Magnetic susceptibility variations of the Edicaran cap carbonates in the Yangtze platform and their implications for paleoclimate

1 INTRODUCTION One of the most intriguing phenomena in the late Neoproterozoic (~750 to 543 Ma) is the globa occurrence of thin carbonates that directly overlie glacial deposits in almost every continent (Kennedy 1996; Hoffman et al., 1998; Hoffman and Schrag 2002; Brasier and Shields, 2000; James et al., 2001 Jiang et al., 2003; Nogueira et al., 2003). These “cap carbonates”, commonly several to tens of meters thick, have attracted enormous interests because o their unusually negati…     

鄂西震旦系上统含磷岩系的划分与对比

上震旦统陡山沱组是鄂西地区最具工业价值的含磷地层。著名的磷矿有荆襄磷矿、宜昌磷矿、兴(山)神(农架)保(康)磷矿。迄今已有20多年的勘探史,但由于各矿区研究程度不一,又缺古生物依据,亦不能依靠同位素年龄来作划分对比,故在地层及磷矿层的划分、对比上认识不一。笔者结合磷矿特征及含磷岩系岩类组合、剖面结构特点、稀土元素特征等,将本区划分为4个磷矿分布区,将陡山沱组划分为3个岩性段、5个含磷层位。     

黔东北伊迪卡拉纪陡山沱组的宏体藻类

宏体生物广泛地生活于扬子地区伊迪卡拉纪陡山沱期的海洋中,它们为后生动物的快速发展和演化奠定了一个崭新的环境和一个新生态链的基础.产自于黔东北伊迪卡拉系陡山沱组的瓮会生物群生活环境应在贫氧的、透光性良好的浅海低能环境,以宏体藻类为主,共描述15属18种(其中包括3个新属、5个新种、2个修定属和4个修定种)和1个未命名藻以及不明藻类固着器,另包含有宏体后生动物,可能的后生动物以及遗迹化石.瓮会生物群不但含有鄂西庙河生物群和皖南蓝田植物群的分子,也有南澳大利亚Ediacara生物群和俄罗斯WhiteSea生物群的分子,而且具有自已的特征而有别于其他伊迪卡拉期的生物群.其宏体藻类形态变化较大,组织器官和功能已出现明显的分化,并与高等植物之间存在一定的演化关系.宏体藻类多为直立固着于海底,提高了光合作用的效率,增加了水体中的含氧量.同时,宏体藻类作为生态系统中的初级生产者成为一种新的食物,改变了后生动物的食谱.因此,陡山沱期的宏体植物不仅改善了环境,为依赖一定氧而生活、生长和繁殖的后生动物给予了必要的支持,而且作为生态系统中的必要基础,为宏体后生动物的快速发展和演化提供了一个新的食物源.另外,宏体生物群的繁盛不仅提高了有机质的生产率,而且促进了富有机碳的沉积和保存.     

贵州瓮安陡山沱组含磷岩系沉积序列及磷块岩的形成

贵州瓮安陡山沱组磷块岩为碳酸盐岩型含磷岩系,属于浅海碳酸盐岩台地沉积区。对瓮安磷矿大塘剖面进行沉积环境研究,将Marinoan冰期后沉积的陡山沱组地层分为6个向上变浅的沉积序列。瓮安含磷岩系大部分为多旋回的叠置体,其常见的交错层理、波状层理、透镜状层理等表明了磷块岩形成于水体较浅的高能环境。南沱冰期后,陡山沱期剧烈的海侵作用引发上升洋流,携带富磷海水涌入浅水区,在海平面间歇性波动的条件下,为磷块岩的形成提供了物源与动力条件。     

长江三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期微量元素和稀土元素地球化学特征

通过微量元素和稀土元素地球化学分析,对长江三峡地区陡山沱组层型剖面--田家园子剖面成冰系南沱组顶部和埃迪卡拉系陡山沱组下部102个岩石样品进行了地球化学研究。重点分析了氧化还原敏感元素(Zn,Co,U,Mo,Ni,V)的富集特征,并探讨其可能成因机制以及三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期的水体特征。结果表明:在南沱组顶部仅Zn和Co富集;在盖帽白云岩下部,氧化还原敏感元素均富集,而在盖帽白云岩上部,除Zn和V外,其他氧化还原敏感元素均亏损;在陡山沱组Ⅱ段下部,氧化还原敏感元素由最初的亏损,逐渐变为较稳定的富集。在陡山沱组下部,出现2次明显的富集峰值,分别出现在剖面的0.4m处(盖帽白云岩中间)和6.5m处(陡山沱组Ⅱ段下部)。整个剖面大部分样品具有Eu的轻微正异常(Eu/Eu^*＜1.6), 而在剖面0.4m和6.5m处,Eu具有明显的正异常,结合稀土配分类型、Y/Ho值、La异常、Ce异常等指标,推测这2次异常均可能受到深海热液流的影响,而缺氧海水的上涌造成水体缺氧,导致这些元素出现富集峰值。U/Th、V/(V+Ni)以及稀土元素指标综合指示,三峡地区南沱组顶部冰碛岩应为氧化环境下的沉积物;随着冰川消融,冰融淡水注入古海洋,陡山沱组盖帽碳酸盐的沉积受冰融淡水的影响,深部缺氧海水的上涌使沉积水体经历氧化-缺氧-氧化的转变,海水的分层性较强;而陡山沱组Ⅱ段下部沉积环境以分层性较弱的弱氧化环境为主。     

峡东埃迪卡拉系陡山沱组稳定碳同位素记录及其年代地层意义

基于峡东秭归青林口、泗溪和宜昌晓峰河埃迪卡拉系下部陡山沱组剖面岩石、层序和精细的碳同位素地层研究,在埃迪卡拉系下部陡山沱组底部、下部、中部、上部和顶部分别识别出5次以灰岩出现或黑色页岩增厚为标志的海侵事件,划分出5个可以进行区域对比的三级层序,自下而上分别命名为BDSS,LDSS,MDSS,UDSS和TDSS。以层序界面为对比标志,峡东埃迪卡拉纪不同古地理部位碳同位素组成变化的对比显示峡东埃迪卡拉系陡山沱组中内部发育5次可以进行区域乃至全球对比的碳同位素负异常,分别是分布在BDSS下部的SN1,LDSS上部的SN2,MDSS上部和顶部的SN3和SN4,以及分布在UDSS上部的SN5。其中SN1和SN4碳同位素负偏离最为明显,最小δ13C分别达到-4‰~-5‰和-9‰~-10‰,分别与Marinoan冰期上覆盖帽白云岩以及Gaskier冰碛沉积上、下地层中的碳同位素组成特点接近。SN4是埃迪卡拉系最晚冰期的产物。与SN1是埃迪卡拉系底界划分对比的标志相对比,SN4的出现应该是埃迪卡拉系内部再划分中另一个不可忽视的界线标志。     

扬子板块埃迪卡拉系(震旦系)陡山沱组层序地层划分与对比

在对扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组不同相区的25条代表性剖面野外研究基础上,通过沉积岩石学和岩相序列特征的系统分析,认为陡山沱组沉积时期曾发生3次二级海平面升降事件。依据3个海平面升降转换面,可识别出3个层序底界面:(1)陡山沱组底部与下伏南华系南沱组及其同期层位的冰碛杂砾岩之间的界面;(2)在浅水沉积区陡山沱组中部和上部分别出现喀斯特侵蚀面;(3)在深水沉积区相应层序界面为岩相结构转换面。依据火山灰锆石U-Pb同位素年龄,可将陡山沱组层序地层划分为2个半二级层序或超层序(SS1,SS2和SS3-TST),其中SS1时限为35Ma(635~600Ma),SS2时限为35Ma(600~565Ma),SS3-TST时限为14Ma(565~551Ma)。陡山沱组底部广泛发育的盖帽白云岩底和3个层序内的最大海泛面可以作为4个相对等时面,结合事件沉积标志层,可建立扬子板块陡山沱组从浅水沉积区至深水沉积区等时性二级层序地层划分对比格架。研究结果表明,三峡地区陡山沱组四段式划分方案不适用于整个扬子板块内陡山沱组的区域地层划分和对比。因而,建议扬子板块陡山沱组应该以二级层序地层为基础,结合化学地层和生物地层进行综合划分和对比。陡山沱组新的地层划分对比格架为研究陡山沱组古地理演变和编制该时期高精度的岩相古地理图奠定了基础。     

Quantitative evaluation of the biostratigraphic distribution of acanthomorphic acritarchs in the Ediacaran Doushantuo Formation in the Yangtze Gorges area, South China

Doushantuo acanthomorphic acritarchs are large morphologically complex organic-walled microfossils broadly constrained between the 635 Ma Nantuo glaciation and the 551 Ma Miaohe Biota. They are potential biostratigraphic tools for subdivision and correlation of the Ediacaran System in South China. However, major variations in sedimentary facies and stratigraphic thickness present challenges in understanding the spatial and temporal distribution of these acritarchs. Further, the distribution of acritarchs in the Doushantuo Formation is associated with the presence of early diagenetic chert and phosphate, implying a certain degree of preservational bias and/or environmental control. The purpose of this paper is to document the stratigraphic distribution of Doushantuo acritarchs and to quantitatively evaluate their biostratigraphic significance and possible taphonomic–environmental biases, based on high-resolution paleontological data from six sections over 100 km in the Yangtze Gorges area, South China.A total of 1082 acritarch fossils were recorded from 84 chert horizons in the six sections of the study area. These chert horizons are not uniformly distributed throughout the Doushantuo Formation, thus the presence/absence of early diagenetic chert does play a role in controlling the distribution of acritarchs. The sampled chert horizons can be grouped into two stratigraphic intervals in the lower and upper Doushantuo Formation, respectively, based on regional stratigraphic correlation. Quantitative analysis shows that the two intervals are distinct taxonomically and largely independent of taphonomic or facies controls. Thus, the two intervals can be regarded as assemblage biozones. The lower biozone (biozone 1) is numerically dominated by Tianzhushania spinosa (n = 587; 68.3%) and Meghystrichosphaeridium magnificum (n = 74; 8.6%), whereas the upper biozone (biozone 2) is dominated by Ericiasphaera rigida (n = 104; 47.1%) and Tianzhushania spinosa (n = 34; 14.1%). The three most common genera, Meghystrichosphaeridium, Tianzhushania, and Ericiasphaera, have been identified in all sections. Correspondence analysis (CA), detrended correspondence analysis (DCA), discriminant analysis (DA), and pairwise comparisons of samples (Spearman rank coefficient and Jaccard–Chao index), all consistently support biostratigraphic zonations. Thus, the distribution of the Doushantuo acanthomorphs is primarily controlled by biostratigraphic position of samples, with facies and taphonomic differences playing a secondary role. Our case study suggests that acanthomorphic acritarchs can offer a viable tool for regional correlation of the Ediacaran System.     

华南震旦系陡山沱组磷质震积岩及其与多细胞生物群相关性初探

埃迪卡拉纪（震旦纪）陡山沱期是Rodinia超大陆裂离的重要地质时期,是多细胞生物起源和发展的重要转折时期和磷质聚集时期,也是化学、气候和环境变化的剧烈时期。液化岩脉、液化角砾岩、脉化变形构造、以及阶梯状层内断层等磷质震积岩的发现,表明扬子地区在陡山沱期晚期至少发生过两次以上的地震事件。地震构造运动将地球内部积累能量快速地释放,可能是磷质来源和热水活动一种重要的方式或通道。海水中磷等无机营养盐分的增加,海水温度的升高,有利于多细胞生物的起源和发展,同时多细胞生物的繁盛又有利于磷的聚集。