沉积记录与白垩纪地球表层系统变化

地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互耦合和变化组成的复杂巨系统。白垩纪是地球表层系统研究的典范,在地球表层各圈层发生了众多重大地质事件。晚白垩世巨大的地幔热异常引起海底扩张速度变快,导致大量海底高原和海山的形成;同时,冈瓦纳大陆裂解,南北大西洋贯通,新的大洋水道形成,可能造成大洋环流格局的大变化。洋壳体积的增加可能使白垩纪海平面比现在高出200~300 m,大规模海侵也在晚白垩世中期达到最大范围。在这个过程中,火山作用释放出来的营养物质和火山气体的反馈作用造成的大量陆地营养物质的流入共同促使大洋水体富营养化和普遍缺氧,造成“大洋缺氧事件”。CO2浓度的升高（为现今的4~10倍）是火山排气作用的直接结果,其“温室效应”也被认为可能是促成白垩纪大气和海水高温的重要原因（高于现在10 ℃）。大洋红层（CORB）是最新提出并被广泛接受的白垩纪重要地质事件,被定义为一套分布在从外陆棚到CCD面之下深水盆地的,在富氧、低生产力和贫营养条件下较低速沉积形成的品红-红色-棕色的细粒远洋沉积物。这些发生于地球表层各圈层的重大地质事件以能量循环的方式（具体表现为C、S、P、H、O等元素循环）相互耦合和变化共同支撑着地球表层系统的运转。但是科学界对这些重大地质事件的成因机制及其所引起的全球变化性质还没有形成一致意见,原因之一就是缺乏对陆相沉积记录的研究。陆相白垩系的广泛发育和“松辽盆地白垩系科学钻探”工程的顺利实施共同构成了中国在白垩纪地球表层系统研究上的地域和材料优势,结合中国在白垩纪地球表层系统重大地质事件研究中已经形成的学术优势,从地球系统科学的角度出发,通过多学科交叉研究将是解决以上问题的关键。     

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.     

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。     

白垩纪世界与大洋红层

白垩纪代表着地质历史中的一种极端的温室气候,已被国际地球科学界视为研究地球系统科学的典型范例。文中在评述白垩纪沉积作用、古气候、古海洋研究中取得的重要进展基础上,重点介绍推动白垩纪研究核心问题之一的黑色页岩和大洋缺氧事件以及由中国学者提出的白垩纪大洋红层和富氧作用。大洋缺氧事件与大洋红层的研究因其与碳氧循环、古气候和古海洋变化的紧密关系,已经成为国际白垩纪研究中的热点问题,并在今后一段时期内继续引领着白垩纪古海洋、古气候变化研究的不断深入。     

古海洋活性铁循环研究进展及对白垩纪缺氧 富氧 沉积转变的启示

铁作为地壳中丰度最高的元素之一,广泛参与到一系列地球化学循环中。现代海洋中的铁主要来源于河流、冰川和风的铁氧化物颗粒和溶解铁的输入。陆源输入的铁氧化物在有机质埋藏、降解的早期成岩作用过程中,发生一系列转化过程而埋藏下来,该过程被称作活性铁循环。氧化 强氧化条件利于沉积物中氧化铁的持续产生或者至少保持不被溶解的状态,从而形成棕色-红色沉积物;还原条件利于沉积物中铁氧化物的溶解,形成菱铁矿、黄铁矿(铁硫化物) 等形式的埋藏,并可能造成溶解铁在海洋内的迁移。Raiswell、Canfield、Poulton等通过对现代典型海洋环境活性铁循环研究,提出了一系列用于判别古海洋氧化 还原条件的活性铁指标体系,并成功地将太古宙以来的古海洋划分成为含铁的大洋、硫化的大洋和氧化的大洋等3个演化阶段。由于活性铁的不同形态对磷具有不同的生物地球化学效应,将造成“氧化条件下磷的优先埋藏、缺氧条件下优先释放的现象”。磷是海洋生产力的限制性元素,铁和磷循环的上述耦合关系将造成“缺氧的大洋生产力越高,富氧的大洋生产力越低”现象的出现。目前已在白垩纪古海洋缺氧 富氧沉积中初步证实了上述反馈关系的存在,但是对活性铁埋藏形式对该特殊沉积的贡献还需要进一步的工作。     

地球氧逸度

地球是一个"氧化性"的星球。在太阳系所有行星中,只有地球大气中含有高浓度的O_2(约占21%)。研究表明,地球演化的早期,其大气组成与火星等类地行星相似,都是以CO_2为主,O_2含量可以忽略不计。在大约24-21亿年前,地球大气中O_2含量突然大幅度升高,一度超过现今O_2含量的1%,而后又在中元古代回落到现今O_2含量的0.1%以下。沉积物中氧化还原敏感元素的含量变化显示,大约6.3亿年前雪球地球结束之后,地球大气中的O_2含量再次大幅度升高至20%左右,而后在显生宙经历一系列复杂变化并最终演化至现今的水平。Re/Os比值显示,硅酸盐地球的氧逸度远高于月球,也高于火星。考虑到月球与地球分异发生在45亿年前,月球的低氧逸度暗示地球早期的氧逸度可能也较低。可以影响地球氧逸度的元素主要有O、H、Fe、S和C等。控制地球氧逸度变化的主要过程包括:核幔分异、板块俯冲和火山喷发去气等。在核幔分异以前,金属Fe可能是控制硅酸盐地球及其表生环境低氧逸度的关键因素。核幔分异过程中,Fe是控制氧逸度变化的关键元素。核幔分异将金属Fe与铁氧化物分开,造成地幔Fe~(3+)/Fe~(2+)比值升高。尤其是在下地幔,Fe~(2+)在高压下发生歧化反应,形成金属Fe和Fe~(3+)。其中Fe~(3+)赋存在布里奇曼石中,导致下地幔氧逸度低。在板块俯冲过程中,当有板片进入下地幔时,布里奇曼石会因体积补偿,被运移到上地幔,并发生分解,释放出Fe~(3+),导致周围地幔氧逸度的升高。但是,V/Sc和Zn/Fe等元素比值则显示在过去30多亿年以来,地幔的氧逸度变化不大,可能与上、下地幔间氧化还原缓冲层或者是上述元素比值对氧逸度不够敏感有关。在地球演化早期,金刚石是最早形成的矿物。由于金刚石的密度在上地幔高于地幔橄榄岩熔体,而在下地幔小于地幔橄榄岩熔体,因此在岩浆海阶段,金刚石倾向于在上地幔底部富集,成为一个富金刚石的储层。在板块俯冲阶段,这些金刚石会被布里奇曼石分解所释放的Fe~(3+)所氧化,形成富碳酸盐和CO:的层位,同时起到稳定上地幔氧逸度的作用。俯冲带地幔橄榄岩和岛弧火山岩的氧逸度均高于板内环境,因此一般认为板块俯冲会导致氧逸度升高。在板块俯冲过程中,氧逸度主要受到Fe和H_2O(水分解释放出H_2)的控制。蚀变大洋岩石圈中含有大量的H_2O,板块俯冲过程中脱水会导致地幔楔蛇纹石化。蛇纹石化过程会形成磁铁矿,释放出味,使局部在短时间内氧逸度降低。但是,由于H_2很容易逸散到大气中,而磁铁矿则保留在地幔楔中,其结果导致岩石中Fe~(3+)/Fe~(2+)比值升高,从而在发生部分熔融时形成高氧逸度岩浆。板块俯冲对氧逸度的影响是多方面的,还与俯冲板块的年龄、沉积物的性质等有关。对于富含有机物的沉积物俯冲过程,C是主要的氧逸度控制元素。在板块俯冲的浅部,有机物分解,释放出CH_4等还原性气体,造成上覆岩石圈氧逸度下降。富含铁锰结核等氧化性沉积物的俯冲则可以导致地幔楔氧逸度的升高,这一过程中Fe和Mn是控制氧逸度的主要元素。火山喷发可以释放出CH_4、CO_2、H_2S和SO_2等气体,也可以影响大气中O_2的含量。有研究认为,火山气体中的H_2S随岩浆房压力增加而增加,SO_2则随压力的增加而减少,因此岩浆房压力可以影响其排气的氧化-还原性,进而影响大气的O_2含量。一种观点认为,正是由于太古宙末期大量出现陆相火山岩,导致了大氧化事件,在这一模型中,S是控制氧逸度的关键。氧逸度对多种成矿作用均具有重要的控制作用。其中,斑岩铜金矿床的形成往往与高氧逸度的埃达克岩有关。这是由于当岩浆的氧逸度高于AFMQ+1.5时,岩浆中S主要以硫酸盐的形式存在。由于硫酸盐在岩浆中的溶解度远远高于硫化物,因此,在俯冲洋壳部分熔融过程中形成的高氧逸度埃达克质岩浆可以熔出更多的亲硫元素,有利于成矿。锡矿床的形成则往往与还原性岩浆有关。这是因为在高氧逸度岩浆中,Sn主要呈Sn~(4+),易于在岩浆结晶早期进入矿物中;而在还原性岩浆中,Sn主要以Sn~(2+)形式存在,表现为不相容元素,倾向于在岩浆中富集,并在岩浆期后热液阶段富集成矿。其他氧化还原敏感元素,如U、V、Mo、Re、Sb和Fe等,可以在表生过程中富集,有利于进一步富集成矿。     

白垩纪中期海相富有机碳沉积的地球生物学背景

白垩纪中期(约125～88Ma)海相富有机碳沉积广泛发育于全球各主要洋盆和沉降区,是许多大油田的重要烃源岩。文中从地球生物学的角度探讨了当时海相富有机碳沉积的地质背景和主控因素,认为在白垩纪中期全球事件频发的特殊背景下,保存条件(大洋缺氧)和生产力的提高共同控制了有机质的富集。大洋缺氧不但加快了海洋生物的灭绝和更替,使有机质大量堆积,而且促进了营养元素(P、N、Fe等)的再生和厌氧自养型海洋微生物(如蓝细菌、绿硫细菌和古菌类等)的极度繁盛,提高了生产力水平;而高的生产力又反过来加剧了海洋的缺氧。新的研究成果(Os同位素证据)表明,白垩纪大规模海底火山作用引发了持续的温室效应和海水循环的静滞、紊乱以及弱上升流发育,进而导致生产力的提高和大洋缺氧事件(OAE)的发生,最终造成有机质的广泛堆积和保存。     

“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。     

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。     

天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展

了解大陆／大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫／缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成／分解及 其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH 4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。     

Cretaceous black shale and the oceanic red beds:Process and mechanisms of oceanic anoxic events and oxic environment

The Cretaceous is an important period in which many geological events occurred, especially the OAEs (oceanic anoxic events) which are characterized by black shale, and the oxic process characterized by CORBs (Cretaceous oceanic red beds). In this paper, the causative mechanism behind the formation of black shale and the oceanic red beds are described in detail. This may explain how the oceanic environment changed from anoxic to oxic in the Cretaceous period. It is suggested that these two different events happened because of the same cause. On the one hand, the large-scale magma activities in Cretaceous caused the concentration of CO₂, the release of the inner energy of the earth, superficial change in the ocean-land, and finally, the increase of atmospheric temperature. These changes implied the same tendency as the oceanic water temperature show, and caused the decrease in O₂ concentration in the Cretaceous ocean, and finally resulted in the occurrence of the OAEs. On the other hand, violent and frequent volcanic eruptions in the Cretaceous produced plenty of Fe-enriched lava on the seafloor. When the seawater reacted with the lava, the element Fe became dissolved in seawater. Iron, which could help phytoplankton grow rapidly, is a micronutrient essential to the synthesis of enzymes required for photosynthesis in the oceanic environment. Phytoplankton, which grows in much of the oceans around the world, can consume carbon dioxide in the air and the ocean. Meanwhile, an equal quantity of oxygen can be produced by the phytoplankton during its growth. Finally, the oxic environment characterized by red sediment rich in Fe³⁺ appeared. The anoxic and oxic conditions in the Cretaceous ocean were caused by volcanic activities, but they stemmed from different causative mechanisms. The former was based on physical and chemical processes, while the latter involved more complicated bio-oceanic-geochemical processes. __________ Translated from Marine Geology & Quaternary Geology, 2007, 27(3): 69–75 [译自: 海洋地质与第四纪地质]     

鲁西北西向断裂系晚中生代活动的几何学、运动学及年代学研究

鲁西隆起区发育有大量的北西向脆性断裂.依据野外断裂构造的几何学、运动学详细解析,认为北西向断裂系经历了早期的右行压剪、右行张剪,以及后期的左行压剪等不同性质的构造活动.由与北西向断裂活动相伴生的同期侵入岩体的 K-Ar测试结果分析,北西向断裂系在距今约160 Ma及距今130～110 Ma分别经历了右行压剪与右行张剪构造活动;通过分布在隆起区不同样品的磷灰石裂变径迹数据分析、冷却史反演,厘定鲁西地体在距今90～80 Ma存在一次区域性快速冷却构造事件,该构造事件与北西向断裂系的左行压剪构造活动相对应.     

鲁西北西向断裂系晚中生代活动的几何学、运动学及年代学研究

鲁西隆起区发育有大量的北西向脆性断裂。依据野外断裂构造的几何学、运动学详细解析认为,北西向断裂系经历了早期的右行压剪、右行张剪,以及后期的左行压剪等不同性质的构造活动。由与北西向断裂活动相伴生的同期侵入岩体的 K-Ar测试结果分析,北西向断裂系在距今约160 Ma及距今130~110 Ma分别经历了右行压剪与右行张剪构造活动;通过分布在隆起区不同样品的磷灰石裂变径迹数据分析、冷却史反演,厘定鲁西地体在距今90~80 Ma存在一次区域性快速冷却构造事件,该构造事件与北西向断裂系的左行压剪构造活动相对应。     

New biostratigraphic data from the Cretaceous Bolinxiala Formation in Zanda, southwestern Tibet of China, and their paleogeographic and paleoceanographic implications

Planktonic foraminiferal fossil assemblages identified from the Bolinxiala Formation in Bolin, Zanda, southwestern Tibet of China, determine its age from latest Albian to Maastrichtian. The fossil contents of the Bolinxiala Formation allow its correlation with successions across a platform-to-basin transect of the Late Cretaceous Tethyan Himalaya passive margin. The ocean anoxic event at the Cenomanian–Turonian transition (OAE2) is located at the Whiteinella archaeocretacaea biozone in Zanda, but lithologically it is characterized by grey and bioturbated limestone, implying that during the OAE2 the shallow-water environments of the Tethyan Himalayan carbonate platform remained oxic. Paleogeographic reconstruction indicates that the Upper Cretaceous Oceanic Red Beds (CORBs) in southern Tibet are restricted to the slope and basinal environments but they are entirely missing in the shelf environments. This phenomenon suggests the formation of CORBs by oxidation of Fe(II)-enriched anoxic deep ocean seawater at the chemocline that separated the oxic surface ocean from anoxic deep ocean. For depositional environments above the chemocline, no CORBs would be expected. Because of the chemocline instability across different sedimentary basins, CORBs may be significantly diachronous, consistent with the occurrence of CORBs documented from global sedimentary basins.     

Cretaceous Oceanic Red Beds: Distribution, Lithostratigraphy and Paleoenvironments

Cretaceous oceanic red beds (CORBs) represented by red shales and marls, were deposited during the Cretaceous and early Paleocene, predominantly in the Tethyan realm, in lower slope and abyssal basin environments. Detailed studies of CORBs are rare; therefore, we compiled CORBs data from deep sea ocean drilling cores and outcrops of Cretaceous rocks subaerially exposed in southern Europe, northwestern Germany, Asia and New Zealand. In the Tethyan realm, CORBs mainly consist of reddish or pink shales, limestones and marlstones. By contrast, marlstones and chalks are rare in deep-ocean drilling cores. Upper Cretaceous marine sediments in cores from the Atlantic Ocean are predominantly various shades of brown, reddish brown, yellowish brown and pale brown in color. A few red, pink, yellow and orange Cretaceous sediments are also present. The commonest age of CORBs is early Campanian to Maastrichtian, with the onset mostly of oxic deposition often after Oceanic Anoxic Events (OAEs), during the early Aptian, late Albian-early Turonian and Campanian. This suggests an indicated and previously not recognized relationship between OAEs, black shales deposition and CORBs. CORBs even though globally distributed, are most common in the North Atlantic and Tethyan realms, in low to mid latitudes of the northern hemisphere; in the South Atlantic and Indian Ocean in the mid to high latitudes of the southern hemisphere; and are less frequent in the central Pacific Ocean. Their widespread occurrence during the late Cretaceous might have been the result of establishing a connection for deep oceanic current circulation between the Pacific and the evolving connection between South and North Atlantic and changes in oceanic basins ventilation.     

藏南贡扎剖面赛诺曼阶/土伦阶与三冬阶/坎潘阶界线 附近地层的岩石磁学对比研究

为了研究白垩纪中期大洋缺氧事件及其后古海洋环境的变化,对藏南贡扎剖面白垩纪赛诺曼阶/土伦阶和三冬阶/坎 潘阶界线附近的浅海相沉积地层开展了详细的岩石磁学对比研究。 结果显示,这两个时间段的沉积物中磁性矿物含量和粒 度无显著区别,但赛诺曼阶/土伦阶地层中含有高矫顽力磁性矿物,如赤铁矿和针铁矿,而三冬阶/坎潘阶地层中则主要为 低矫顽力磁性矿物,如磁铁矿。 由于海平面位置在这两个时间段相近,海面变化对沉积物的磁学特征的影响很小。 磁性矿 物种类的变化可能主要是由于海洋沉积环境的变化所引起的。 高矫顽力磁性矿物在赛诺曼阶/土伦阶的出现及其在三冬阶/ 坎潘阶的缺失,表明赛诺曼阶/土伦阶氧化程度可能比三冬阶/坎潘阶更高。 这与深海沉积所记录的赛诺曼阶/土伦阶为缺氧 以及三冬阶/坎潘阶为富氧的特征明显不同。 这说明以江孜地区为代表的深海-半深海环境和以岗巴定日地区为代表的浅海 环境对白垩纪中期气候变化有着不同的响应。 深水和浅水环境的演化在这两个时间段的显著差异表明相应时期的大洋环流 也可能比以往所认识的更复杂。     

沉积型锰矿床的形成及其与古海洋环境的协同演化

海相沉积型锰矿的成矿过程受古海洋沉积环境影响，而古海洋环境又与超大陆聚合与裂解、极端地质事件、生命演化等密切相关，因此，海相富锰地层是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈等多圈层耦合关系与物质循环相关信息的重要载体。深层海水缺氧模型、最小氧化带模型和幕式充氧模型都显示海水中氧化还原梯度的变化是导致锰矿形成的最主要原因。全球范围内海相沉积型锰矿主要形成于古元古代、新元古代和显生宙3个地质历史时期。其中，元古宙时期，地球上发育了完善的氧化还原分层的古海洋结构；古元古代早期和新元古代，超大陆裂解引起的海平面升降变化导致古海洋氧化还原结构产生动荡，并促使大规模沉积型锰成矿作用发生；地球沉寂期（1800~800 Ma）涵盖了整个中元古代，这一时期仅在华北地台发育了少量沉积型锰矿床，反映该时期古海洋中锰的迁移受到了抑制；显生宙地球再次进入活跃期，经历了数次海洋缺氧事件，冰室-温室气候交替促使海水的化学性质剧烈变化，并在局部氧化还原分层的沉积盆地中富集形成沉积型锰矿床。总之，古海洋氧化还原环境的变化是沉积型锰矿形成的必要条件，同时，区域性沉积盆地的结构、海平面的升降、火山作用导致的物缘供给等多种因素都会影响沉积型锰矿的形成。与沉积型铁矿相比，沉积型锰矿对局部海水化学性质的变化更加敏感，综合研究铁锰矿床的共生与分异过程，将有助于更加有效的识别不同尺度的沉积过程与古海洋环境变化。     

Distribution,Compositions and Significance of Oceanic Red Beds

Oceanic red beds are widely distributed in the global oceans and across the entire Phanerozoic period, which mostly appeared after oceanic anoxic events. They represent typical oxygen-rich sedimentary environment and play a significant role on ocean science research. Numerous studies have been carried out since the oceanic red beds were discovered. However, previous studies mainly focused on the Cretaceous oceanic red beds, and the understanding of the characteristics and scientific significance of oceanic red beds are not comprehensive. Therefore, we here summarized the global distribution characteristics and compared mineral and element compositions of various lithological oceanic red beds, including marly, clayey and cherty oceanic red beds. The main mineral and element components of oceanic red beds have no direct relationship with the color of the sediments, and mainly are affected by the regional environment and provenances. Therefore, the mineralogical and geochemical characteristics of oceanic red beds should be analyzed in combination with the regional background. The red coloration of oceanic red beds is controlled mainly by hematite, goethite and manganese-bearing calcite, which have two main mechanisms: ① Colored minerals formed in oxic conditions; ② Colored minerals formed due to low deposition rates. These two mechanisms are not completely independent, but complement one another with either dominance in most oceanic red beds. Lithological characteristics of oceanic red beds are controlled by three factors, including water depth, productivity and nutrients. Therefore, the formation of oceanic red beds should be considered with global changes and regional events. The unique origin mechanism and global distribution characteristics of long time-scale oceanic red beds can be used to indicate sedimentary paleoenvironment, paleo-oceanic current, and paleoclimate change. In addition, hydrothermal or magmatic activities on the ocean floor could also produce red-color deposits that are strongly different from sedimentary oceanic red beds. Based on the existing research, we also put forward the future in-depth studies on the oceanic red beds from multidisciplinary perspectives.     

西藏南部晚白垩世大洋氧含量变化的生物特征

西藏南部是中国海相白垩系分布最好的地区,基于岗巴宗山和江孜床得两条经典剖面,识别出分别对应于不同海洋环境的黑灰红三套岩层,利用微体古生物指标,对藏南晚白垩世海水氧含量变化进行了探讨。研究发现微体生物在不同性质的岩层中具有不同的表现,对其生存环境具有清楚的指示。黑层段中生物大量灭绝,深层水具旋脊有孔虫遭受的危机代表当时海洋深层水体严重缺氧的结果;灰层段中生物的恢复反映出海洋环境自缺氧事件之后逐步改善的过程;红层段属于富氧沉积的产物,特征是有孔虫生物的极度繁盛。同时期的钙质超微生物因其个体微小,易溶蚀,在死亡沉积过程中可能受海水强氧化作用的影响,使其保存为化石的数量减少。三套岩层中的微体生物的演变是对环境变化的响应。     

Aptian and Albian atmospheric CO2 changes during oceanic anoxic events: Evidence from fossil Ginkgo cuticles in Jilin Province,Northeast China

The Early Cretaceous was a time with super-greenhouse conditions and episodic global oceanic anoxic events. However, relative timing of atmospheric CO₂ emissions and oceanic anoxic events, and their causal relationships remain matters of debate. Using the stomatal index approach, well-preserved fossil cuticles of Ginkgo from the Lower Cretaceous Changcai Formation, eastern Jilin, and from the Lower Cretaceous Yingcheng Formation, central Jilin, Northeast China, were investigated to reconstruct atmospheric CO₂ concentrations during the Aptian and earliest Albian (Early Cretaceous). The results indicate that the CO₂ concentrations reached 1098–1142 ppmv (Carboniferous standardization) or 970–1305 ppmv (regression function) during the Aptian and earliest Albian. Our estimates of palaeoatmospheric CO₂ concentrations during the earliest Albian (OAE 1b) are slightly higher than the data between the early Aptian Selli (OAE 1a) and the middle Aptian Fallot OAEs; this may indicate the absence of any great emissions of CO₂ during the latest Aptian and earliest Albian.