【摘要】：埃迪卡拉紀至寒武紀是地質歷史中的一段重要變革期,這段時期見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,同時也見證了地球氣候和生態(tài)系統(tǒng)的巨大變化。對這些變化的一種可能的解釋就是寒武紀真極移假說。然而,寒武紀的真極移假說尚存在很大爭議。導致爭議的原因主要在于全球埃迪卡拉紀至寒武紀的古地磁數(shù)據(jù)數(shù)量較少、質量較低且年代約束較差,而反對者認為寒武紀真極移假說的真實性取決于古地磁數(shù)據(jù)的選取。檢驗真極移假說需要從盡可能多的大陸獲得高質量并具有很好年代約束的古地磁數(shù)據(jù)。華南寒武紀地層的研究程度高,并且一些寒武紀的“金釘子”和候選層型剖面就位于華南,因此華南寒武紀的生物地層可為地層提供了精細的年代約束�；诖�,本文對浙西江山碓邊剖面的寒武紀地層開展了詳細的古地磁研究來檢驗寒武紀的真極移假說,并嘗試更好地約束真極移的發(fā)生時間。另外,也對湘西桃源瓦爾崗剖面的晚寒武世地層開展了詳細的古地磁研究來檢驗從江山識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)的寒武紀地層,主要巖性為碳酸鹽巖。前人對該剖面系統(tǒng)性的生物地層研究已經(jīng)確立了精細的年代框架,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天然剩磁組分,其中低溫和中溫剩磁組分未通過褶皺檢驗,而高溫剩磁組分通過了褶皺檢驗和倒轉檢驗。巖石磁學結果說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或不久之后獲得的原生剩磁。進一步分析發(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。因為如此快的極移速率不太可能由板塊構造運動造成,故認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在關聯(lián)。為了進一步檢驗在江山發(fā)現(xiàn)的晚寒武世真極移的真實性,又對湘西桃源瓦爾崗剖面的寒武紀地層開展了詳細的古地磁研究。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行對比,因此可以非常有效地檢驗晚寒武世真極移的真實性。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和泥質灰?guī)r�？梢詮臉悠分蟹蛛x出三個天然剩磁組分。其中,低溫和中溫剩磁組分未通過褶皺檢驗,高溫剩磁組分通過了褶皺檢驗。然而,高溫剩磁組分對應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。巖石磁學和掃描電鏡的結果顯示,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化而來。這些結果表明高溫剩磁組分是化學剩磁,而且掃描電鏡的結果揭示了高溫剩磁組分的形成很可能是由外來流體造成的。綜合分析華南的三疊紀重磁化數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)華南三疊紀的重磁化具有從華南東部往西部逐漸變年輕的趨勢,這可能與華南和華北在早中生代的“剪刀式”碰撞過程相關,即在碰撞造山過程中,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晚寒武世真極移的真實性,但新的古地磁結果為理解華南早中生代重磁化和地質過程的關系提供了重要參考。
【圖文】：

圖１－４：邋Ｍｉｋｈｄｌ邋ｄ．逡逑２０ｌ：）0逡逑

移將質量正異常部分遷移到赤道。（ｂ）上升流驅動超大陸裂解。（ｃ）超大陸裂解的碎片運動逡逑到下降流匯集處。（ｄ）邋—個新的超大陸形成，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超大陸的中心而來。最終，地幔對流結構發(fā)生重組，在新的超大陸底下形成新的上逡逑升流，并開始新的循環(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
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P534.41;P318.44

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本文編號：2635485