【摘要】：埃迪卡拉紀(jì)至寒武紀(jì)是地質(zhì)歷史中的一段重要變革期,這段時(shí)期見(jiàn)證了羅迪尼亞大陸最終的解體并伴隨著岡瓦納大陸的聚合,同時(shí)也見(jiàn)證了地球氣候和生態(tài)系統(tǒng)的巨大變化。對(duì)這些變化的一種可能的解釋就是寒武紀(jì)真極移假說(shuō)。然而,寒武紀(jì)的真極移假說(shuō)尚存在很大爭(zhēng)議。導(dǎo)致?tīng)?zhēng)議的原因主要在于全球埃迪卡拉紀(jì)至寒武紀(jì)的古地磁數(shù)據(jù)數(shù)量較少、質(zhì)量較低且年代約束較差,而反對(duì)者認(rèn)為寒武紀(jì)真極移假說(shuō)的真實(shí)性取決于古地磁數(shù)據(jù)的選取。檢驗(yàn)真極移假說(shuō)需要從盡可能多的大陸獲得高質(zhì)量并具有很好年代約束的古地磁數(shù)據(jù)。華南寒武紀(jì)地層的研究程度高,并且一些寒武紀(jì)的“金釘子”和候選層型剖面就位于華南,因此華南寒武紀(jì)的生物地層可為地層提供了精細(xì)的年代約束。基于此,本文對(duì)浙西江山碓邊剖面的寒武紀(jì)地層開(kāi)展了詳細(xì)的古地磁研究來(lái)檢驗(yàn)寒武紀(jì)的真極移假說(shuō),并嘗試更好地約束真極移的發(fā)生時(shí)間。另外,也對(duì)湘西桃源瓦爾崗剖面的晚寒武世地層開(kāi)展了詳細(xì)的古地磁研究來(lái)檢驗(yàn)從江山識(shí)別到的晚寒武世真極移事件。江山碓邊剖面出露一套完整且連續(xù)的寒武紀(jì)地層,主要巖性為碳酸鹽巖。前人對(duì)該剖面系統(tǒng)性的生物地層研究已經(jīng)確立了精細(xì)的年代框架,而且寒武系第九階(江山階)的“金釘子”就位于此處。該剖面的古地磁樣品記錄到三個(gè)天然剩磁組分,其中低溫和中溫剩磁組分未通過(guò)褶皺檢驗(yàn),而高溫剩磁組分通過(guò)了褶皺檢驗(yàn)和倒轉(zhuǎn)檢驗(yàn)。巖石磁學(xué)結(jié)果說(shuō)明高溫剩磁組分的載磁礦物為磁鐵礦或低鈦磁鐵礦。掃描電鏡和透射電鏡的結(jié)果顯示磁鐵礦顆粒為碎屑成因。因此,高溫剩磁組分被解釋為在巖石沉積時(shí)或不久之后獲得的原生剩磁。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),高溫剩磁組分的方向在中-下寒武統(tǒng)和上寒武統(tǒng)之間發(fā)生顯著的變化,指示一次約57°的極移。根據(jù)生物地層的約束,極移發(fā)生于～500.5-～494Ma,極移速率約為8.8°Myr-1。因?yàn)槿绱丝斓臉O移速率不太可能由板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成,故認(rèn)為此極移很可能指示一次晚寒武世的真極移事件,并且也很可能是埃迪卡拉紀(jì)至古生代中期震蕩性真極移中的一期極移事件。該事件與全球的SPICE碳同位素正漂移以及伴隨的三葉蟲絕滅事件在時(shí)間上基本吻合,暗示晚寒武世期間的全球氣候-生物變化與晚寒武世真極移事件很可能存在著內(nèi)在關(guān)聯(lián)。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)在江山發(fā)現(xiàn)的晚寒武世真極移的真實(shí)性,又對(duì)湘西桃源瓦爾崗剖面的寒武紀(jì)地層開(kāi)展了詳細(xì)的古地磁研究。該剖面是寒武系第十階的候選層型剖面,可與江山的碓邊剖面進(jìn)行對(duì)比,因此可以非常有效地檢驗(yàn)晚寒武世真極移的真實(shí)性。而且,該剖面的沉積速率比江山碓邊剖面的沉積速率要高很多,因此該剖面具有揭示真極移發(fā)生過(guò)程的潛力。取樣層位整體上屬于上寒武統(tǒng),主體巖性為灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r�？梢詮臉悠分蟹蛛x出三個(gè)天然剩磁組分。其中,低溫和中溫剩磁組分未通過(guò)褶皺檢驗(yàn),高溫剩磁組分通過(guò)了褶皺檢驗(yàn)。然而,高溫剩磁組分對(duì)應(yīng)的古地磁極與華南中三疊世的古地磁極基本一致,表明高溫剩磁組分很可能代表中三疊世的重磁化。巖石磁學(xué)和掃描電鏡的結(jié)果顯示,高溫剩磁組分的載磁礦物為似球狀磁鐵礦集合體,而且磁鐵礦是由黃鐵礦轉(zhuǎn)化而來(lái)。這些結(jié)果表明高溫剩磁組分是化學(xué)剩磁,而且掃描電鏡的結(jié)果揭示了高溫剩磁組分的形成很可能是由外來(lái)流體造成的。綜合分析華南的三疊紀(jì)重磁化數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)華南三疊紀(jì)的重磁化具有從華南東部往西部逐漸變年輕的趨勢(shì),這可能與華南和華北在早中生代的“剪刀式”碰撞過(guò)程相關(guān),即在碰撞造山過(guò)程中,源于造山帶前緣的流體逐步引起了華南廣泛的早中生代重磁化。雖然瓦爾崗剖面遭受了重磁化的影響而未能有效檢驗(yàn)晚寒武世真極移的真實(shí)性,但新的古地磁結(jié)果為理解華南早中生代重磁化和地質(zhì)過(guò)程的關(guān)系提供了重要參考。
【圖文】：

圖１－４：邋Ｍｉｋｈｄｌ邋ｄ．逡逑２０ｌ：）0逡逑

移將質(zhì)量正異常部分遷移到赤道。（ｂ）上升流驅(qū)動(dòng)超大陸裂解。（ｃ）超大陸裂解的碎片運(yùn)動(dòng)逡逑到下降流匯集處。（ｄ）邋—個(gè)新的超大陸形成，并伴隨有快速的真極移，真極移的歐拉極是繼逡逑承前一個(gè)超大陸的中心而來(lái)。最終，地幔對(duì)流結(jié)構(gòu)發(fā)生重組，在新的超大陸底下形成新的上逡逑升流，并開(kāi)始新的循環(huán)。（據(jù)邋ｍ邐丨．0逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｒｕｅ邋ｐｏｌａｒ邋ｗａｎｄｅｒ邋ａｎｄ邋Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ邋ｃｙｃｌｅ，邋（ａ）邋Ｔｈｅ邋ｕｐｗｅｌｌｉｎｇ邋ｆｏｒｍｓ邋ｕｎｄｅｒ邋ｔｈｅ逡逑ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｔｒｕｅ邋ｐｏｌａｒ邋ｗａｎｄｅｒ邋ｄｒｉｖｅｓ邋ｔｈｅ邋ｅｘｃｅｓｓ邋ｍａｓｓ邋ｐａｒｔ，邋ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ，邋ｔｏｗａｒｄ逡逑ｔｈｅ邋ｅｑｕａｔｏｒ，邋（ｈ）邋Ｔｈｅ邋ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ邋ｂｅｇｉｎｓ邋ｔｏ邋ｆｒａｇｍｅｎｔ邋ｄｕｅ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ｕｐ＼ｖｅｌｌｉｎ｝？．邋（ｃ）邋Ｆｒａｇｍｅｎｔｓ邋ｏｆ逡逑ｔｈｅ邋ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ邋ａｒｅ邋ｄｒｉｖｅｎ邋ｔｏｗａｒｄｓ邋ｔｌｉｅ邋ｇｉｒｄｌｅ邋ｏｆ邋（ｈｅ邋ｄｏｗｎ邋ｗｅｌｌｉｎｇ，邋（ｃｌ）邋Ａ邋ｎｅｗ邋ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ逡逑ａｓｓｅｍｂｌｅｓ，邋ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄ邋ｂｙ邋ｒａｐｉｄ邋ＴＰＶＶ邋ａｂｏｕｔ邋ｔｈｅ邋ｐｒｅｃｅｄｉｎｇ邋ｕｐｖｖｃｌｌｉｎｇ邋ａｘｉｓ邋（Ｉｍｉｎ）．邋Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ，逡逑ｎｅｗ邋ｕｐｗｅｌｌｉｎｇｓ邋ｆｏｒｍ邋ｕｎｄｅｒ邋ｔｈｅ邋ｎｅｗ邋ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔ邋ａｎｄ邋ｉｔｓ邋ａｎｔｉｐｏｄａｌ邋ｐｌａｃｅ邋ａｎｄ邋ａ邋ｎｅｗ邋ｃｙｃｌｅ逡逑ｓｔａｒｔｓ．邋（Ａｆｔｅｒ邋；ｍｓ．逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P534.41;P318.44

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本文編號(hào)：2635485