【摘要】：晚三疊世早期的卡尼期中期(-230 Ma)見證了一次地球氣候-海洋-生物系統(tǒng)的全球性中斷事件,其被稱為“三疊紀(jì)最特殊的氣候變化事件”,并且由于不同地域該事件的表現(xiàn)各異,被賦予了多個(gè)名稱,包括北歐地區(qū)的‘'Carnian Pluvial Event"、德國(guó)盆地的"Camian Wet Intermezzo"、奧地利阿爾卑斯山脈的‘'Reingraben turnover"以及意大利白云巖序列的"RaiblEvent”,本文將其統(tǒng)一稱為“中卡尼事件”。該事件最初發(fā)現(xiàn)于德國(guó)-阿爾卑斯山地區(qū),在德國(guó)盆地主要表現(xiàn)為干旱的Keuper組被河流相到鹽水相砂巖沉積打斷：而在阿爾卑斯山地區(qū)的表現(xiàn)為早卡尼期進(jìn)積珊瑚礁沉積的終止,并伴有碳同位素的負(fù)偏。德國(guó)盆地的"Carnian Wet Intermezzo"的河流相砂巖層通過葉肢介和大孢子群落,對(duì)比到海相地層中Austrotrachyceras austriacum菊石帶的上部,即Julian亞階的上部；其結(jié)束時(shí)間則與Julian和Tuvalian亞階界線對(duì)應(yīng)。前人推測(cè),中卡尼事件的驅(qū)動(dòng)因素可能與發(fā)生在～230 Ma的Wrangellia大火山巖省的大規(guī)�；鹕奖l(fā)有關(guān)系,但是由于晚三疊世生物帶年齡模式以及Wrangellia火山省地層年代的不確定性,該事件的發(fā)生原因還存在著很大爭(zhēng)議。目前,晚三疊世仍缺乏高精度的時(shí)間標(biāo)尺。實(shí)際上,卡尼期的持續(xù)時(shí)間從8.5 myr至16 myr不等,這取決于選擇"long-Tuvalian"還是"short-Tuvalian"兩種不同的年代模型或者其他因素。北美東部的Newark盆地的湖相旋回性沉積序列,記錄了偏心率和歲差天文周期驅(qū)動(dòng)的季風(fēng)降雨的季節(jié)性強(qiáng)度變化,通過磁性地層和旋回地層的綜合研究,建立了20多百萬(wàn)年的連續(xù)的天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺。然而,Newark磁極性標(biāo)尺與建立在晚三疊世菊石帶(或牙形石帶)海相野外露頭的磁性地層之間的對(duì)比還存在著多解性。這種多解性的對(duì)比是因?yàn)檫@些野外露頭的磁性地層缺少旋回地層的約束,而Newark陸相沉積序列缺少與海相地層可對(duì)比的生物化石。晚三疊世高分辨率年代標(biāo)尺以及天文校準(zhǔn)的生物-磁性地層的綜合地質(zhì)年代標(biāo)尺的缺失,阻礙了我們估算中卡尼事件在不同盆地發(fā)生及其發(fā)展的持續(xù)時(shí)間,也使得我們很難檢驗(yàn)該事件在全球范圍內(nèi)的同時(shí)性和可能的觸發(fā)因素。三疊紀(jì)期間,華南板塊東接超大太平洋(Panthalassa),西部和南部分別為古特提斯海和中特提斯海。該時(shí)期華南板塊逐漸向北漂移,到晚三疊世位于大約北緯30°。中三疊之后,華南板塊與以北的華北板塊以及西部和南部的印支板塊和Siamo板塊發(fā)生碰撞并連接。華南的揚(yáng)子臺(tái)地被認(rèn)為是地球上最大的淺水沉積地區(qū)之一,其覆蓋了現(xiàn)今的貴州省以及部分鄰近省份,包括四川省、廣西省、云南省和湖南省。揚(yáng)子臺(tái)地的淺水碳酸鹽沉積從晚元古代一直持續(xù)到中三疊紀(jì)。而在晚三疊世的卡尼期,揚(yáng)子臺(tái)地以及很多其他的三疊紀(jì)碳酸鹽臺(tái)地沉積突然終止；但是與意大利白云巖沉積地區(qū)和阿爾卑斯山地區(qū)的表現(xiàn)有所不同,揚(yáng)子臺(tái)地的碳酸鹽沉積自此再未恢復(fù),其上覆Norian階沉積主要表現(xiàn)為辮狀河流相并伴有多次海侵形成海濱沼澤。前揚(yáng)子臺(tái)地邊緣的厚層沉積序列記錄了卡尼期富碳酸鹽相(竹桿坡組等相應(yīng)巖層)到富碎屑相(小凹組等相應(yīng)巖層)的轉(zhuǎn)變,標(biāo)志著碳酸鹽臺(tái)地消亡的最后階段。本研究選取了揚(yáng)子臺(tái)地南緣的貴州省兩個(gè)代表性剖面(瓦窯剖面和賴石科剖面)以及西緣四川省的一個(gè)典型剖面(漢旺剖面)進(jìn)行古地磁樣品采集。除此之外,還獲取了前人研究過的另一個(gè)瓦窯剖面的詳細(xì)的磁性地層資料；并全部測(cè)試了自然伽馬曲線進(jìn)行天文旋回分析,旨在利用天文旋回理論和磁性地層學(xué)建立研究地區(qū)的天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺。具體的目標(biāo)可分為三個(gè)方面：(1)建立一個(gè)綜合磁性地層學(xué)、生物地層學(xué)和旋回地層學(xué)的綜合年代標(biāo)尺,以驗(yàn)證揚(yáng)子臺(tái)地淺水碳酸鹽的消亡在其南緣(貴州省)與西北緣(四川省)是否同時(shí)發(fā)生；(2)與歐洲富含化石的基于多個(gè)海相野外露頭剖面的磁性地層對(duì)比,探討以大量碎屑巖相取代之前的碳酸鹽相沉積的揚(yáng)子臺(tái)地消亡是否發(fā)生于Julian末期,從而驗(yàn)證該區(qū)域事件是否與‘'Carnian Wet Intermezzo"或"Carnian Pluvial Event"具有同期性：(3)根據(jù)本文中建立的天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺,計(jì)算華南地區(qū)中卡尼期主要極性帶的持續(xù)時(shí)間,討論其與Newark磁極性年代標(biāo)尺是否存在可對(duì)比性,從而為整個(gè)晚三疊世的年代標(biāo)尺提供可能的參考標(biāo)準(zhǔn)。貴州的三個(gè)剖面的旋回分析結(jié)果,存在著穩(wěn)定的～34m、9m和1.8 m的沉積旋回,三者的比例(約為20：5：1)與米蘭科維奇旋回中的長(zhǎng)偏心率周期(405kyr)、短偏心率周期(100kyr)以及歲差周期(20 kyr)具有非常好的一致性。同時(shí),各研究剖面的磁性地層與相應(yīng)的旋回性及自然伽馬的變化特征相一致,從而獲得華南地區(qū)天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺,并計(jì)算出瓦窯綜合剖面的持續(xù)時(shí)間為～2.4myr；其主要特征表現(xiàn)為長(zhǎng)約1.3 myr的反極性帶。這一長(zhǎng)反極性帶很可能對(duì)應(yīng)到上Julian亞階中以反極性為主的極性帶,其覆蓋了菊石帶Trachyceras aonoides的上半部分至Austrotrachyceras austriacum的下半部分。這一磁性地層的對(duì)比暗示了揚(yáng)子臺(tái)地的消亡與歐洲被稱為"Carnian Wet Intermezzo "或"Carnian Pluvial Event"以及意大利白云巖序列暫時(shí)中斷的中卡尼事件很有可能具有同期性：同時(shí),本研究中建立的天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺支持晚三疊世的"Short-Tuvalian(即Long-Norian)"的年代模式,這種選擇指示了北美東部的Newark組天文校準(zhǔn)的磁極性帶的底界要晚于Julian亞階的底。這一初步研究結(jié)果還有待于進(jìn)一步的深入研究,因此本人計(jì)劃在博士期間繼續(xù)該課題的研究,研究區(qū)域?qū)U(kuò)展到華南地區(qū)(如貴州省和四川省)的其他剖面。并且,除了以建立高精度的卡尼期時(shí)間標(biāo)尺為目標(biāo)之外,我們還會(huì)將華南地區(qū)天文校準(zhǔn)的磁極性年代標(biāo)尺與全球其他地區(qū)如歐洲和北美進(jìn)行對(duì)比,以期揭示這一被推測(cè)為由火山劇烈活動(dòng)引起的溫室階段在全球范圍的具體表現(xiàn),以及不同沉積序列對(duì)該事件的響應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P539.3

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本文編號(hào)：2782155