我國上揚子地臺地區(qū)在奧陶系—志留系之交廣泛發(fā)育蘊含豐富頁巖氣資源的五峰組—龍馬溪組富有機質沉積巖。采用Re-Os同位素體系對該套沉積地層進行研究,不僅能得到精確的地層沉積年齡,同時根據Re、Os元素的富集機制,對該時期沉積環(huán)境進行有效反演,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,通過對該樣品開展高精度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],其結果與國際地層委員會發(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、準確的年齡依據。Os同位素特征反映了大量陸源碎屑參與成巖過程、多期火山活動的發(fā)生及冰期向間冰期的轉換。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... 

【文章來源】：巖礦測試. 2020,39(02)北大核心CSCD

【文章頁數】：11 頁

【部分圖文】：

班竹1井巖心碳質泥巖樣品采樣地點示意圖

為獲得更精準的等時線年齡,在作圖時剔除了Os初始比值偏低的16BZ-17和16BZ-19樣品、誤差較大的16BZ-23號樣品和遠離界線層的16BZ-11樣品,采用剩余7件樣品的Re-Os數據獲得等時線年齡為443.68±6.24Ma(2σ,n=7),(187Os/188Os)i= 0.699±0.019,MSWD=0.55(圖2)。與國際地層委員會發(fā)布的奧陶系—志留系界線年齡443.7±1.5Ma高度一致。通過Re-Os同位素定年法得到的界線年齡與前人通過鋯石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,更為直接地實現(xiàn)了對奧陶系—志留系界線層年齡的厘定,避免了多期火山活動對地層年齡造成的影響。與利用Re-Os同位素定年結果(449±22Ma)[26]相比,Os初始比值與Finlay等[26]得到的結果一致,但所得MSWD(0.55)和年齡不確定度(6.24)均小于Finlay等[26]所得結果,表明本文方法對地層界線年齡限定更準確,為系界線年齡提供了參考。2.2 班竹1井富有機質沉積巖Re-Os同位素精確定年的關鍵

第二階段:晚奧陶世—早志留世,全球性火山噴發(fā)事件導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變[46-48],海平面迅速回升,受廣西運動影響,揚子地臺形成了半閉塞的滯留海盆環(huán)境[18],造成五峰組沉積環(huán)境由富氧轉為缺氧環(huán)境。涼水赫南特貝動物群無法適應環(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,溫暖濕潤氣候使化學風化作用大大加強,并將冰期時積累的大量陸源碎屑物質和淡水注入海洋,海平面的升高攜帶大量具有較高187Os/188Os比值的陸源碎屑進入海洋,使海水的187Os/188Os比值升高[35],導致187Os/188Os初始值隨之升高。同時,較強的風化作用也將足夠的營養(yǎng)物質通過上升洋流和陸源輸入持續(xù)地帶入古代海洋的表層水體,促進了海洋生物的繁榮。此時,有機質氧化分解速率降低,使得有機質具有高埋藏量和高保存率,提高了古陸棚地區(qū)的碳生產力。Re、Os在缺氧環(huán)境下以高價態(tài)絡合物隨有機質沉淀大量富集,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應。第三階段:大規(guī)�；鹕交顒訃姲l(fā)出的火山灰遮蔽陽光,氣候加速變冷,海洋環(huán)境與冰期時相似[18],并一直持續(xù)到早志留世龍馬溪組碳質泥巖沉積時期,Re和Os含量、187Re/188Os和187Os/188Os比值逐漸回歸冰期時的水平。同時,火山噴發(fā)出的具有低放射性成因的Os塵埃匯入海洋,導致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,指示大規(guī)模的火山噴發(fā)事件至少為兩期。

【參考文獻】：
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本文編號：3496065