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岩芯高分辨率元素扫描揭示奥陶纪末冰期存在多期海平面旋回
2021-11-23 | 编辑: | 【

  在距今4.45亿年前的奥陶纪末期,地球上发生了显生宙以来第一次短暂而剧烈的全球性气候变冷事件——赫南特冰期。这次冰期事件在中高纬度地区留下丰富的、多期次的冰川沉积记录,然而,在中低纬度(如华南)的海相地层中始终难以找到这次冰期事件的可靠沉积学和沉积地球化学证据,这种缺失有可能与地层信息提取程度和分析仪器的分辨率有限等条件相关。 

  华南扬子区奥陶纪末期地层保存完整、化石丰富,但因地层凝缩、厚度较小且岩相单一,此前研究难以取得较高精度的冰期-海平面变化证据,阻碍了对该次冰期在低纬度地区的环境效应研究,并进一步影响到不同纬度区之间的精确地层对比。 

  近期,中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队博士研究生李超和张俊鹏博士等,对扬子区多口科研钻井的奥陶系顶部地层岩芯展开沉积微相、主微量元素、有机碳丰度及碳同位素等分析研究。研究揭示了该次冰期在中低纬度地区的旋回特征及环境效应。其中,元素分析首次借助岩芯元素断层扫描技术(XRF分析),获得了迄今为止最高的测试精度(样品点/1 mm),测试结果得到了密集取样的ICP-OES/MS测试结果的对照检验,从而获得了高分辨率的元素地球化学证据。该研究成果已于近日在线发表于地学SCI学术期刊Global and Planetary Change 

  通过详细的沉积微相和海平面变化指示元素研究,表明奥陶纪末冰期在华南扬子区主要表现为三幕冰期-海平面旋回,相对海平面下降分别发生在晚奥陶世凯迪末期、赫南特早期和赫南特晚期。其中,第三幕海平面下降为本次冰期事件中最大一次海平面下降,记录于观音桥层上部。研究提出的三幕式赫南特冰期-海平面旋回与已发表的中高纬度地区冰碛岩记录相一致,且与其他板块的沉积(暴露面等)与地球化学证据(如εNdδ7Li187Os/188Os等)可对比,进一步证实了赫南特冰期的多期次性。 

  同时,古海洋环境研究指出,在赫南特冰期期间,华南扬子区不同相区的海洋古生产力和底水氧化还原状态也表现出与冰期-海平面旋回的同步变化,说明冰期可能通过改变水体循环和营养盐循环模式而影响到当时海洋的生物泵效率。 

  本研究得到中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、国家科技重大专项和国家留学基金委员会的联合资助。 

  论文相关信息: 

  Li Chao, Zhang Junpeng, Li Wenjie, Botting Joseph, Chen Qing, Fan Junxuan, Zhang Yuandong. 2021. Multiple glacio-eustatic cycles and associated environmental changes through the Hirnantian (Late Ordovician) in South China. Global and Planetary Change, 207: 103668. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103668.

1. 双河1井海平面变化指示元素岩芯扫描(XRF)与主微量测试(ICP)结果 

2. 黄葛1井、双河1井、宜湾1井赫南特冰期海平面记录与全球对比 


 
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