蒸发岩盆地古环境的直接记录:来自石盐流体包裹体的证据

蒸发岩是保存古环境信息的宝库,而石盐是蒸发岩盆地完全干涸后最主要的矿物。石盐矿物具有很好的封闭性,在浅埋深状态就会固结成岩,没有孔隙并且不可压缩。石盐、石膏、钙芒硝、芒硝中的包裹体,是潟湖或陆地盐湖环境下,通过蒸发而结晶析出过程中所捕获的流体（液体和/或气体）。因此,在石盐矿物的内部可以保存下来良好的原生石盐流体包裹体,它们记录了原始海洋/盐湖的温度、化学组分和大气成分的信息,为古环境研究提供了绝妙的直接记录。其中石盐原生流体包裹体的均一温度,可记录卤水沉积时的温度;浅水环境石盐流体包裹体记录的卤水温度近似等于气温。石盐原生流体包裹体中的卤水成分代表了海水/盐湖蒸发浓缩过程中的卤水,可通过其来推断当时的海水/盐湖水体的成分。石盐漏斗晶形成时是漂浮在卤水表面的,其原生流体包裹体可捕获当时的大气,而石盐是一种稳定的无机矿物,其原生流体包裹体可保存原始的大气信息。石盐原生流体包裹体可以提供其他传统地球化学手段无法提供的直接、精确、定量的地质记录,因此在未来的古环境研究中将成为焦点。

湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组Hiemalora stellaris生物属性及埋藏分析

Hiemalora stellaris是湖北宜昌三峡地区埃迪卡拉系灯影组石板滩生物群中数量最为丰富的化石类型之一,由位于中心位置的圆盘和围绕盘缘向外伸出的似触手状结构组成,似触手状结构长度与圆盘直径具有较好相关性。同时也发现少量Hiemalora与茎干相连,其中一枚产自石板滩段底部的标本保存完整,与茎干连接有叶状体。叶状体呈卵形,可见一级分枝与二级分枝,顶部有呈"牛角状"的尖刺,叶状体形态与Charniodiscus spinosus相似。结合纽芬兰地区发现的Primocandelabrum hiemaloranum,表明Hiemalora作为生物体的固着器官,起到抵御水流冲刷、支撑和固定整个生物体的作用,但与其相连的叶状体表现出不同的形态类型,表明Hiemalora化石可能具有较为多样的生物来源。根据化石的形态特征和埋藏状态分析,Hiemalora在生物生活时位于藻席层之下的沉积物内,常呈正凸起保存于岩层顶面,而茎干和叶状体位于水体中,生物死亡后,叶状体倒伏在藻席层之上,当岩层沿藻席层劈开后,在顶面保存为凹陷的印痕。

早古生代海洋缺氧事件的地质记录与背景机制

早古生代大气氧气含量呈现阶段性上升趋势,在志留纪达到并维持在现代水平(21%),但此期间海洋发生多期次的缺氧事件.尽管这些缺氧事件在规模上无法与中生代的大洋缺氧事件相比,但作为地球系统变化中重要的一环,却对早期海洋生态系统的演化具有重要意义.海洋系统变化研究表明,缺氧事件在形成过程中主要受控于海洋水体循环、营养盐供应、地理地貌条件、气候与海平面变化等因素.不同于中生代的大洋缺氧事件,早古生代海洋生物泵效率增强时,同时还面临大气氧气含量上限变化的影响.衍生于现代缺氧沉积盆地和前寒武纪缺氧海洋模型的水体化学分层理念,对早古生代海洋缺氧事件同样适用.地质记录表明,早寒武世-晚志留世,海洋先后发生8次不同规模的缺氧事件,均可与全球识别的碳同位素漂移对比,并且常常伴随着不同规模的生物灭绝事件.因此,重建缺氧海水的分布范围及氧化还原结构,对研究早古生代海洋生态环境变化具有重要意义.同时,这些事件在纵向上表现出缺氧海底面积占比逐渐缩小的趋势,与同期大气氧气含量的长期爬升、二氧化碳含量的持续降低相吻合.海洋缺氧事件、生物灭绝事件及同期其他构造-气候变化等地质事件,共同构成早古生代地球系统变化的缩影,同时也成为探究地质历史时期重大环境突变与生物演化关系的一个重要窗口.

奥陶系无机碳同位素地层学综述

近四十年来,化学地层学,如碳同位素地层学,在古生界地层的划分与对比中获得了广泛的应用,特别是在不同岩相、生物相的地区间对比时发挥了极其重要的作用。目前,在欧洲大陆和美洲大陆均已获得了较为详细的奥陶系无机碳同位素数据,建立了较为可靠的区域和全球对比关系,并据此初步绘制出全球奥陶系δ13Ccarb标准化曲线,共识别出16个同位素事件,其中3个为负漂事件。近年来,在中国华南和塔里木地区也先后识别出个别重要的无机碳同位素事件,但总体来看,还需基于连续露头或钻井、高精度采样建立完整的无机碳同位素曲线,从而建立准确的区域和全球对比。碳同位素作为一种重要的地层对比手段,在奥陶系长时间尺度的区域和全球高精度地层对比中正逐渐发挥重要作用。同时,碳同位素记录在地质历史中生物与环境协同演化研究中也具有不可替代的意义。

南黄海CSDP-2井晚泥盆世早期真蕨类Shougangia的形态观察

南黄海CSDP-2钻井上泥盆统五通组擂鼓台段2 068.00～2 069.02m段岩心识别出了早期真蕨类植物。该植物具有至少三次羽状复叶,末二次羽片互生,小羽片扁平,呈扇状、楔状或舌状,基部收缩,至少一次深裂,裂片边缘钝圆,二分叉的叶脉明显。据此,可鉴定为优美守刚蕨(比较种)(Shougangia cf.S.bella)。本研究为南黄海地区上泥盆统五通组增加了古植物学新资料。

《国际年代地层表》(2018/08版)

国际地层委员会最近发布了《国际年代地层表》(2018/08版),笔者据此同步制作并发布了最新的中文版,供国内同行使用。与笔者等2016年发表的《国际年代地层表》(2016/04版)相比,这一版本中增加了过去两年里批准通过的六枚金钉子。其中,全新统三分,三个阶均已正式命名并确立金钉子,自下而上分别为格陵兰阶、诺斯格瑞比阶和梅加拉亚阶。

华北板块西缘甘肃平凉上奥陶统平凉组灰岩微相和沉积环境

甘肃平凉官庄剖面为上奥陶统平凉组的建组剖面,出露其完整的地层序列,主要由细砂、粉砂级颗粒的碎屑岩和灰岩构成。该地区在平凉组沉积时期的构造背景属华北板块西部,位于鄂尔多斯古陆西缘。对官庄剖面平凉组灰岩夹层开展的微相分析显示其中含有丰富的泥状灰岩砂屑,生屑种类含量偏低且破碎程度高,无浅海区特有的沉积构造,海水深度不利于底栖生态群落栖居。灰岩的沉积学机制指示鄂尔多斯古陆西南海区存在较陡的海底地貌,这些内碎屑不是原地或近原地沉积的,它们最初产生于浅海碳酸盐岩台地,经重力流、等深流长距离搬运后到达接近秦岭-祁连海槽的深水区沉积。

志留纪晚期小溪组在湖北宜昌纱帽山的发现

湖北宜昌纱帽山出露了中国志留纪地层研究最早的一个经典地质剖面。近三十年来该处志留系上部的纱帽组一直被归于兰多维列统。在研究遗迹化石和植物类表皮后发现,纱帽组最上部(第4段)与第1、2、3三段,除岩性存在区别外,生物面貌也有重要差别。联系到上扬子区其他剖面志留纪晚期地层的发育情况,第4段与小溪组的特征相同,宜单独分出,称小溪组,时代归于Ludlow晚期到Pridoli早期,而纱帽组其余部分仍归于Llandovery世Telychian早期。小溪组与厘定后的纱帽组之间为假整合接触。研究表明,扬子区于Llandovery世晚期海水退尽,上升成陆后,部分地区(包括宜昌)到志留纪晚期一度又被海水淹没,沉积了一定厚度的地层,之后又上升成陆,直到中泥盆世。

塔里木盆地YJ1X井中奥陶统一间房组燧石结核中的有机壁微体化石

位于新疆塔里木盆地塔北隆起的YJ1X井中奥陶统钻遇富含硅质结核的一间房组地层,通过对硅质结核进行切片观察,发现大量丝状蓝藻化石及少数疑源类化石。经鉴定疑源类化石共包括:Aremoricanium sp.,Cheleutochroa oculata,Cymatiogalea sp.,Cymatiosphaera sp.,Dictyotidium microreticulatum,Leiosphaeridia sp.,Polygonium gracile,Pterospermella sp.;丝状蓝藻类化石两属四种,包括:Siphonophycus typicum,S.kestron,S.solidum,Oscillatoriopsis longa;多细胞球状藻类化石1种:Eoentophysalis sp.。其中丝状蓝藻类化石均为奥陶系一间房组的首次报道。该化石组合的发现为塔里木盆地奥陶系一间房组燧石结核中微体化石的研究提供了新资料,大量破碎的藻席及少数疑源类反映了本区沉积环境由浅水相变为深水相的过程。

宁镇山脉的盖帽碳酸盐岩

埃迪卡拉系底部发育一套覆盖在成冰纪冰碛杂砾岩之上的碳酸盐岩地层,被称为"盖帽碳酸盐岩",它是超级温室气候事件的沉积标志层,代表了新元古代"雪球"冰期的结束。通过对宁镇山脉地区新元古代地层的野外调查,在镇江丹阳帽山剖面南沱冰碛杂砾岩层顶部发现厚约4 m的含锰碳酸盐岩。沉积岩石学和稳定碳、氧同位素研究表明,这层碳酸盐岩具有盖帽碳酸盐岩的典型特征,可以与扬子板块其他地区的盖帽碳酸盐岩进行对比。这是宁镇山脉地区存在盖帽碳酸盐岩的首次报道。