【摘要】：作為元古宙與顯生宙的過(guò)渡時(shí)期,新元古代見(jiàn)證了地球在這一時(shí)期內(nèi)發(fā)生的一系列深刻變革,包括“雪球地球(Snowball Earth)”極端氣候事件和Rodinia超大陸至Gondwana大陸旋回演化。但是,對(duì)于這兩者的認(rèn)識(shí)仍然存在需要進(jìn)一步解決的科學(xué)問(wèn)題,包括,1)由于缺乏來(lái)自“雪球地球”冰后期帽白云巖(海侵體系)的可靠同位素(如Sr)地球化學(xué)信息,很難表征從極寒至溫暖氣候過(guò)渡時(shí)期的古海洋環(huán)境特征;2)如何解決Rodinia超大陸核心位置Australia和Laurentia之間的連接問(wèn)題?同時(shí),作為Rodinia超大陸一個(gè)重要組成部分的塔里木克拉通(或板塊),在這一時(shí)期超大陸中的古地理位置仍然存在著很大爭(zhēng)議。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文對(duì)塔里木西北緣阿克蘇-烏什地區(qū)出露良好且含有未變形的冰期沉積巖的新元古代地層開(kāi)展了系統(tǒng)的野外地質(zhì)、穩(wěn)定同位素(C-O、Sr和Mg)地球化學(xué)和古地磁研究。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)地層進(jìn)行詳細(xì)的的野外地質(zhì)調(diào)查工作,以及對(duì)重點(diǎn)剖面的實(shí)測(cè),首次發(fā)現(xiàn)了本區(qū)保存的Cryogenian紀(jì)冰磧礫巖和整合覆蓋其上的“帽碳酸鹽巖(Cap carbonate)”,簡(jiǎn)稱(chēng) DCC(Diamictite-Cap Carbonate)組合�！懊碧妓猁}巖”的發(fā)現(xiàn),修正了以往認(rèn)為的該區(qū)Cryogenian紀(jì)冰期之后沉積完全缺失的認(rèn)識(shí)。綜合區(qū)域地層學(xué)、沉積學(xué)特征、古生物標(biāo)志和已知的U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù),建立和完善了本區(qū)前寒武紀(jì)地層框架,提出DCC組合對(duì)應(yīng)于～640 Ma的“Marinoan”冰期及冰后期帽碳酸鹽巖。為了獲得“Marinoan”冰期之后的古氣候/古海洋環(huán)境信息,對(duì)DCC組合中帽白云巖進(jìn)行了 C同位素測(cè)試,還利用最新建立的“逐步淋濾(Step-leaching)”法對(duì)其進(jìn)行了 Sr和Mg同位素分析。該方法能夠有效剔除后期蝕變對(duì)碳酸鹽巖同位素的影響,提取帽白云巖形成時(shí)的原生信息。另外,為了與DCC白云巖進(jìn)行對(duì)比,也用此方法測(cè)得了塔里木東緣庫(kù)魯克塔格地區(qū)的Marinoan期帽白云巖(即扎摩克提組)的Sr同位素。DCC組合中帽白云巖的C同位素(δ13C)值均展現(xiàn)為負(fù)值,介于-2.2和-2.5‰之間,與典型的Marinoan冰期帽白云巖C同位素值相似。87Sr/86Sr和δ26Mg值可以分為兩大類(lèi):白云巖下段樣品的87Sr/86Sr和δ26Mg平均值分別為0.7079 ±0.0007(1σ)和-1.46 ± 0.01‰(1σ);白云巖上段的87Sr/86Sr和δ26Mg平均值則分別為0.70687 ± 0.0003(1σ)和-1.60 ± 0.06‰(1σ)。帽白云巖下段和上段不同的Sr和Mg同位素特征分別代表冰后期海洋的冰融水柱(plume)和海水翻轉(zhuǎn)兩個(gè)階段。扎摩克提組白云巖樣品的87Sr/86Sr值基本與DCC組合帽白云巖下段的值接近,表明二者可能形成于同一個(gè)冰融水柱環(huán)境。而塔里木板塊Marinoan期帽白云巖與澳大利亞-蒙古同期帽白云巖的Sr和Mg同位素值差異表明,它們可能形成于不同的海水環(huán)境。對(duì)研究區(qū)內(nèi)6個(gè)剖面的新元古代地層包括Cryogenian巧恩布拉克組冰磧巖層段和Ediacaran早期蘇蓋特布拉克組開(kāi)展了詳細(xì)的古地磁和巖石磁學(xué)研究。巧恩布拉克組冰磧礫巖層段特征剩磁(ChRMs)對(duì)應(yīng)的古地磁極為:λ = 6.3°S,φ =17.5°E,A95=9.1°,古緯度為16.3 ±5.6°;而Ediacaran早期蘇蓋特布拉克組(即蘇蓋特布拉克組下段)帽白云巖和紅色砂巖特征剩磁對(duì)應(yīng)的古地磁極為:λ=21.1°S,φ=87.4°E,A95=7.0°,古緯度為27.4±5.6°。根據(jù)野外穩(wěn)定性檢驗(yàn)和巖石磁學(xué)實(shí)驗(yàn),這兩個(gè)古地磁極均能代表巖石沉積時(shí)的古磁場(chǎng)方向。綜合區(qū)域地層學(xué)和最新相關(guān)鋯石U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù),將其年齡分別限定在～730Ma和～630Ma�；谝陨蟽蓚�(gè)古地磁極的古地理重建表明,塔里木板塊于Cryogenian時(shí)期在近乎一致的古緯度地區(qū)經(jīng)歷了大幅度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且這一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間與Rodinia超大陸裂解時(shí)間一致。結(jié)合最新報(bào)道的地質(zhì)證據(jù),塔里木板塊有可能和華南一起或者單獨(dú)位于澳大利亞-東南極洲(Australia-East Antarctica)和勞倫(Laurentia)之間,構(gòu)成了 Rodinia超大陸新的“缺失的連接(Missing-link)”模型。與此同時(shí),塔里木北緣新元古代時(shí)期與俯沖相關(guān)的巖漿活動(dòng)表明,Rodinia超大陸裂解在動(dòng)力學(xué)上可能與其北緣的俯沖回撤有關(guān)。這一模型與侏羅紀(jì)早期Gondwana大陸南部的裂解模式非常相似,暗示超大陸裂解的動(dòng)力學(xué)機(jī)制可能比單純的超級(jí)地幔柱模式更為復(fù)雜。另外,本文直接來(lái)自新元古代冰磧礫巖層或之上帽碳酸鹽巖的古地磁數(shù)據(jù)表明冰磧巖形成于中、低古緯度地區(qū),為新元古代“雪球地球(Snowball Earth)”假說(shuō)提供新的支持證據(jù)。
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P534.3;P467
【圖文】：

２０１１ｂ；邋Ｓｈｕ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１１；邋Ｇｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１２ａ，２０１４ｂ；邋Ｈｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１２；邋Ｍａ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１２ａ；逡逑Ｚｈａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１２ａ；邋Ｚｈａｏ邋ａｎｄ邋Ｇｕｏ，邋２０１２；邋Ｚｈａｏ邋ａｎｄ邋Ｃａｗｏｏｄ，２０１２）。阿克蘇－烏什地逡逑區(qū)位于塔里木西北緣（圖２－ｌａ），其北部以中亞古生代天山造山帶為界（Ｗｉｎｄｌｅｙ逡逑ｅｔａｌ．，邋１９９０；邋Ｗａｎｇ，２００６）。區(qū)內(nèi)前寒武紀(jì)地層由阿克蘇群變質(zhì)基底和上覆未變質(zhì)逡逑＜ｂ）邋Ｗｕｓｈｉ邋？＇邐０邐２０ｋｍ邐＼＼邋Ａｋｓｕ？逡逑ｌ邋一邋＾逡逑［＼逡逑Ｗｕｓｈｉ邋ｓｅｃｔｉｏｎ］邐＾逡逑ｆｊ，＇ｎｔ邋？邐＼邐１邋：邋１邋＜－邋＇ｉｙ邋＆邋Ｖｉｌｌａｇｅ邋Ｉ邋］邋（邋ｈ．ｇｃｈｒａｋＦｍ逡逑Ｘ－邐／邐’邐［＾Ｊｓｃｃｕｏｎ邐｜｜邋ＳｕｇｃｃｂｒａｋＫｍ逡逑Ｎ邋＾邋ｖ邋，ｒ邋ＳＣＣ邐Ａ＇邐［＾＼Ｔ１邋Ｍａｆｉｃｄｖｋ＜邋ｆＨ＂＂＂Ｉ邋Ｎａｎｈｕａ邋Ｓ＼ｓｌｃｍ逡逑，邋＿邐０Ｆ．Ｕ，，邋？逡逑圖２－１邋（ａ）中國(guó)主要克拉通及研宄區(qū)位置示意圖（據(jù)Ｚｈａｏ邋ｅｔａｌ．，邋２００２）；邋（ｂ）阿克蘇－烏逡逑什地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)高振家等，１９８５；邋Ｔｕｒｎｅｒ，邋２０１０），箭頭指向本文研宄剖面逡逑Ｆｉｇ．邋２．１．邋（ａ）邋Ｔｈｅ邋ｍａｊｏｒ邋Ｐｒｅｃａｍｂｒｉａｎ邋ｃｒａｔｏｎｓ邋ｏｆ邋Ｃｈｉｎａ

零星出露的雜礫巖和上部紅色頁(yè)巖組成。整個(gè)地層單元與下伏阿克蘇群變質(zhì)基底逡逑是角度不整合接觸關(guān)系，與上覆地層蘇蓋特布拉克組地層為平行不整合接觸（圖逡逑２－２ａ），頂部接觸帶可見(jiàn)蘇蓋特布拉克組底礫巖（圖２－２ｂ）。此地層單元并沒(méi)有沿逡逑其走向（ＮＥ向）連續(xù)出露，其厚度從３－４ｍ厚逐漸減薄至更年輕地層蘇蓋特布逡逑拉克組直接角度不整合覆蓋在阿克蘇群變質(zhì)基底之上（圖２－２ａ）。且在更遠(yuǎn)的北逡逑２２逡逑

ｌｏｗｅｒ邋ｓｕｂｕｎｉｔ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｌｏｗ－ａｎｇｌｅ邋ｃｒｏｓｓ－ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｕｐｐｅｒ邋ｓｕｂｕｎｉｔ邋ｏｆ’邋ｔｈｅ邋ｐｉｎｋ逡逑ｄｏｌｏｓｔｏｎｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＤＣＣ邋ｃｏｕｐｌｅｔ．逡逑整個(gè)下伏地層，包括沉積地層和侵入巖墻均被一個(gè)以剝蝕面（圖２－３ｂ）為代逡逑表的不整合面所截，不整合面之上就是ＤＣＣ組合。這一新識(shí)別ＤＣＣ組合包含逡逑下部桃紅色或紅色冰磧雜礫巖層和上覆桃紅－玫瑰紅顏色的白云巖巖層。下部冰逡逑磧礫巖層在橫向上沿似“穹窿”狀構(gòu)造邊緣出露并不十分連續(xù)，厚度都不超過(guò)逡逑ｌｍ。礫巖層包含從棱角至次圓狀、灰綠色頁(yè)巖和砂巖礫石，礫石直徑大小不一逡逑（３－５０ｃｍ）。其中很多礫石巖根據(jù)其顏色和巖性判斷

本文編號(hào)：2807048