本文選題：海相碳酸鹽巖 + 埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期邊界�。� 參考：《中國科學技術(shù)大學》2017年博士論文

【摘要】：海洋沉積碳酸鹽巖記錄著的地球表層演化歷史的重要信息,利用沉積碳酸鹽巖同位素變化歷史來反映海洋組成和碳循環(huán)的變化是研究古環(huán)境和古氣候變化的一個重要課題。碳酸鹽巖中的微量元素可以很好的反映其沉積環(huán)境和成巖歷史,稀土元素配分模式可以識別沉積相,結(jié)合Y/HO-(Sm/Nd)PAAS相關(guān)性和穩(wěn)定同位素的變化可以恢復沉積環(huán)境中相對海平面的變化。純碳酸鹽中具有較高海水-地殼分配系數(shù)(Kx)的元素可以記錄開闊海水的組成,而具有低Kx和較短居留時間的水難溶性元素(如REE、Al、Sc和Y等)則可以記錄海水組成受到陸源物質(zhì)輸入的影響程度。碎屑鋯石的年齡可以記錄地質(zhì)歷史時期的巖漿活動的強度和時間,通過對比碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜圖可以很好地識別沉積環(huán)境的物質(zhì)來源。通過對華南巢湖地區(qū)湯山剖面埃迪卡拉紀晚期和寒武紀早期沉積碳酸鹽巖進行高精度的碳氧同位素組成、有機碳同位素以及主微量元素和非碳酸鹽物質(zhì)含量的分析,可以發(fā)現(xiàn)碳酸鹽碳同位素組成(δ13Ccarb)表現(xiàn)出了明顯的四次正異常(DP1,LP1,LP2和BP1)和四次負異常(ECN,LN1,LN2和BN1)。在燈影組和冷泉王組的邊界,碳同位素和氧同位素均出現(xiàn)了一次明顯的降低,碳同位素最低達到-2‰(ECN),然后碳同位素組成又升高到1‰左右(LP1)。冷泉王組早期具有較低的碳同位素組成(LN1),然后在冷泉王組末期和半湯組的早期出現(xiàn)碳同位素組成從0‰左右(LP2)降低到-1.81‰左右(LN2),在半湯組早期又增加至1.74‰左右(BP1)。從半湯組晚期到山凹丁群早期,則表現(xiàn)出碳同位素組成的緩慢降低,最低值達到-2‰左右(BN1)。然而,氧同位素的變化則相對簡單,僅僅從埃迪卡拉紀晚期(平均值-3.5‰左右)到寒武紀早期(平均值-6.0‰。左右)出現(xiàn)了一次大約2.5‰的降低,隨后在寒武紀早期呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢。在燈影組和冷泉王組的界限上氧同位素和碳同位素負異常ECN有很好的同時性。碳酸鹽巖中有機物的碳同位素(δ13Corg)則表現(xiàn)出了三次明顯正異常(DP1、LP1和LP2)和兩次明顯負異常(ECN和LN1)。在埃迪卡拉紀晚期燈影組和寒武紀早期冷泉王組與半湯組早期,碳酸鹽巖的δ13Corg和δ13Ccarb明顯的正相關(guān)性,在半湯組上部的地層中,δ13Corg和δ13Ccarb出現(xiàn)了明顯的脫耦。通過對湯山剖面和華南其他同時期碳酸鹽巖地層的碳同位素組成的對比,確定了湯山剖面的埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期的邊界應該是在燈影組和冷泉王組的界限上,和湯山剖面巖性的界限一致。巢湖湯山晚燈影組和早冷泉王組的白云巖的Mg同位素在誤差范圍內(nèi)基本不變,可能反映了當時海洋Mg循環(huán)處于一個穩(wěn)態(tài)條件,早前沉積的碳酸鹽巖的風化是海洋Mg的主要輸入來源。主量元素、XRD和SEM的分析結(jié)果表明,巢湖湯山埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期地層主要是原白云石,礦物顆粒較小且邊界清晰,反映了快速沉積的過程。部分具有低Mg/Ca比的樣品中含有大量的微小方解石聚集體,且全巖粉末δ13Ccarb低至-3.5‰,可能是由于有機物的礦化等過程所形成的自生碳酸鹽。湯山燈影組中部的碳酸鹽巖具有輕稀土虧損重稀土富集的稀土配分模式和高Y/Ho,反映了正常海洋沉積環(huán)境,而燈影組晚期和寒武紀早期的碳酸鹽巖則具有平坦的REE+Y配分模式和低Y/Ho,表明它們是在易受到陸源影響的近海臺地相中沉積形成的。水難溶性元素Sc,Al,Th和REE與非碳酸鹽物質(zhì)含量具有很好的正相關(guān)性,在燈影組晚期到冷泉王組早期出現(xiàn)明顯的增加。氧同位素組成的降低和水難溶元素含量的增加指示了在埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期邊界附近很可能存在一次近海地區(qū)來自陸源的物質(zhì)輸入增加的事件,與Y/Ho-δ18Ocarb相關(guān)性反映的大量淡水加入、相對海平面升高的結(jié)果一致。碳同位素的異常和水難溶性元素存在的負相關(guān)性則表示,碳同位素的負異�？赡芘c增加的陸源輸入相關(guān)。這些陸源物質(zhì)中攜帶有大量的P,N等元素、低的13C組分和大量氧化劑,一方面有機物的礦化降低了沉積環(huán)境的DIC的δ13C值,從而造成了寒武紀早期的碳同位素負異常,另一方面為寒武紀早期中期的生物多樣性的出現(xiàn)提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì)。通過對純碳酸鹽組分的Y/Ho比值和(Sm/Nd)PAAS、(Gd/Nd)PAAS相關(guān)性和穩(wěn)定同位素的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)巢湖湯山地區(qū)在埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期發(fā)生了多次的相對海平面的降低和上升事件,指示了海退和海進的過程,可能和這一時期的超大陸活動有關(guān)。發(fā)生在半湯組的海進過程使得湯山地區(qū)又重新和開闊海洋聯(lián)通,可以發(fā)生同位素和物質(zhì)的交換,造成了碳酸鹽巖的δ13Corg和δ13Ccarb的脫耦,這對我們認識新元古代溶解有機碳儲庫存在的時間和空間尺度提供了新的認識,部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)的寒武紀早期碳酸鹽巖的δ13Corg和δ13Ccarb的耦合關(guān)系可能用作說明溶解有機碳儲庫的消失。對燈影組碎屑鋯石的U-Pb年齡和微量元素的分析發(fā)現(xiàn),燈影組沉積的時代不早于585±14Ma。同時碎屑鋯石的U-Pb年齡記錄了四次明顯的巖漿活動,特別是～800Ma新元古代的年齡較多,反映的是當時Rodinia超大陸裂解所造成的劇烈和大范圍的巖漿活動。通過對比華南和華北碎屑鋯石年齡頻譜圖的比研究發(fā)現(xiàn),巢湖湯山地區(qū)埃迪卡拉紀晚期-寒武紀早期的主要物源區(qū)是華南陸塊。
[Abstract]:The changes of ocean composition and carbon cycle have been studied by using the history of isotopic variation of sedimentary carbonate rocks . The elements in carbonate rocks can reflect the sedimentary environment and the history of diagenesis . The isotopic composition of 未13Corg and 未13Clays in the late cold spring king group and early cold spring king group has been reduced to about 1 鈥，

本文編號：1771377