ma, 同时, 这一数据将黔中地区陡山沱组中部暴露间断面之上出现的磷酸盐化生物群的地质时代也限定在晚于(614.0±7.6) Ma.     

"地球冰期说"质疑

科学家们推测,在地球历史上曾经出现过许多次大规模的,不仅在南北极和高山之巅银装素裹,包括低纬度、低海拔的地区也被冰雪覆盖并分布大量冰川的全球性“冰期”。其中有三次“大冰期”——即震旦纪冰期、石炭纪-二叠纪冰期和第四纪冰期。     

南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义

武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群是南秦岭出露规模最大的前寒武纪地质单元组合, 对采自武当山群的5件火山-火山碎屑岩、2件耀岭河群火山岩和1件基性侵入岩体样品进行了锆石原位LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法U-Pb同位素定年. 结果表明, 武当山群的形成时代为(755±3) Ma (5件样品年龄值的加权平均值, MSWD=0.47, 95%置信度, 下同), 而耀岭河群火山岩和基性侵入岩群分别为(685 ± 5) Ma(两件样品年龄值加权平均值, MSWD=0.36)和(679 ± 3) Ma(MSWD=1.6)的年龄在误差范围内相同. 所获年龄均明显小于早期多数文献的报道值, 武当山群和耀岭河群火山-沉积岩地层的时代分别对应于峡东剖面的莲沱组和略早于南沱组. 岩浆岩中捕获锆石显示, 南秦岭武当地区存在与扬子克拉通内部和陆缘区时代相同的830~780 Ma岩浆事件记录, 指示了区域内存在晋宁期基底岩系或来自扬子克拉通北缘晋宁期物源区沉积物, 表明新元古代时期南秦岭武当地区是现今扬子克拉通北缘的组成部分.     

晚古生代大冰期碳-水循环回顾与展望

晚古生代大冰期(360～260 Ma)是地球上自动植物繁盛以来持续时间最长的冰期事件,记录了陆地自有高等植被和复杂陆地生态系统以来,唯一的一次从“冰室气候”向“温室气候”的转变.针对晚古生代大冰期的研究大多聚焦于全球碳循环以及冰川性海平面变化等方面,对大冰期的水循环研究相对较少,并且其主要基于气候模拟研究结果.随着单颗粒锆石精确测年技术的应用,高精度的综合地层框架使得冈瓦纳中高纬度地区冰川消长与低纬度地区沉积记录、生物多样性与演化及各种全球地球化学记录建立时序关系,为研究地球循环系统和反馈机制提供了基础条件.目前,对晚古生代大冰期碳同位素变化趋势已有较好认识,存在3次显著的碳同位素正漂事件,依次为杜内中期、巴什基尔早期和阿瑟尔早期,并且在时间上与冈瓦纳大陆识别的3次冰川高峰吻合.在宾夕法尼亚亚纪卡西莫夫末期发生了一次短暂的碳同位素负漂事件,引起显著的全球变暖和海洋缺氧.冰川体积与古热带区域气候动态在天文轨道周期尺度至1～8个百万年的冰期-间冰期时间尺度上都具有耦合关系.在各种时间尺度上,晚古生代大冰期地球表层系统各个圈层之间的反馈过程都非常复杂.因此,今后需在高精度综合地层框架下,开展...     

巴丹吉林沙漠东南缘砂楔年代及其环境意义

巴丹吉林沙漠东南缘新近发现的多处砂楔群和融冻褶皱,分别形成于砂砾石层和湖相沉积地层中,楔内充填物的光释光年龄证明其是末次冰期和晚冰期的产物.巴丹吉林沙漠在末次冰期和晚冰期时处于多年冻土带,年平均气温约为-3~-6℃,较现在降温约12~15℃.其时,整个阿拉善高原与纬度多年冻土带和青藏高原冻土区相连接,沙漠腹地及周边的沙丘应处于冻土状态,沙丘的移动和风沙地貌发育均会受到影响.在冷期,巴丹吉林沙漠很有可能相当于冰冻圈气候,前人关于中国北方沙漠非冻土区的认识值得商榷.     

兰州黄土记录与万年尺度气候变化周期

冰期成因及万年尺度气候变化周期和原因历来是地学界研究的重大课题之一,并提出了各种假说,但只有米兰科维奇的冰期成因天文理论采用了数学模型,可计算进入地球表面太阳辐射量随时间纬度的变化,解释了冰期成因。我国黄土高原西部黄土具有沉积速率大,地层连续、记录完整、分辨率高等优点,对于提取全球气候变化信息具有重大价值。末次冰期