我國(guó)上揚(yáng)子地臺(tái)地區(qū)在奧陶系—志留系之交廣泛發(fā)育蘊(yùn)含豐富頁(yè)巖氣資源的五峰組—龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)沉積巖。采用Re-Os同位素體系對(duì)該套沉積地層進(jìn)行研究,不僅能得到精確的地層沉積年齡,同時(shí)根據(jù)Re、Os元素的富集機(jī)制,對(duì)該時(shí)期沉積環(huán)境進(jìn)行有效反演,可以為這一階段發(fā)生的地球歷史上第二大規(guī)模的生物絕滅事件的觸發(fā)機(jī)制提供更合理的解釋。本文在貴州正安縣班竹1井巖心采集11件碳質(zhì)泥巖樣品,巖心樣品連續(xù)且完整跨越奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組界線地層,通過(guò)對(duì)該樣品開展高精度Re-Os同位素研究,獲得了奧陶系—志留系地層界線Re-Os同位素年齡為443.68±6.24Ma[2σ,n=7,(¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os)_i=0.699±0.019,MSWD=0.55],其結(jié)果與國(guó)際地層委員會(huì)發(fā)布的年齡（443.7±1.5Ma）高度一致,為奧陶系—志留系界線年齡提供了直接、準(zhǔn)確的年齡依據(jù)。Os同位素特征反映了大量陸源碎屑參與成巖過(guò)程、多期火山活動(dòng)的發(fā)生及冰期向間冰期的轉(zhuǎn)換。連續(xù)沉積地層Re-Os同位素特征的變化反映了研究區(qū)奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組沉積... 

【文章來(lái)源】：巖礦測(cè)試. 2020,39(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

班竹1井巖心碳質(zhì)泥巖樣品采樣地點(diǎn)示意圖

為獲得更精準(zhǔn)的等時(shí)線年齡,在作圖時(shí)剔除了Os初始比值偏低的16BZ-17和16BZ-19樣品、誤差較大的16BZ-23號(hào)樣品和遠(yuǎn)離界線層的16BZ-11樣品,采用剩余7件樣品的Re-Os數(shù)據(jù)獲得等時(shí)線年齡為443.68±6.24Ma(2σ,n=7),(187Os/188Os)i= 0.699±0.019,MSWD=0.55(圖2)。與國(guó)際地層委員會(huì)發(fā)布的奧陶系—志留系界線年齡443.7±1.5Ma高度一致。通過(guò)Re-Os同位素定年法得到的界線年齡與前人通過(guò)鋯石U-Pb法(445.7±2.4Ma、445.1±3.5Ma、450.1±1.6Ma、450.0±3.6Ma)[1,8,10-11],角閃石K-Ar法(435～437Ma)[31]和火山巖Rb-Sr法(450±15Ma)[32]得到的奧陶系—志留系界線年齡相比,更為直接地實(shí)現(xiàn)了對(duì)奧陶系—志留系界線層年齡的厘定,避免了多期火山活動(dòng)對(duì)地層年齡造成的影響。與利用Re-Os同位素定年結(jié)果(449±22Ma)[26]相比,Os初始比值與Finlay等[26]得到的結(jié)果一致,但所得MSWD(0.55)和年齡不確定度(6.24)均小于Finlay等[26]所得結(jié)果,表明本文方法對(duì)地層界線年齡限定更準(zhǔn)確,為系界線年齡提供了參考。2.2 班竹1井富有機(jī)質(zhì)沉積巖Re-Os同位素精確定年的關(guān)鍵

第二階段:晚奧陶世—早志留世,全球性火山噴發(fā)事件導(dǎo)致全球氣候快速回暖,岡瓦納冰蓋消融,由冰期向后冰期或間冰期轉(zhuǎn)變[46-48],海平面迅速回升,受廣西運(yùn)動(dòng)影響,揚(yáng)子地臺(tái)形成了半閉塞的滯留海盆環(huán)境[18],造成五峰組沉積環(huán)境由富氧轉(zhuǎn)為缺氧環(huán)境。涼水赫南特貝動(dòng)物群無(wú)法適應(yīng)環(huán)境變化而絕滅[14,49-50],這是第二階段的生物絕滅。冰期之后,溫暖濕潤(rùn)氣候使化學(xué)風(fēng)化作用大大加強(qiáng),并將冰期時(shí)積累的大量陸源碎屑物質(zhì)和淡水注入海洋,海平面的升高攜帶大量具有較高187Os/188Os比值的陸源碎屑進(jìn)入海洋,使海水的187Os/188Os比值升高[35],導(dǎo)致187Os/188Os初始值隨之升高。同時(shí),較強(qiáng)的風(fēng)化作用也將足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)上升洋流和陸源輸入持續(xù)地帶入古代海洋的表層水體,促進(jìn)了海洋生物的繁榮。此時(shí),有機(jī)質(zhì)氧化分解速率降低,使得有機(jī)質(zhì)具有高埋藏量和高保存率,提高了古陸棚地區(qū)的碳生產(chǎn)力。Re、Os在缺氧環(huán)境下以高價(jià)態(tài)絡(luò)合物隨有機(jī)質(zhì)沉淀大量富集,體現(xiàn)為Re和Os含量、187Re/188Os和187Os/188Os比值的升高,這種變化的巖心長(zhǎng)度約為1m,與沉積環(huán)境從富氧到缺氧沉積環(huán)境的改變、冰期到間冰期或冰川消融期對(duì)應(yīng)。第三階段:大規(guī)�；鹕交顒�(dòng)噴發(fā)出的火山灰遮蔽陽(yáng)光,氣候加速變冷,海洋環(huán)境與冰期時(shí)相似[18],并一直持續(xù)到早志留世龍馬溪組碳質(zhì)泥巖沉積時(shí)期,Re和Os含量、187Re/188Os和187Os/188Os比值逐漸回歸冰期時(shí)的水平。同時(shí),火山噴發(fā)出的具有低放射性成因的Os塵埃匯入海洋,導(dǎo)致187Os/188Os初始比值降低。而在晚奧陶世末187Os/188Os初始值出現(xiàn)兩次突然降低并呈現(xiàn)周期性波動(dòng),指示大規(guī)模的火山噴發(fā)事件至少為兩期。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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