塔里木盆地西南缘叶城地区新元古代冰期事件

新元古代冰期事件记录了“雪球地球”事件重要的地质信息。塔里木盆地周缘新元古代冰碛岩地层露头发育,是研究新元古代冰期事件的理想基地。由于发育多套新元古代火山岩,盆地东北缘库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩地层时代已获得较多年代学数据约束;但盆地周缘其他地区新元古代冰碛岩地层公开报道年代学数据较少,不能准确限定其沉积时代,导致冰期事件对比存在争论。为此,本文选择塔里木盆地研究程度较低的西南缘叶城地区新元古代冰碛岩地层,开展岩石学、同位素年代学、岩石地球化学等研究,明确其冰期沉积特征,约束其沉积时代,开展冰期事件对比,讨论古气候风化条件等。南华系波龙组和雨塘组冰碛岩地层具有较低的化学蚀变指数(CIA),分别代表新元古代2次寒冷的冰川气候记录。冰川沉积及其相邻层位的碎屑锆石U-Pb年代学数据显示,波龙冰期的起始年龄晚于(710±13) Ma,与全球Sturtian冰期对应;雨塘冰期的起始年龄不会早于(656±18) Ma,其结束年龄可被南华系顶界年龄635 Ma或上覆震旦系库尔卡克组碎屑锆石年龄(634±9) Ma限定,与全球Marinoan冰期对应。     

鄂西走马地区大塘坡组顶部泥岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄及其地质意义

地球在新元古代经历了Rodinia超大陆的聚合和解体,并发生了Sturtian和Marinoan两期全球规模的冰川事件。华南地区南华系古城组和南沱组冰碛岩分别对应Sturtian冰期和Marinoan冰期沉积记录,大塘坡组属于其间冰期沉积。对鄂西走马地区大塘坡组顶部泥岩中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年,锆石具有高Th/U比值(0.47～1.69),并显示明显的振荡环带,为岩浆成因;62颗锆石的62个数据点分析,获得的60个谐和年龄分布在651～2435Ma,主要峰值为～794Ma。最年轻单颗锆石U-Pb年龄651±7.7Ma,结合前人研究认为华南地区Marinoan冰期启动时间应晚于651Ma;碎屑锆石为亲扬子型,可能来自鄂中古陆和扬子北缘;分布最集中的751～851Ma年龄段内～850Ma峰值记录了扬子地台与华夏褶皱带碰撞拼合事件,而～820Ma、～800Ma、～760Ma等峰值则揭示了与Rodinia超大陆解体有关的幕式岩浆活动。     

湖南湘潭湘锰组黄铁矿Fe同位素初步研究

<正>新元古代晚期,出现了两次全球性冰期事件,被称为"雪球地球"事件(Hoffman and Schrag,2002)。两次冰期的间冰期海水性质对深刻认识地球早期生物演化具有十分重要的意义。扬子地区广泛发育的南华系包括了从Sturtian冰期到Marinoan冰期的连续沉积,是全球最完整的间冰期地层,系     

塔里木地块新元古代冰期事件研究进展

新元古代冰碛岩地层记录了“雪球地球”极端气候事件重要的地质信息。塔里木地块东北缘库鲁克塔格地区、西北缘阿克苏地区和西南缘叶城地区新元古代冰碛岩地层露头发育,是研究新元古代冰期事件的理想基地。文章基于塔里木地块周缘新元古界详实的野外地质调查工作,综合了地层学、同位素年代学、岩石地球化学等研究,聚焦冰碛岩地层沉积时代这一核心问题,建立新元古代冰期格架。冰期事件对比显示,贝义西冰期(库鲁克塔格地区)相当于Kaigas冰期(国际),阿勒通沟冰期(库鲁克塔格地区)、巧恩布拉克冰期(阿克苏地区)、波龙冰期(叶城地区)相当于Sturtian冰期(国际),特瑞爱肯冰期(库鲁克塔格地区)、尤尔美那克冰期(阿克苏地区)、雨塘冰期(叶城地区)相当于Marinoan冰期(国际),汉格尔乔克冰期(库鲁克塔格地区)相当于Gaskiers冰期(国际)。同时基于冰期事件对比关系,建议根据国际地层委员会的最新划分方案将塔里木地块南华系底界调整为与全球性Sturtian冰期沉积底界相当的层位。通过探讨新元古代冰期事件与古老烃源岩发育的耦合关系,分析了新元古界优质烃源岩的发育潜力,指出塔里木地块新元古界具备良好的油气成藏地...     

扬子地区江口冰期地层的划分对比与南华系层型剖面

我国南方扬子板块是国际上新元古代冰期地层最具代表性的地区之一,冰期记录出露广泛,研究程度较高,为国内外学者所关注。当前,国际上普遍认为新元古代主要有两次全球性大冰期,一般以澳大利亚的Sturtian和Marinoan冰期为代表,扬子地区的南沱冰期和江口冰期与之相对应。但是,围绕扬子地区冰期地层的划分对比一直存在较大争议。关于上冰期的对比,虽然曾出现过不同的意见,但随着南沱组年龄数据的获得看法已趋于一致。目前主要分歧来自对下冰期和间冰期的认识。我国目前通常使用的名称,如“长安冰期”、“富禄间冰期”和“古城冰期”等与国际上的认识有差异,对新建的“南华系”地层划分和对比产生了不同的理解。根据扬子地区地质工作的多年积累和研究的成果,以“江口群”取代原“江口组”,使之成为扬子地区代表下冰期沉积的统一地层单元,江口群涵盖了下冰期的长安组、富禄组及与之相关的地层单元;扬子地区的下冰期相应地称为“江口冰期”,与国际上的Sturtian冰期可以很好地对应,含义更完整。我国南方对应于Sturtian和Marinoan冰期的是江口冰期和南沱冰期。湘黔桂地区的新元古代冰期地层保存最完整连续,其中贵州黎平县的肇兴剖面可考虑作为新元古代冰期地层的候选层型剖面。     

贵州松桃南华系大塘坡组凝灰岩锆石SHRIMPⅡU-Pb年龄

新元古代冰期和冰期发生的确切时代一直是全球前寒武纪地质学家关注的话题之一.本文应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)锆石U-Pb定年方法,测定采自贵州松桃黑水溪锰矿大塘坡组底部凝灰岩锆石U-Pb年龄为667.3±9.9 Ma(MSWD=1.6).这一年龄结果与前不久Zhou等(2004)在"Geology"上报道的贵州松桃寨郎沟剖面大塘坡组下部凝灰质层的锆石U-Pb年龄662.9±4.3 Ma (MSWD=1.24) 完全一致,进一步限定了我国南华系大塘坡组间冰期的下限年龄.综合近年来同位素年代学新资料,认为南华系南沱冰期与新元古代马利诺(Marinoan)冰期相当,时限大致在660～630 Ma之间.南华系的下冰期与斯图特(Sturtian) 冰期相当,时限大致在750～670 Ma之间.     

南华盆地成冰系大塘坡间冰期古海洋 有机碳同位素研究

<正>成冰系发生了至少两次的全球冰川事件,称之为"雪球事件"(Hoffman et al.,1998)。目前国际上公认的两次全球性冰期分别是Sturtian冰期和Marinoan冰期(Condon,2000;Marais,2001)。大约在650Ma到530Ma间,地球表层氧逸度增加,此时大气中的氧气浓度达到约为现代大气氧气浓度的     

皖南新元古代两次冰期事件

新元古代的冰期事件一直是地质界研究的热点之一。包括中国在内 ,世界许多地区新元古代地层中普遍发育有一至两层冰碛岩 ,有的地区甚至可以见到三层冰碛岩 ,在冰碛岩之上往往有碳酸盐岩盖层 ( Cap Carbonate)。通过对皖南休宁新元古代冰碛岩的岩石地层学 ,以及碳、氧稳定同位素化学地层学的研究 ,证实了休宁新元古代地层存在两期冰川的记录 ,并通过与国内外同时代典型地层剖面的对比 ,认为休宁蓝田剖面的两层冰碛岩可能分别相当于 Sturtian冰期和 Marinoan冰期的沉积 ,其时代分别约为 710— 73 0 Ma,5 90— 60 0 Ma     

渝东南新元古界千子门组沉积时代和构造背景——锆石U-Pb年龄及地球化学制约

新元古代全球范围内出现了2次主要的冰期事件,分别是Sturtian冰期和Marinoan冰期。渝东南秀山地区发育与上述2次冰期对应的冰川沉积,分别为南沱组(Marinoan冰期)和千子门组(Sturtian冰期)。笔者通过对千子门组砂岩锆石运用LA-ICP-MS进行定年,测得其206 Pb/238 U年龄为736~2 726Ma,其中28个测点数据非常集中,在736~890Ma,平均值为834Ma。其最小值736 Ma限定了Sturtian冰期千子门组的沉积起始时间,且与湘东南江口冰期起始时间(734±4)Ma在误差范围内几乎一致,二者可以对比。而834 Ma则记录了物源区与四堡—晋宁运动有关的岩浆活动。所有样品ICV值介于0.85~1.74(平均值为1.23),表明黏土矿物较少,受再沉积作用的影响较小。同时其CIA值介于43~69(平均值为57),表明千子门组沉积环境特征为寒冷、干燥,低程度化学风化。利用SiO2-K2O/Na2O和K2O/Na2O-SiO2/Al2O3构造环境判别图解,结合稀土元素配分曲线,判定千子门组很可能形成于活动大陆边缘环境。     

中国南华系的范畴、时限及地层划分北大核心CSCD

南华系是2000年第三届全国地层委员会审议通过,介于震旦（埃迪卡拉）系和青白口系之间的一个系级年代地层单位,地层范围是原震旦系下统含有新元古代冰积杂砾岩的地层。“南华系”名称来源于刘鸿允先生称谓的“南华大冰期”。由于近年来在华南和新疆获得了大量南华系SHRIMP锆石U—Pb年龄资料,结合莲沱组及其相当层位碎屑建造中发现指示寒冷气候的化学地层证据,南华系底界确定为出现新元古代最早冰期寒冷事件杂砾岩或与之相当的碎屑岩建造的下界;同时依据在华南和新疆所获得的南华系同位素年龄和化学地层资料,以及南华系所出现冰期或寒冷事件的地层序列,将南华系自下而上划分为下、中、上三统。下统时限为725～780Ma,中统时限为660～725Ma,上统时限为635～660Ma。南华系的下、中、上三统分别相当全球新元古代Kaigas冰期（≈770～735Ma）,Sturtian冰期（≈715～680Ma）,Marinoan冰期（≈660～635Ma）。依据目前的同位素年龄资料,南华系底界年龄被厘定为780Ma;顶界年龄即震旦系底界年龄为635Ma。     

中国东南部新元古代冰碛岩地层

中国东南部新元古代冰碛岩地层分布于扬子板块的皖南、浙北、浙西和赣东地区,其中皖南休宁、歙县、浙北富阳、浙西建德及开化等地保存有两套冰碛岩和含锰碳酸盐岩地层,自下而上四分,而非以往认为的三分,分别记录了冰期-解冻期-冰期-解冻期四个阶段的沉积,这两个冰期分别为古城冰期和南沱冰期,相当于国外的司图特冰期(Sturtian glaciation)和马林诺冰期(Marinoan glaciation)。浙西江山和赣东广丰等地则只保存了一套冰碛岩和含锰碳酸盐岩地层,记录了冰期-解冻期两个阶段的沉积,地质年代为南沱冰期。由上可见,南沱冰期比古城冰期规模更大,冰碛沉积的范围更广泛,对铁、锰、硅及磷的富集成矿有更加重要的意义。     

Climatic catastrophes in Earth history: two great Proterozoic glacial episodes

Near the beginning and end of the Proterozoic Eon (2.5 Ga–542 Ma) the Earth went through dramatic climatic perturbations. The Palaeoproterozoic (Huronian) glaciations are best known from the Canadian Shield where there is evidence of at least three such episodes. Glacial deposits of comparable age are also known from Fennoscandia, South Africa and Western Australia. In the type area, the Huronian glacial deposits are preserved in an ancient rift system that preceded break‐up of the supercraton, Kenorland, whereas those in the southern hemisphere may have been deposited in a foreland basin setting. Detailed correlations between the two hemispheres must await more geochronological data. Following a long period (~1.5 Ga) with little evidence of glaciation, the climatic upheavals of the Neoproterozoic Era began. The two most widespread glacial events are known as the Sturtian and Marinoan. The Neoproterozoic glaciations also took place on a supercontinent (Rodinia). Some were accompanied by unexpected rock types such as dolomitic cap carbonates and iron formations, both of which show evidence of hydrothermal influence. Major influences on surface temperatures on Earth include solar luminosity (increasing throughout geological history) and the concentration of atmospheric greenhouse gases such as CO₂ (generally diminishing with time). It is suggested that the two great Proterozoic climatic oscillation periods resulted from perturbations of the balance between these two variables, triggered by drawdown of atmospheric CO₂ during intensive weathering of supercontinents. A weathering‐related negative feedback loop resulted in multiple glaciations with intervening warm periods. Climatic stability only returned after the supercontinent broke apart and reduced continental freeboard moderated continental weathering. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

华南扬子陆块成冰纪冰川作用的启动时限及其全球对比*

江口冰期和南沱冰期是华南地区引人注目的2次成冰纪冰川事件,但其确切启动时间及其全球对比关系仍未有定论。为此,对桂北地区成冰系(南华系)长安组底部和南沱组底部冰成杂砾岩开展了碎屑锆石U-Pb年代学研究。长安组碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于958—717 Ma,显著峰值为720、753、805及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为719.6±6.1 Ma,可解释为长安组最大沉积年龄;南沱组碎屑锆石U-Pb 年龄集中分布于987—649 Ma,显著峰值为650、720、753、779、803、823及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为649.3±6.2 Ma,可解释为南沱组最大沉积年龄。结合已发表的相关年龄数据可知,江口冰期很可能启动于ca.715 Ma,与塔里木、阿拉伯—努比亚、劳伦等陆块的Sturtian冰川作用高度同步;南沱冰期的启动应晚于650 Ma,与西伯利亚、澳大利亚、劳伦等陆块的Marinoan冰川作用基本同步。另外,碎屑锆石U-Pb年龄谱与CL图像显示,长安组和南沱组的物质来源主要为下伏新元古界岩浆—沉积记录,揭示出冰川对下伏地层的强烈刨蚀作用和华南新元古代幕式构造岩浆热事件。扬子陆块成冰纪冰川刨蚀作用可能与Rodinia 超大陆“裂离”有关的强烈伸展活动存在联系,并可能持续至Marinoan 冰期结束。     

新元古代晚期盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制

新元古代晚期约635 Ma的地球发育了到达赤道附近的冰川作用，地质记录上表现为代表寒冷气候的冰期沉积杂砾岩，直接被代表温暖环境的碳酸盐岩层（常称盖帽碳酸盐岩）覆盖。由于盖帽碳酸盐岩奇特的岩石学和地球化学特征，引起了对其成因认识的巨大争论，提出了“雪球地球”和“甲烷渗漏”等假说。“雪球地球”假设可以解释一些令人困惑的地学现象，如低纬度和低海拔冰川沉积、盖帽碳酸盐岩、碳酸盐δ13C负漂移和条带状铁矿层等，但许多科学家对此提出了质疑。最近对盖帽碳酸盐岩的δ13C分析结果（最低达-41‰）、盖帽碳酸盐岩发育的类似现代冷泉碳酸盐岩沉积组构等似乎支持“甲烷渗漏”假说。     

华南南华系年代地层学研究进展

华南南华系对应于国际上的成冰系,关于其沉积时限长期存在争议。近十余年来,通过高精度锆石U-Pb定年,已经基本敲定南华系的重要时间节点。长安组底界年龄被限定在ca. 717 Ma,莲沱组顶部沉积时间被限定在ca. 714 Ma。长安冰期中期暂时冰退的时间被限定在ca. 690 Ma,冰期终止时间限定在ca. 659 Ma。小行星撞击地球可能导致了长安冰期中期的暂时冰退,这期间形成的风暴沉积构造和丘状交错层理可以提供最直接的沉积学证据。结合世界其它地区报道的年龄,斯图特（长安）冰期的起止时间限定在了717～659 Ma。马力诺（南沱）冰期的启动时间被大致限定为649 Ma,终止时间被限定在ca. 635 Ma。结合世界其它地区年龄数据,马力诺冰期的启动时间可限定在649～639 Ma。随着后续工作的深入,马力诺冰期的启动时间范围应会被进一步缩小。华南南华系沉积时限的准确厘定对于理解全球成冰纪地质-生物-环境事件具有重要意义。马力诺冰期持续时间约14 Myr,远远小于长安冰期的持续时间（约58 Myr）。冰期末期大规模岩浆作用是导致这两次冰期持续时间不同的直接原因。通过模拟计算发现,扬子北缘...     

塔里木板块上元古界火山岩SHRIMP定年及其对新元古代冰期时代的制约

新疆库鲁克塔格地区贝义西组顶部火山岩锆石的SHRIMP定年结果为732±7Ma,它表明贝义西冰期的上限。考虑该组杂砾岩之下火山岩已有的定年结果,贝义西冰期的时限为740~732Ma。综合上元古界三层火山岩SHRIMP定年结果,可以明确地将库鲁克塔格地区上元古界四个含杂砾岩的组限定在三个时间段内,即740Ma到732Ma的贝义西组,732Ma到615Ma之间的阿勒通沟组和特瑞爱肯组,以及615Ma到542Ma之间的汉格尔乔克组,这些年龄段代表了库鲁克塔格地区新元古代各冰期的时代范围。与冰期有关的同位素年代学资料分析表明,贝义西冰期可与Kaigas冰期对比; 阿勒通沟冰期和特瑞爱肯冰期可能与Sturtian冰期和Elatina冰期对比; 而汉格尔乔克冰期和Gaskiers冰期可以对比。     

Models on Snowball Earth and Cambrian explosion: A synopsis

During the late Proterozoic from 1000 to 542 Ma, the Earth is thought to have been frozen at least during two times: in the Sturtian (715–680 Ma) and in the Marinoan (680–635 Ma) global glaciations. Following the Marinoan Snowball Earth, large multi-cellular animals of the Ediacara fauna flourished as a prelude to the Phanerozoic world. Here we summarize the most popular models on the cause and cessation of Snowball Earth. Episodic decrease of greenhouse gas occurs through the effect of erosion and weathering promoted by either mountain building or by an increase in the coastlines during the break-up of supercontinents. Effects on the globe caused by true polar wander, eruption of voluminous flood basalts, or dramatic reduction in planetary obliquity can also lead to ice ages and mass extinction. A radically revised concept based on Earth's magnetic intensity has also been proposed, which explains the true polar wander through a quasi-polar dynamo model. The ‘switch-on’ and ‘switch-off’ of the Earth's strong dynamo can lead to the onset and disappearance of the Snowball Earth. The galactic model infers that gamma ray burst associated with starburst creates huge amounts of clouds which would cut off sun rays and freeze the Earth.The Snowball Earth event is considered to have exerted a significant control on the subsequent revolutionary changes in the evolution of life forms. Although according to the biological clock, extensive re-organisation of genome is thought to have been completed by around 900 Ma, the evolution of modern life in Cambrian occurred only after the geochemical bridge was in place with elevated oxygen and nutrient levels in lakes that developed within continental rifts where the hydrothermal system in the granitic basement created the chemical environment enriched in Ca²⁺, Fe²⁺, V, Mo, HCO₃, phosphate and other elements required for building the skeleton and bone of the first modern animals. With cosmic radiation exerting a significant control on the mutation, the Neoproterozoic Earth history illustrates the possible link from Galaxy to the genome level.