铀同位素示踪早奥陶世特马豆克期海洋氧化还原状态演化

古海洋的氧化还原状态是影响动物演化的重要环境因素之一。奥陶纪特马豆克期处于奥陶纪生物大辐射爆发的前夕,该时期生物多样化水平已经逐渐升高,但前人对该时期海洋氧化还原状态演化仍缺乏深入研究。保存良好的碳酸盐岩地层中的铀同位素能够有效反映全球海洋整体的氧化还原水平。文章对湖北松滋响水洞剖面碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素和铀同位素分析,结果显示在下奥陶统特马豆克阶底部出现一次显著的碳同位素正漂移事件—TSICE,同时δ^(238)U均值从-0.65‰±0.12‰增加到-0.26‰±0.15‰,表明该时期海洋经历了从缺氧(铀同位素质量平衡模型计算表明,全球海洋至少被2.56%的缺氧水体覆盖)到氧化程度增高的过程。这一环境变化过程与生物礁组成中的后生动物成分相对于微生物成分明显升高的过程相吻合。发生碳、铀同位素正漂移可能分别与海平面下降及海水表层温度降低而有利于海洋氧化水平提高相关。

安徽南部下、中奥陶统紫台组碳酸盐岩微相与海平面变化

下、中奥陶统紫台组形成于华南奥陶纪生物大辐射的关键时期,其中蕴藏了一些与大辐射有关的重要信息。笔者通过对安徽南部石台丁香剖面、池州洪家剖面的紫台组进行野外实测、采样、室内切片和镜下观察与分析,共识别出9个碳酸盐岩微相,即:MF-1钙质泥岩、MF-2泥质泥晶灰岩、MF-3泥晶灰岩、MF-4腹足类—介形虫生屑泥晶灰岩、MF-5海绵骨针含生屑泥晶灰岩、MF-6含生屑泥质泥晶灰岩、MF-7生屑泥质泥晶灰岩、MF-8生屑泥晶灰岩和MF-9泥晶生屑灰岩。这些微相主要形成于深潮下带及相邻环境中。研究表明:皖南紫台组沉积时期水深波动幅度不大,且自早至晚沉积水深逐渐加大;丁香剖面由于更接近台地边缘,总体沉积水深要大于洪家剖面。在2条剖面的紫台组中识别出至少5次比较显著的海平面上升事件,它们与上扬子区海侵事件具有良好的对应关系,并可以与澳大利亚、北欧、北美、华北等板块进行对比。由此推断,区域性相对海平面变化、甚至全球性海平面变化控制着下扬子区下、中奥陶统紫台组的沉积及其变化。

安徽石台地区中—晚奥陶世牙形类生物地层研究

安徽石台地区柳树亭剖面是下扬子区中—晚奥陶世地层代表性剖面,本文对该剖面开展了详细的牙形类生物地层学研究。通过系统的样品采集分析,在柳树亭剖面的牯牛潭组和大田坝组自下而上识别出牙形类Lenodus antivariabilis带、Lenodus variabilis带、Yangtzeplacognathus crassus带、Dzikodus tablepointensis带、Yangtzeplacognathus jianyeensis带;宝塔组自下而上可识别出Baltoniodus alobatus带和Hamarodus brevirameus带。柳树亭剖面中—晚奥陶世牙形类生物地层序列可以在区域内乃至全球范围内进行较好的对比,但中—晚奥陶世之交缺失Eoplacognathus suecicus带、Yangtzeplacognathus foliaceus带和Yangtzeplacognathus protoramosus带。

湖北兴山古洞口下奥陶统南津关组牙形类及其地层意义

本文分析了湖北兴山古洞口剖面下奥陶统南津关组的牙形类化石。鉴定牙形类4属5种,包含华南下奥陶统常见的Colaptoconusquadraplicatus和Drepanoistoduscostatus。据牙形类产出,识别出Colaptoconus quadraplicatus带。Drepanoistodus costatus的产出表明兴山地区南津关组下部灰岩的时代晚于秭归、宜昌和石门等地的南津关组下部灰岩。基于牙形类化石记录,兴山地区三游洞群和南津关组之间可能缺失了Cordylodus intermedius带(上部)、Cordylodus lindstromi带、Iapetognathus fluctivagus带、Cordylodus angulatus带和Rossodus manitouensis带(部分)。湖北兴山、秭归、宜昌和湖南张家界等地下奥陶统对比表明,各地特马豆克阶下部普遍可识别沉积间断。古洞口剖面南津关组中上部和分乡组中下部可识别LSICE(Late Stairsian Isotopic Carbon Excursion)碳同位素漂移,时代为特马豆克晚期。

四川南部布拖地区志留系的新研究

四川南部布拖地区位于扬子块体周缘盆地构造的西南缘,属于楚雄前陆盆地与小江断裂系的北部,其地层古生物研究,可为华南古陆构造演化提供可靠的基础地质资料和证据。根据布拖地区志留系3条剖面的生物地层研究,认为本地区志留系主要发育Llandovery世,缺失Wenlock、Ludlow和Pridoli世的地层,其地层序列自下而上为:龙马溪组、布拖组(新名)、石门坎组(厘定)、乌科组(新名)、大路寨组和莱地湾组,在志留纪Llandovery晚期,该地区抬升为陆地,直至二叠纪早期再次接受沉积。通过与扬子块体其他地区志留系的对比研究,提出布拖地区与扬子块体的志留纪具有相同和类似地质发展史,表明整个扬子块体为稳定的、以浅海沉积为主的沉积区;在扬子块体上,下红层底、顶界是穿时的;初步分析布拖地区志留系的沉积环境,认为从康滇古陆到布拖沉积区,是一个从陆地到浅海的古地理格局,扬子地块西缘不存在较深或深海的环境。

扬子台地西缘晚奥陶世凯迪早期地层划分对比与古地理

扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都之间)晚奥陶世凯迪早期浅水相地层,过去多被视作“大箐组”(下部)或“宝塔组”,其划分对比一直存在争议,空间分布特征未得到充分揭示。综合研究新成果与前人的研究资料,本文提出研究区凯迪早期地层空间分布模式,即浅水相区可划分为以厚层白云岩为特征的近岸白云岩相带和以中至厚层生物扰动灰岩为特色的过渡灰岩相带,并由后者向台地内部过渡为以宝塔组为代表的远岸较深水灰岩相区。本文据此修订“大箐组”专指近岸相沉积,新建镇雄组代表过渡相沉积,认为二者均可对比于台地内部的宝塔组,时代为凯迪早期(或包含桑比末期)。在新的地层框架下,通过总结已有的剖面资料,本文还对研究区凯迪早期的古地理进行复原。

扬子台地西缘奥陶纪岩石地层单位命名问题:回顾与澄清

扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都间)奥陶系研究程度明显弱于台地内部,相关岩石地层单位命名方面的信息还存在不少模糊或不准确之处,在一定程度上造成其中一些单位名称在使用上的争论。通过追溯文献出处和沿革,本文澄清了研究区内涉及的28个奥陶纪岩石地层单位的命名信息,并参照现代地层命名规范,对它们的命名有效性进行重新评估,发现其中9个在命名上是无效的。同时认为,命名有效的19个岩石地层单位名称是今后研究区内奥陶纪地层学研究的重要基础。

扬子台地西南缘奥陶纪达瑞威尔期—桑比期地层划分对比与古地理

扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都之间)奥陶纪达瑞威尔期—桑比期地层以往多被笼统地归入“巧家组”,其空间分布情况不详,划分与对比仍存争议。综合最新研究成果与前人资料,本文认为“巧家组”仅限于台地西南缘(今川滇交界南部与滇中),代表康滇古陆与滇黔桂古陆之间的浅水海湾沉积,与台地西缘其他地区相当层位岩相差别明显,宜专文优先详述。在分布区内,“巧家组”两分明显:下部以白云岩为主,广布于滇中至川滇交界南部,向古地理上远岸一侧相变为灰岩;上部以一套碎屑-碳酸盐混积岩为特色,底部常发育铁鲕层,其分布限于川滇交界南部,亦向远岸一侧过渡为灰岩沉积。以此认识为基础,按照现代命名规范的目标和要求,本文提出“巧家组”划分命名修订方案,以最大限度地确保研究区内地层单位名称的稳定与统一,即:维持“巧家组”原义,提升其为巧家群;恢复使用诺多组和华弹组分别指称“巧家组”的下部和上部;将华弹组非正式划分为下、中、上三段;鉴于华弹组底部铁鲕层在上扬子区分布较为广泛,具有重要的地层对比价值,创名西瑶层称之。同时,本文认为诺多组和华弹组的时代分属于达瑞威尔早期和达瑞威尔晚期—桑比期。在新的地层框架下,本研究系统汇总了现有的资料,进而讨论了研究区达瑞威尔期—桑比期的古地理变迁。

鄂西北竹溪地区志留系竹溪组

志留系竹溪组主要由黄绿色、浅灰色泥岩、泥质板岩组成,夹有生屑灰岩及礁灰岩,主要分布在湖北竹溪、陕西平利一带。自建立以来,其地质时代一直存在争议。在竹溪县城北新胜剖面竹溪组采集了腕足类、三叶虫、珊瑚以及牙形类等化石,各类化石组合均显示竹溪组中下部地层的地质时代为志留纪兰多维列世特列奇中、晚期。同时开展了稳定碳同位素地层学研究,在竹溪组顶部礁灰岩段可见一个较为显著的碳同位素漂移事件,漂移幅度达+4.5‰,碳同位素峰值可达6‰。然而,因顶部灰岩缺乏有效的化石证据,其精确时代及其全球对比意义尚待今后开展进一步的研究工作。

湖北宜昌中-上奥陶统庙坡组几丁虫生物地层

通过对湖北宜昌界岭剖面中—上奥陶统庙坡组的几丁虫进行系统古生物学与生物地层学研究,鉴定出几丁虫18属43种。将庙坡组的几丁虫识别为Laufeldochitina stentor几丁虫带,并进一步划分为Cyathochitinasp.3和Armoricochitina granulifera两个亚带。除在庙坡组下部发现几丁虫以外,首次在庙坡组上部发现大量保存精美的几丁虫化石,填补了该层段以及华南该时段几丁虫研究的空白,丰富了华南晚奥陶世早期几丁虫的多样性记录。首次在华南报道冈瓦纳北部的典型分子Lagenochitina ponceti Rauscher,以及波罗的地区的特征分子Laufeldochitina stentor(Eisenack)和Cyathochitina sebyensis Grahn。根据几丁虫组合面貌特征及相关生物地层研究,认为晚奥陶世初期华南扬子区几丁虫的生物地理分区不明显,与波罗的、冈瓦纳北部、劳伦大陆以及阿凡隆尼亚板块皆具有一定的相似性。同时,L.stentor,C.sebyensis以及A.granulifera等波罗的地区典型分子在华南庙坡组的首次报道,增强了达瑞威尔晚期至桑比早期华南与波罗的地区地层对比的潜力。

2019年度地质科学领域基金项目评审与成果分析

2019年度国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)地球科学学部二处共受理各类项目3202项。其中面上项目、青年科学基金项目(以下简称青年基金)和地区科学基金项目(以下简称地区基金;该3类项目简称为"面青地"项目)分别为1400,1409和131项。重点项目(以地质学为申报学科,下同)93项,国家杰出青年科学基金项目(以下简称杰青项目)56项,优秀青年科学基金项目(以下简称优青项目)113项。

湖北兴山古洞口下奥陶统几丁虫

系统分析兴山古洞口下奥陶统,包括南津关组、分乡组、红花园组及大湾组底部的几丁虫微体生物化石。鉴定几丁虫5属14种,含早奥陶世特征种Eremochitina baculata,早中奥陶世常见种Conochitina decipiens,以及华南上扬子区早奥陶世常见属种Euconochitina fenxiangensis和Lagenochitina chongqingensis。E.baculata是北冈瓦纳地区弗洛早中期的特征带化石,本文的材料为该种在华南的首次确切报道,且产出层位略低,为特马豆克期。在华南,常见于特马豆克晚期的带化石Euconochitina symmetrica在该剖面的同时段地层中暂未被发现,但形态上与之高度相似的Euconochitina fenxiangensis在该时段大量出现。比较以往发表的数据后发现,E.fenxiangensis在华南的分布广泛且产出层位较为稳定,较之E.symmetrica更易获得,或可将其作为特马豆克晚期至弗洛初期区域内地层对比的一个有效卡尺。

浅谈华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒沉积

中奥陶统铁质鲕粒(简称铁鲕)沉积在华南上扬子区广泛分布,但迄今仅有零星报道,缺乏系统的研究。本文在前人工作的基础上,通过开展广泛的野外勘察和分析测试,全面阐述了这套铁鲕沉积的分布规律、发育特点及其控制因素与环境背景。该铁鲕沉积主要见于华南上扬子区中—上奥陶统华弹组、十字铺组和牯牛潭组,在川滇交界至川西南以鲕铁岩、砂页岩、灰岩形式产出,在滇东北—川南—黔北及陕南—川北多为灰岩,含铁矿物主要包括赤铁矿、鲕绿泥石、针铁矿等。铁鲕沉积的时代主要为达瑞威尔中—晚期,在多数地点发育1~2层,个别可见3层,可归属于两期。铁鲕的形成主要受沉积或早期成岩环境的影响或控制,如区域构造运动、古海洋水物理化学条件、微生物活动等。华南的铁质核形石、叠层石和海相红层等独特沉积记录同样发育在大致同期的台地上,共同构成一套含铁质“时征相”。进一步系统研究这套铁鲕沉积,将为全面认识铁质沉积、深入理解华南乃至全球奥陶纪古地理与古环境演变、探索地史时期重大事件等奠定基础。

湖北松滋、建始地区中、上奥陶统牯牛潭组至宝塔组牙形类及其地层意义

本文针对湖北松滋响水洞剖面及建始小茶园剖面牯牛潭组至宝塔组地层进行了详细的牙形类序列分析及对比。研究结果表明,自下而上可识别7个牙形类化石带,分别是Lenodus antivariabilis带、Lenodus variabilis带、Yangtzeplacognathus crassus带、Dzikodus tablepointensis带、Yangtzeplacognathus foliaceus带、Yangtzeplacognathus jianyeensis带及Hamarodus brevirameus带。剖面牙形类序列与华南中晚奥陶世综合序列基本一致,但缺失达瑞威尔晚期牙形类生物带(Eoplacognathus suecicus带至Yangtzeplacognathus protoramosus带)的完整记录,这一缺失在扬子台地多个剖面均有记录,可能指示达瑞威尔晚期存在的区域性海平面变化以及全球海洋古环境变化事件。

安徽石台上奥陶统稳定碳同位素地层研究及其意义

华南奥陶纪地层发育连续,出露广泛,是开展相关地层学研究的理想地区。对皖南池州石台地区上奥陶统大田坝组、宝塔组及汤头组开展了详细的稳定碳同位素地层学研究,研究表明碳同位素曲线在宝塔组中下部显示一次明显的正漂移。根据前人关于该地区宝塔组的牙形类生物地层学研究结果,本碳同位素漂移事件应为GICE(Guttenberg Isotope Carbon Excursion)事件。基于碳同位素变化趋势与华南及全球其他地区进行对比,完善了华南扬子区奥陶系GICE的记录,进一步证实这次碳同位素漂移事件具有较好的区域和全球对比意义。