上扬子石炭—二叠纪海相碳酸盐的锶 同位素演化与全球海平面变化

地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数，全球海平面变化是其最主要的控制因素，上扬子地区石炭—二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性。锶同位素演化曲线说明:1）早石炭世是一个海水逐渐加深的全球海平面上升时期，锶同位素最小值所显示的最大海泛面的年龄为342 Ma，位于杜内阶和韦宪阶的界线上；2）晚石炭世是一个全球海平面下降时期；3）整个二叠纪都是全球海平面上升时期，晚二叠世的海平面上升不仅幅度大，而且海水在短时间内迅速加深；4）晚二叠世具有古生代海相碳酸盐的锶同位素最小值，显示晚二叠世末的全球淹没事件，最大海泛面的年龄为250 Ma，正好在二叠/ 三叠纪界线附近；5）二叠/ 三叠纪之交的全球生物绝灭事件可能与二叠世末的全球淹没事件有关。     

中新生代海水锶同位素演化和古海洋事件

中新生代是地质历史中海水锶同位素组成变化最大的时期。晚白垩世以来海水N(87 Sr)/N(86Sr)值的持续上升与全球海平面的持续下降有关。喜马拉雅造山运动造成了40 Ma以来N(87 Sr)/N(86 Sr)值上升速度的显著加快;侏罗纪—早白垩世海水锶同位素的变化在很大程度上受泛大陆的解体控制,该地质事件使侏罗纪—早白垩世海水锶同位素总体上呈降低趋势;二叠/三叠纪界线的生物绝灭事件及界线后三叠纪初期的生态萧条控制了晚二叠世—早三叠世海水的锶同位素组成,早三叠世在全球海平面上升的背景下反而出现了锶同位素比值的急剧上升,单位时间的上升幅度居显生宙之首。与二叠/三叠纪界线生物绝灭有关的全球大陆植被的缺乏和风化速率加快是其主要控制因素;发生于中生代的海相红层事件记录了海水锶同位素比值的上升,显示风化作用的加剧可能诱发海相红层;但晚白垩世的大洋红层对应着全球海平面下降,其成因还与在全球变冷的背景下,温度较低且富氧的大洋表层水以及从两极向赤道方向运动的低温富氧海水与大洋深层水交换并造成大洋底层水富氧和沉积物的氧化有关。中生代的三次大洋缺氧事件均发生在锶同位素下降的时间间隔中,这与洋中脊洋壳生产和有关热液活动的增加有关,洋壳生产的增加导致了CO2 排气作用的增强和全球变暖,最     

二叠纪末期的全球淹没事件

本文根据华南层序地层学分析，着重研究了晚二叠世的淹没事件。研究表明，晚二叠世海平面变化曲线不同于Ｃ．Ａ．Ｒｏｓｓ和Ｊ．Ｒ．Ｒｏｓｓ（１９８７）的海平面变化曲线。根据华南地区和世界其它地区的古生物分析和层序地层分析，晚二叠世海平面变化结论如下：（１）二叠纪末期，全球发生海泛淹没事件，海平面急剧上升，而不是下降；（２）晚二叠世晚期的海进开始于吴家坪末期，至长兴期末期（二叠纪末期）达到高峰时期。     

西藏岗巴晚白垩世—古近纪早期锶同位素地层

在地质历史时期中,海相碳酸盐的锶同位素组成具有全球基本一致的演化规律,并且海水锶同位素组成受锶的来源控制,其比值与海平面的变化有内在的联系。西藏岗巴地区晚白垩世—古近纪早期地层发育良好,笔者对宗山、宗浦两个剖面中未经蚀变的26个海相碳酸盐样品进行锶同位素测试,根据得出的数据绘制演化曲线与全球锶同位素曲线有较好的可对比性。曲线的负偏极值与地层界线较为一致,宗山剖面曲线的负向峰值（0.707612）与上/下白垩统界线相对应,宗浦剖面中,锶同位素曲线的负偏值（0.707761）与古新统/始新统界线相对应,晚白垩世—古近纪锶同位素演化曲线也与海平面变化相一致。另外,还讨论了岗巴地区锶同位素变化的原因。     

显生宙海相碳酸盐高δ~(13)C时期的古海洋学

海相碳酸盐的碳同位素组成记录了地球发展与演化过程中的若干重大事件,作为古生代—中新生代转折时期的石炭纪—三叠纪初具有非常高的δ~(13)C值,以此作为主线,综合研究了相应时间段的氧、锶同位素组成与变化、碳酸盐沉积盆地面积与变化,以此探讨海相碳酸盐碳同位素组成与海平面变化、有机碳库和碳酸盐碳库碳存量的变化、大气和海洋系统中CO_2含量的变化,以及地球生态系统的长周期变化之间的联系。研究表明:1显生宙的碳同位素演化趋势中,δ~(13)C值大于3‰的时间基本上都集中在石炭纪—三叠纪初,但三叠纪初表现为δ~(13)C值的高频率大幅度波动,石炭纪—二叠纪则表现为长时间持续稳定的高δ~(13)C值,显示该时间段有机碳库存量的大幅度增加,相应时间段较高的δ18O值显示有机碳高速埋藏时间间隔中地球系统经历了长时间的变冷和冰室气候条件,说明有机碳高速埋藏、气候变冷、大气p CO_2的降低和p O2升高之间存在有机的联系;2δ~(13)C高值时间间隔中大气CO_2被绿色植物过度消耗,海水被迫不断向大气输送CO_2以达到平衡,但全球气候变冷导致海水数量减少和水柱压力降低又使得海水对CO_2的溶解能力降低以及海相碳酸盐碳库碳存量的减少,从泥盆纪、石炭纪到二叠纪,碳酸盐沉积速度显著降低,全球碳酸盐沉积盆地面积显著减小,到中、晚二叠世,一些碳酸盐沉积被硅质沉积取代,甚至包括一些浅水台地,这可能会导致一些钙质无脊椎动物数量的减少,这也说明二叠纪广泛的硅质沉积是一种全球事件;3显生宙碳酸盐锶同位素演化趋势表明,晚二叠世海水87Sr/86Sr急剧降低,并在二叠纪—三叠纪界线附近达到极小值,显示晚古生代结束时幔源锶的迅速加入,并伴随深部CO_2对大气和海洋系统的补充,但与该过程有关的广泛的火山活动和地球表面温度的升高进一步加速了二叠纪末的生物群体绝灭;4全球气候变冷及相应的大陆冰盖体积的增加,北非与劳伦大陆的拼合是石炭纪—二叠纪全球海平面降低的主要原因,但该时间间隔有机碳库存量大幅度增加所消耗的水可能也是海平面降低的重要原因之一,降低幅度可能达到数十米的范围;5二叠纪末全球生物群体绝灭是地球系统调整的一种必然,晚古生代有机碳长时间高速埋藏,全球海水数量减少,海水对CO_2溶解量降低,钙质无脊椎动物难以生存,最终在古生代结束前通过广泛的岩浆事件从深部向海洋和大气中补充CO_2以调整地球系统碳库存量的不平衡,但短时间的热事件和地球表面温度的升高加剧了生物的群体绝灭与更替。     

三叠纪全球海水的锶同位素组成及主要控制因素

三叠纪是地球环境的重大变革时期,海水锶同位素组成的研究也较为困难。三叠纪海水的87S r/86S r值或是在短时间内剧烈变化(如早三叠世),或是在较长时间内保持稳定(如中三叠世—晚三叠世早期);已公布的全球海水锶同位素曲线也具有显著的不一致性。早三叠世约10 M a时间中海水87S r/86S r值在海平面上升的背景下反而急剧增加,其控制因素与二叠/三叠纪生物绝灭事件之后的生态空白、尤其是全球古陆缺乏植被的保护和相应的侵蚀作用加剧有关;早三叠世末全球生态环境的逐步恢复(尤其是大陆植被的复苏)以及该时间间隔中的火山作用是全球海平面上升背景下早三叠世末—中三叠世早期海水87S r/86S r值的下降的主要控制因素;中三叠世—晚三叠世早期海水87S r/86S r值的长时间稳定主要与全球海平面持续上升的背景下,大范围分布的陆表海对放射性成因锶的保护作用有关;古特提斯洋的关闭、西米里亚大陆与欧亚大陆的碰撞造山、以及全球海平面的显著下降造成了晚三叠世中期以后再次出现的海水87S r/86S r值增加。     

广西钦州石炭-二叠纪深海硅质岩的锶同位素组成及其地质意义

报道了广西钦州海槽早石炭世-早二叠世深水硅质岩的锶同位素测定结果和经年代校正后的87Sr/86Sr初始值,建立了锶同位素演化曲线;通过与同时代上扬子地区台地相碳酸盐岩87Sr/86Sr比值和演化曲线的对比,研究了二者的异同和造成差异的原因。深水硅质岩和同期台地相碳酸盐岩的锶同位素演化曲线在总体特征上具有一定的相似性,反映海平面变化对其影响的一致性。玄武岩喷发等局部事件和硅质岩中无法回避的陆源碎屑的影响是造成87Sr/86Sr比值和演化曲线差异的主要原因。硅质岩锶同位素演化曲线显示,海平面上升发生于早石炭世,在晚石炭世早期达到最大值,晚石炭世晚期,海平面有所下降,在其后的早二叠世,海平面再次上升。     

西藏岗巴晚白垩世锶同位素曲线的地层学意义及问题讨论

地质历史时期古海洋中的锶同位素组成具有全球基本一致的演化规律 ,并主要受全球性海平面变化影响。根据从西藏岗巴宗山上白垩统剖面中 6 3个海相碳酸盐样品获得的锶同位素测试数据建立了锶同位素演化曲线 ,与北美同时代锶同位素曲线进行了对比 ,证明晚白垩世有一次全球性海平面升降事件 ,在宗山剖面宗山组近底部的年龄值为 89.4 Ma,并讨论了西藏岗巴宗山地区晚白垩世地层划分对比中的一些问题。     

上扬子二叠系—三叠系初海相碳酸盐岩的碳同位素组成与生物绝灭事件

本文报道了贵州罗甸沫阳、四川广元上寺和重庆中梁山二叠系及二叠一三叠系界线附近海相碳酸盐岩的碳同位素测定结果。注意到早二叠世及晚二叠世吴家坪期的δ＾１３Ｃ具有极大的正值，反映了这段地质历史时期生物过渡繁盛和有机碳的调整埋藏。晚二叠世长兴期的δ＾１３Ｃ值急剧降低，并在三叠纪初步达到极小值，反映了二叠一三叠系界线附近生物的迅速衰亡和集体绝灭。界线附近生物的集体绝灭事件除与二叠纪末的火山作用，环境与气候变     

唐古拉地区拉卜查日组牙形石的发现、锶同位素组成及地层学意义

首次在唐古拉地区晚二叠世—早三叠世拉卜查日组中获得牙形石化石,其分子为Hindeodus typicalis、H.eurypyge和H.praeparvus。根据其地层意义并结合层序地层学及海平面变化研究,最终将研究区二叠系与三叠系界线的可能位置定在实测剖面的29层顶、30层底。基于此,作者系统测试了拉卜查日组中的碳酸盐岩87Sr/86Sr比值,结果表明,二叠系/三叠系界线附近87Sr/86Sr比值为0.707017~0.707032,显著小于国内外其他地区二叠系/三叠系界线附近87Sr/86Sr比值。造成这种差异的主要原因,可能是由于唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近存在广泛的火山活动以及上扬子地区二叠纪广泛的玄武岩喷发等地方性事件。此外,剖面上锶同位素演化曲线与海平面变化曲线对比显示,87Sr/86Sr比值的最小值与初始海泛面基本一致,锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性,说明全球海平面变化是其最主要的控制因素。     

Carbon and Strontium Isotopes of Late Palaeozoic Marine Carbonates in the Upper Yangtze Platform,Southwest China

238 marine carbonate samples were collected from seven sedimentary sections ofthe entire late Palaeozoic (Permian, Carboniferous and Devonian) in the Upper Yangtze Plat-form, southwest China. Based on the absence of cathodoluminescence and very low Mn (gener-ally<50 ppm) contents of the samples, it is thought that they contain information on the orig-inal sea water geochemistry. The results of isotopic analyses of these samples are presented interms of δ~(13)C and ~(87)Sr/~(86)Sr ratios versus geological time. The strontium data, consistent withother similar data based on samples from North America, Europe, Africa and other areas inAsia, support the notion of a global consistency in strontium isotope composition of marinecarbonates. The strontium data exhibit three intervals of relatively low ~(87)Sr/~(86)Sr ratios in thelate Middle Devonian to early Late Devonian, Early Carboniferous and Early Permian, corre-sponding to global eustatic high sea level stands. The lowest ~(87)Sr/~(86)Sr ratio recorded in theLate Permian was probably caused by substantial basalt eruptions in the Upper Yangtze Plat-form at the time. Three corresponding periods of relatively high δ~(13)C values at roughly the samethe intervals were caused by a relatively high rate of accumulation of organic carbon duringsea level rises at these times. The deposition of coal was probably responsible for the increaseof sea water δ~(13)C at other times. The δ~(13)C values drop dramatically near theDevonian/Carboniferous, Carboniferous/Permian and Permian/Triassic boundaries, con-sistent with other similar data, which further support the notion that geological time boundariesare associated with mass extinction and subsequent rejuvenation.     

中国南方二叠纪古海洋锶同位素演化

本文以贵州罗甸沫阳二叠系剖面为研究对象，通过对海相碳酸盐岩的锶同位素组成变化的研究，探讨了中国南方二叠纪古海洋锶同位素组成特点、演化及其地质意义。     

四川盆地东部地区早中三叠世蒸发岩的锶同位素特征及其地质意义

锶同位素已经成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球地质事件研究与对比的有效工具之一。本文以四川盆地东部地区早中三叠世蒸发岩的野外剖面和钻孔岩心为主要研究对象,测试了碳酸盐岩、硫酸盐岩和石盐岩的锶同位素组成,并建立了相应的锶同位素演化曲线。研究结果显示,碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.707 895,硬石膏岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.708 174,石盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.708 177,同时碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值从早三叠世的0.707 413快速增加到中三叠世早期的0.708 515,而后呈现下降趋势。从总体上看,这些⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值与全球早中三叠世同期的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值数据接近,说明四川盆地东部地区早中三叠世钾盐的物质来源大部分为海水,并沉积于海相沉积环境,同时由于火山...     

Permian and Triassic Sequence Stratigraphy and Sea Level Changes of Eastern Yangtze Platform

ＹａｎｇｔｚｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａｗａｓａｐｌａｔｆｏｒｍｉｎｔｈｅＰａｌｅｏ－ＴｅｔｈｙｓＯｃｅａｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅＰｅｒｍｉａｎａｎｄＴｒｉａｓｓｉｃ．ＴｈｅＭｉｄｄｌｅＴｒｉａｓｓｉｃＩｎｄｏｓｉｎｉａｎｍｏｖｅｍｅｎｔｗ...     

The Paleoceanography during the Time with High δ13C of Phanerozoic marine carbonates

Carbon isotopic composition of marine carbonates is a record for various important geological events in the process of earth development and evolution. The carbonates of Carboniferous, Permian and Triassic, as the transition from Paleozoic to Mesozoic-Cenozoic have very high ¹³C value. Taking this as the main point, and combined with the oxygen, strontium isotopic composition in carbonates, distribution of carbonate basin area through geologic time, the correlation of carbon isotopic composition of marine carbonates to sea level change, organic carbon burial flux, exchange of CO₂ content in atmosphere and ocean, and long cycle evolution of the earth ecosystems were approached. The results are shown as follows: ①The interval of ¹³C >3‰ during Phanerozoic was concentrated in Carboniferous, Permian and the beginning of Triassic, but the beginning of Triassic was characterized by higher frequency and larger fluctuations in ¹³C value during a short time, whereas the Carboniferous-Permian presented a continuously stable high ¹³C value, indicating a larger amount of organic carbon accumulation in this time interval. Relatively high ¹⁸O values during this time was also observed, showing a long time of glaciations and cold climate, which suggest a connection among rapid organic carbon burial, cold climate, as well as pCO₂ and pO₂ states of atmosphere. ②The over consumption of atmosphere CO₂ by green plants during the time with high ¹³C of seawater forced CO₂ being transferred from ocean to atmosphere for the balance, but the decrease in the seawater amount and water column pressure caused by the global cooling could weaken dissolution capacity of CO₂ in seawater and carbon storage of marine carbonates, and also reduce the carbonate sedimentary rate and decrease the carbonate basin area globally from Devonian to Carboniferous and Permian. During the middle-late Permian carbonate was widely replaced by siliceous sediments even though in shallow carbonate platform, which resulted in the decrease of marine invertebrates, suggesting the Permian chert event should be global. ③The Phanerozoic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr trend of seawater showed a sharp fall in Permian and drop to a minimum at the end of the Permian, indicting input of strontium from the submarine hydrothermal systems (mantle flux). Such process should accompany with a supplement of CO₂ from deep earth to atmosphere and ocean system, but the process associated with widespread volcanism and rises of earth’s surface temperature pricked up the mass extinction during the time of end Permian. ④Cold climate and increase of continental icecap volume, the amalgamation of northern Africa and Laurentia continentals were the main reasons responsible for the sea level drop, but the water consumption result from the significantly increased accumulation of organic carbon should also be one of the reasons for the sea level drop on the order of tens of meters. ⑤The mass extinction at the end Permian was an inevitable event in the process of earth system adjustment. It was difficult for marine invertebrates to survive because of the continuously rapid burial of organic carbon, and of the decrease of sea water amount and its dissolution ability to CO₂. At last, at the end of Paleozoic, the supplement of CO₂ to atmosphere and ocean by widely magma activities resulted in a high temperature of earth surface and intensified mass extinction.     

川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩成因——来自岩石结构与Sr同位素和Sr含量的证据

研究了川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层的岩石结构Sr的含量和Sr同位素组成,讨论了它的成因,飞仙关组优质储层为成岩期埋藏交代白云化作用的产物,来自岩石结构和Sr同位素和Sr含量的证据包括如下几个方面:(1)与准同生白云岩比较,埋藏白云岩的岩石结构和Sr同位素和Sr含量地球化学特征与前者有显著差别;(2)飞仙关组所有各类碳酸盐岩(或矿物)具有早三叠世海水Sr同位素组成特征,~(87)Sr/~(86)Sr比值变化范围为0.706588～0.708187,覆盖了全球早三叠世海水Sr同位素的变化范围(0.7076～0.7078),平均值0.707656与全球早三叠世平均值(0.707743)基本一致;(3)埋藏白云岩~(87)Sr/86Sr比值变化范围为0.707122～0.707419,平均值0.707421,都略低于全球早三叠世海水Sr同位素变化范围和平均值,但与已报道的川东北早三叠世飞仙关期海水Sr同位素变化范围(0.707330～0.707383)和平均值(0.707350)都非常接近,说明白云石化流体具有强烈的川东北地区早三叠世飞仙关期海水Sr同位素组成特征;(4)综合岩石结构、Sr同位素和Sr含量地球化学特征,证明飞仙关组白云岩储层为成岩期埋藏交代作用产物,白云石化流体来自地层中高Sr和高盐度的海源地层水.