羌塘中生代盆地大洋缺氧事件及全球对比

位于藏北高原的羌塘盆地保存了我国最大面积的侏罗纪海相盆地,记录了较为完整的中生代海相序列。在羌塘中生代（T3—K1）盆地演化过程中,发生了多次水体缺氧事件,这些缺氧事件是全球大洋缺氧事件在羌塘盆地的反映。本文对这些缺氧事件的最新研究成果进行了介绍。羌塘盆地海相T—J界线剖面的碳同位素表现为两次明显的负偏异常,对应于全球T—J典型界线剖面碳同位素的“初始负偏移”和“主要负偏移”,T—J之交水体由氧化环境变为缺氧环境。在盆地演化早期,在毕洛错地区识别出早侏罗世托儿期碳同位素负偏异常,可与全球早侏罗世托尔期大洋缺氧事件的碳同位素负偏进行精确地对比,揭示了早侏罗世托儿期全球缺氧事件在羌塘盆地的普遍性。在盆地演化晚期,海水逐渐从北羌塘拗陷西北部退出盆地,广泛沉积了一套黑色页岩、油页岩、泥岩及泥灰岩的岩石组合,碳同位素特征可与南特提斯、北特提斯及西北特提斯对应时期的碳同位素相对比,是早白垩世巴雷姆期全球大洋缺氧事件在羌塘盆地的反映。     

白垩纪大洋缺氧事件:研究进展与未来展望

白垩纪古海洋中分别在.Aptian-Albian、Cenomanian-Turonian和Coniacian-Santonian期间发生多次大洋缺氧事件(Oceanic Anoxic Events,OAEs),分别被称为OAE1、OAE2和OAE3,而OAE1又可以划分为OAE1a,1b,1c和1d四次,其中OAE1a和OAE2达到全球规模.白垩纪大洋缺氧事件一般对应海相碳酸盐岩的碳同位素正偏、海洋生物的快速更替和富有机质黑色页岩的大规模分布,指示了大范围的古环境、古气候变化.虽然历次大洋缺氧事件在成因上具有一定的差异,但是一般认为其与白垩纪时期海底大规模火成岩省的活动有关.大规模火成岩省活动将带来大气-海洋系统中CO2的上升,地表风化和水循环的加速,从而造成海洋中营养元素的过剩输入,引发海洋生产力的升高,诱发海洋中缺氧条件的发生.大洋缺氧条件下,由于碳-氧-硫-磷等元素之间的耦合循环关系,在大洋缺氧和海洋生产力之间形成快速的正反馈关系,有可能是白垩纪大洋缺氧事件得以达到全球规模的促进因素(如OAE1a和OAE2).不同时期的大洋缺氧事件对白垩纪大气-海洋系统的发展具有不同的意义:OAE1a标志着白垩纪中期极端温室气候的开始,OAE2前后是温室气候的高潮时期,而OAE3的发生则伴随白垩纪温室气候的减弱.由于历次大洋缺氧事件产生的大规模有机碳的埋藏,对大气-海洋系统产生了深刻的影响,其主要作用是导致大气海洋系统中CO2下降、O2上升,以及伴随而来的全球变冷和海洋氧化能力的增强.虽已历经30多年的研究,白垩纪大洋缺氧事件的前因和后果还未完全阐明,后续研究中将继续对重点的缺氧事件如OAE1(a,b,c,d)、OAE2和OAE3,开展多学科的研究,获取缺氧事件发生期间的古大气CO2浓度、海水温度、营养状况、生物种类及其海平面变化等方面的信息.大洋缺氧事件的陆相响应方面的研究也已经陆续开展,我国科学家可望在这方面有所作为.     

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     

高分辨率碳氧同位素应用及西藏岗巴地区白垩纪中期Cenomanian-Turonian期碳同位素偏移

介绍了高分辨率碳氧同位素的应用成果;指出半远洋、远洋碳酸盐全岩高分辨率碳同位素高值正偏可作为甄别大洋缺氧事件的指示剂和分析古气候变化的指针,碳同位素偏移型式可为长期海平面变化和短期海平面波动提供参照对比的依据。西藏南部岗巴地区的高分辨率偏移曲线显示,碳同位素Cenomanian Tu ronian界线时期的正偏幅度达2.90‰,Turonian期长期持续负偏,并在M. sigali带中、下部呈现两个负偏凹陷区。这表明,该区白垩纪中期Cenomanian Turonian期存在可以在特提斯甚至全球类比的碳同位素变化趋势,表现为Cenomanian Turonian界线时期的缺氧事件、Turonian期的长期海平面下降趋势和Turonian晚期短暂气候变冷的响应。     

陆地沉积物对大洋缺氧事件的响应：六盘山群黑色页岩地球化学特征及其意义

通过对六盘山群中上部湖相沉积中一层黑色页岩年代（113.45~112.98 Ma）及其下部泥灰岩的元素地球化学特征研究发现,黑色页岩形成于干热而相对湿润气候背景下的缺氧还原环境中,与典型缺氧事件黑色页岩的地球化学特征基本一致,说明该黑色页岩记录了六盘山地区对全球白垩纪大洋缺氧事件OAE1b (约113～111 Ma)的响应,可能指示该期大洋缺氧事件是一次全球性的气候变化事件。     

藏南措美残余大火成岩省的西延及意义

在西藏南东部和澳大利亚南西部新识别出的早白垩世Comei-Bunbury大火成岩省的范围还未能得到很好约束。为探讨这一问题,本文报道了西藏南东部浪卡子-洛扎以西、江孜、康马地区广泛分布的近东西向基性岩墙和少量玄武岩的岩石学和地球化学数据。这些以辉绿岩、辉长岩为主的镁铁质岩石属于碱性-亚碱性玄武岩系列,在地球化学上主要包括高Ti的洋岛玄武岩型和低Ti的大洋中脊玄武岩型,两者的εNd(t)值分别为(+0.9～+2.0)和(+4.6～+5.8)。这两种类型岩石的地球化学特征均与措美残余大火成岩省内的对应类型可比,暗示它们与措美残余大火成岩省一样,均形成于由地幔柱作用于大陆岩石圈引起的伸展背景,代表该残余大火成岩省的西延。本文研究结果使得现今保留在特提斯喜马拉雅带上的Comei-Bunbury大火成岩省的残余面积接近50000km2。该大火成岩省的大规模岩浆活动可能是引发研究区甚至全球早白垩世大洋缺氧事件的一个重要因素。     

白垩纪缺氧事件期间分子有机碳同位素偏移的二种不同机制

对我国业已发现的白垩纪大洋缺氧事件进行了对比研究.结果显示,我国河北滦平盆地高等植物叶腊碳同位素正偏,是weissert缺氧事件的陆地响应,weissert缺氧事件可能是全球性缺氧事件,而不是区域性的缺氧事件.叶腊烷烃单分子碳同位素正偏有两种不同的机制:早白垩世分子碳同位素正偏主要反映的是大气CO2水平增加;晚白垩世分子碳同位素正偏主要反映的是陆地植物类型的变化.     

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。     

“白垩纪重大地质事件与地球系统”国际学术研讨会将于2006年9月3—5日在中国北京举行

白垩纪被认为是地史时期地球系统研究的典型范例时期，曾发生若干重大地质事件，如大型火成岩省、超静磁期、大洋缺氧、大洋红层、海洋与陆地生物演替等事件。开展白垩纪全球变化研究，能为当今世界面临的全球变暖等问题提供有益借鉴，因而得到国际学术界的高度重视。     

白垩纪中期异常地质事件与全球变化

白垩纪中期(125~90 Ma)是地质历史中一个极端温室时期,集中出现一系列异常事件。异常事件是地球系统内各圈层相互耦合的产物,事件相互之间不是孤立的,单个事件引起的全球变化对其他事件起着明显的正/负反馈机制作用。文中基于对白垩纪中期异常事件的深入解剖和分析,包括大规模海底火山事件、大洋缺氧事件、生物异常更替与绝灭、白垩纪超静磁带、大洋红层出现等,在探讨白垩纪中期各个事件特征基础上,重点阐述异常事件所引起的全球变化及其对海洋、气候的影响;提出异常事件之间的相互关联与反馈机制。研究发现,大规模海底火山作用是引起白垩纪中期异常海洋和气候的最根本原因,直接促进大洋缺氧事件、生物绝灭与更替、沉积记录的转变等事件的发生。     

藏南定日地区白垩纪中期地球化学异常对海平面上升的响应

西藏南部定日地区在白垩纪中期为一套浅灰色-深灰色的陆源碎屑岩（钙质页岩）及碳酸盐岩（泥灰岩及微晶灰岩）的混积型沉积物，其中的地球化学特征变化反映了古海洋发生的重大变革。δ¹³ C的同位素曲线变化具有明显的低-高-低旋回变化，δ¹³ C正偏与有机碳大量埋藏、海平面上升及缺氧事件密切相关。铀、钍、钾的含量变化及Th/U比值的变化特征表明由海平面上升所形成的全球大洋缺氧的重要时期，由于有机物质及粘土矿物的增多，它们的含量均比标准平均值偏高。而⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr比值在该时期偏低，这也与当时的构造背景及海平面发生重大变化相一致。     

西藏特提斯喜马拉雅海相白垩纪—古近纪生物地层与重大地质事件研究进展

地质历史时期曾发过许多对生命的演化进程造成过重大影响与制约的全球性地质事件,白垩纪—古近纪就是一个重大地质事件频发的时期。随着冈瓦纳大陆在中生代时期的解体,全球海陆格局发生了根本的变化,地球的表层和岩石圈层均发生了重大的改变,由此引发了构造运动空前活跃,发生过诸如大洋缺氧事件(OAE)、大洋富氧事件(CORBs)、白垩纪/古近纪(K/Pg)生物大灭绝事件、古新世—始新世极热(PETM)事件、印度-亚洲板块碰撞、新特提斯洋的演化及最终消亡等一系列的全球性重大地质事件。对这些重大地质事件的研究,有助于加深我们对古海洋、古地理、古环境的认识。尝试追踪和捕捉这些重大地质事件,恢复和重建古地理,其基础是建立精确的年代地层格架。西藏南部保存了中国最为完整的海相白垩纪—古近纪沉积,完整地记录了上述的全球性重大地质事件,通过对札达、岗巴、定日、亚东、江孜、萨嘎和吉隆等地区高分辨率浮游和底栖有孔虫、介形虫、钙质超微化石和放射虫生物地层学研究,可直接约束全球性重大地质事件发生的时间,并为重建新特提斯洋古海洋环境和古地理提供证据。此外,在重大地质环境突变期间生物的演化过程,也可为探明极端环境变化发生时期气候-环境-生物之间的协同演化关系提供证据。本文系统总结了课题组为主的近年来对藏南白垩纪—古近纪海相地层中微体古生物学的研究成果及重要进展,并对未来研究提出展望。     

藏北双湖-安多地区侏罗纪菊石新资料及地层述评

近期采集的菊石鉴定表明藏北安多地区布曲组、“夏里组”和“索瓦组”的时代为中巴通期至中卡洛维期。特别要指出的是 ,从藏北地区沉积演化和古生物地理区系的角度来看 ,该地不具备存在晚侏罗世提塘期“斯匹提页岩动物群”的地质背景 ,所以藏北地区近年来多次报道的晚侏罗世提塘期的“斯匹提页岩菊石动物群”值得怀疑 ,有关化石的鉴定是不可靠的 ;还应该指出的是 ,雁石坪地区侏罗纪岩石单位也不适宜在安多地区运用。双湖地区菊石层序指明该地富含油页岩的缺氧性沉积 ,即“海螂蛤页岩相”的时代为早侏罗世晚普林斯巴赫至早图阿尔期 ,它们是早侏罗世晚期全球性缺氧事件在东特提斯北缘的响应。     

长江源各拉丹冬地区上三叠统巴贡组沉积特征及菊石生物群

上三叠统巴贡组分布于长江源各拉丹冬地区南北两侧 ,南部靠近羌塘盆地中央隆起带 ,沉积环境为三角洲至浅海相 ,陆源物资供应丰富 ,以砂岩沉积为主 ,地层厚度大。北部雀莫错一带沉积环境为陆棚相 ,陆源物资供应相对较少 ,以泥质岩、灰岩沉积为主 ,生物丰富 ,沉积古地理格局显示出南浅北深的特点。在雀莫错一带采集了大量的菊石化石 ,建立 N odotibetitescf.nodosus- Paratibetitescf.wheeleri组合 ,生物组合所反映的地质时代为诺利早—中期 ,与藏南珠穆朗玛峰地区、藏北唐古拉山地区及青海玉树地区同期地层中的菊石生物群可以很好对比。     

黑色页岩与大洋缺氧事件的Re-Os同位素示踪与定年研究

地质历史中发育多次大规模的大洋缺氧事件并伴随有巨量的黑色页岩沉积, 对这些大洋缺氧事件发生时限及成因机制的研究已成为当前国际古海洋学研究的一个前沿领域。开展对大洋缺氧事件的研究,有助于了解古海洋演化、地球系统变化和地球其他圈层对生物圈的影响,以及金属成矿、油气形成及生烃环境。因此近年来人们从古海洋、古气候、古地理、古生物、大地构造和地质地球化学等学科,积极开展对大洋缺氧事件的研究。对大洋缺氧事件进行准确定年则是研究工作开展的首要任务之一;而如果用于定年的同位素体系能同时提供相关的环境变迁信息,则更加有利于我们对缺氧事件成因机制的认识。Re Os同位素作为近年来发展起来的一种新的同位素技术方法,恰好适用于对富有机质沉积岩和黑色页岩的定年,可以获得精确的地层沉积年龄,同时利用这些海洋沉积物的Os同位素比值还可获得古海水的Os同位素组成及随时间的演化规律。在中国华南地区新元古代—早古生代发育有多幕次的大洋缺氧事件和黑色页岩的巨厚沉积和广泛分布,利用Re Os同位素研究,不但可以精确厘定这些事件发生的时限,而且可以有效示踪当时的古海洋环境。     

白垩纪中期地球磁场与全球地质现象(英文)

白垩纪超静磁带(CNS)是指白垩纪中期约40 Ma内(Aptian Santonian, 121~83 Ma)地球磁场没有出现倒转的异常现象。这一现象引起地球学界的极大关注,原因在于它与白垩纪中期(124~90 Ma)其他一系列事件在时间上非常吻合,包括洋底扩张速率的快速增加和洋底高原、海山链、大型火成岩省等生产速率的快速增加。过去20多年许多研究强调所有这些现象与下地幔对流的联系。近期研究的一个重要的进展在于把地球磁场的变化(反转频率和古强度)与许多重要的地质和地球物理过程结合起来,如周期性地幔对流、地幔柱活动、全球热流、真极移、大型火成岩省的产生和生物群集绝灭。文中回顾了白垩纪地球磁场研究以及与白垩纪中期所发生的全球性的地质事件之间的可能存在的关联,并讨论在这一重要研究领域内未来研究的发展方向。     

大洋钻探与世界油气资源

全球地质学的进展，包括层序地层学以及沉积盆地数值模拟，极大地推动了油气勘探理论和实践，全球事件的研究揭示了世界油气资源的生成和分布的控制机理。     

The sedimentary expression of oceanic anoxic event 1b in the North Atlantic

The Aptian/Albian oceanic anoxic event 1b contains the record of several perturbations in the global carbon cycle and multiple black shale levels, particularly in the Western Tethys. The local lithological expression of an oceanic anoxic event depends on palaeogeographical and depositional setting as well as on regional palaeoclimate. Marine sediments at a particular location may therefore be more or less organic‐rich (or not at all) and they may consist of different lithologies. In most studies, however, much of the lithological variability associated with oceanic anoxic events is left unaccounted for and, thus, the exact processes leading to the enrichment of organic matter in these marine sediments and their subsequent preservation in the geological record are unknown. This study focuses on the local sedimentary processes behind the deposition of organic‐rich sediments at Deep Sea Drilling Project Site 545 and Ocean Drilling Program Sites 1049 and 1276 in the North Atlantic during oceanic anoxic event 1b. Although specifically dealing with the sediments deposited during this particular event at these localities, it is expected that the same processes were responsible for determining the exact sedimentary products at localities in similar settings, as well as during other similar events in the Mesozoic. Here, it is shown that the deposition of organic‐rich sediments during oceanic anoxic event 1b was a consequence of the enhanced productivity favoured by upwelling and by riverine nutrient input, or aeolian fertilization of the euphotic zone depending on geographical location. Slope instability processes resulted in the transfer of part of these organic‐rich sediments from the shelf to deep sea depocentres as mud‐laden organic‐rich turbidites, especially in the northern North Atlantic. The so‐called ‘black shales’ are much more varied than their name implies. The end product of sedimentation during an oceanic anoxic event at a particular location is commonly the result of several equifinal processes acting on a local scale rather than the direct result of basinal or even global mechanisms.     

中国西部新生代岩石圈汇聚和东部岩石圈离散的耦合关系与古环境格局演变的探讨

本文从印度大陆与亚洲大陆新生代碰撞前缘的多阶段构造变形与隆升过程,对比了我国南海北部大陆边缘盆地,东部渤海湾盆地的构造-沉积-岩浆事件,它们在时间上具准同时性,表现在两大陆碰撞构造变形和抬升的高峰时期正好与盆地伸展、拉张,快速构造沉降时期相对应;当构造转入相对稳定(松弛)阶段,表现为高原剥蚀夷平,岩浆活动频繁,盆地构造沉降速率减缓阶段.青藏高原多阶段构造-岩浆事件还与我国季风形成和发展以及全球新生代3次变冷事件具某种对应联系,认为深部地幔脉动上涌的热力效应可能是诱发高原季风,行星西风增强,高纬度降温的驱动力之一.它和高原地形增高引发大气热机效率增大起着互补作用,使青藏高原成为诱发我国大气环流变化的启动区.     

华南玻璃陨石的原生层位及其事件地层学意义

华南大玻璃陨石分布于广西、广东和海南。根据广东西部和海南岛实测的两类含玻璃陨石的地层剖面——第四系北海组与湛江组界线附近的连续剖面和与湛江组顶部剥蚀面相当的原始台地剖面。玻璃陨石从产状来看可分为埋藏的原生撒落型、暴露的原生撒落型和次生搬运型等几类,赋存的原生层位是北海组中-下部的组内剥蚀面,而不是北海组与湛江组的界面;发现了玻璃陨石及其层位附近的某些元素异常以及早更新世晚期-中更新世早期存在的环境事件与灾变,指出将华南玻璃陨石事件与华北黄土和南海深海盆沉积中的微玻璃陨石进行准确地层对比的必要性,并从玻璃陨石的研究中引入事件地层学及其与全球变化关联研究的新思路。谨以此文深切悼念我国第四纪地质及第四纪冰川地质的优秀科学家吴锡浩先生。