黄陵周缘埃迪卡拉纪地层对比及沉积古地理演变

发布时间：2018-05-07 23:21

本文选题：埃迪卡拉纪 + 黄陵隆起　；参考：《中国地质大学》2016年博士论文

【摘要】：埃迪卡拉纪是“雪球地球”崩解后和寒武纪生命大爆发之前,地球环境演变和生命演化的重要时期。华南埃迪卡拉纪地层中记录了大量保存精美的多细胞藻类和动物胚胎化石,也记录了大气第二次增氧的证据,是国际上研究埃迪卡拉纪的热点地区之一。然而,生命活动的各个化石记录之间的对比和分布还存在争议,记录环境变化信息的地球化学信号也受控于海水的分层及其特殊的沉积环境。因此更加准确的地层对比关系及沉积古地理格局对于理解埃迪卡拉纪生命的记录和环境的演变,以及二者之间的关系具有重要意义。本文选取研究程度较高的黄陵隆起周缘为研究范围,利用岩石地层、层序地层和化学地层等对比方法,来建立埃迪卡拉纪地层对比格架并恢复沉积古地理。根据地层发育特点,本研究将黄陵隆起周缘地区进一步细分为黄陵南缘、黄陵东缘、黄陵北缘和黄陵西缘四个研究分区,逐一展开工作。首先,纵向上在各个研究分区分别建立地层对比格架;随后,通过横向上在整个研究区开展关键层段的地层对比工作,建立整个研究区埃迪卡拉纪地层对比格架;最后,在新建立的地层对比格架基础上,恢复埃迪卡拉纪不同阶段的沉积古地理,并讨论沉积古地理演变。黄陵南缘埃迪卡拉纪岩石地层包括陡山沱组和灯影组,其中陡山沱组划分为四个岩性段,灯影组包括蛤蟆井段、石板滩段和白马沱段,局部地区还划分出庙河段和天柱山段；识别出六个层序界面,并可以在黄陵南缘进行普遍对比；化学地层方面建立了完整而连续的埃迪卡拉纪碳同位素曲线,识别出六次显著的碳同位素负偏,并可以在黄陵南缘作为地层对比的重要标志。在黄陵北缘将钻孔剖面和露头剖面结合起来开展研究,重新厘定埃迪卡拉纪岩石地层,陡山沱组划分为四个岩性段,其中陡山沱组第二段更是细分为四个亚段,灯影组自下而上划分为蛤蟆井段、石板滩段和自马沱段,上述岩石地层单元在黄陵北缘可以进行很好的对比;在层序地层方面,识别出五个层序界面,并可以在黄陵北缘地区可以进行对比；并对完整而连续的钻孔剖面开展碳同位素研究,建立起了黄陵北缘埃迪卡拉纪碳同位素变化曲线,并识别出六次碳同位素异常。黄陵东缘岩石地层包括陡山沱组和灯影组,其中陡山沱组划分为四个岩性段,灯影组自下而上划分出蛤蟆井段、石板滩段、自马沱段和天柱山段四个岩性段；层序地层方面,识别出五个层序界面,并适用于黄陵东缘地区；碳同位素研究集中陡山沱组上部至灯影组下部地层中,并在陡山沱组第三段顶部识别出一次明显的碳同位素负偏。通过大量野外工作,在黄陵西缘也建立起了完整的埃迪卡拉纪地层序列,其岩石地层与层序地层与黄陵南缘基本一致。岩石地层包括陡山沱组和灯影组,其中陡山沱组划分为四个岩性段,灯影组自下而上包括蛤蟆井段、庙河段、石板滩段和白马沱段,庙河段仅在部分地区发育；层序地层方面,识别出六个层序界面。碳同位素研究主要集中在陡山沱组上部至灯影组石板滩段下部地层中,并在SB4和SB5附近发育两次碳同位素负偏。为了将四个研究分区统一在一起,本文选取了关键层段的对比研究来实现整个埃迪卡拉纪地层对比。选取争议较大的陡山沱组第四段和庙河段作为重点研究对象,通过层序地层、化学地层以及古生物化石的研究,将前人认为是同一地层单元的庙河段与陡山沱组第四段分离开来。提出并论证了庙河段层位要高于陡山沱组第四段,而与石板滩段下部地层相当。据此,如果庙河段的项界年龄为551 Ma,那么陡山沱组第四段就要老于551 Ma,陡山沱组上部碳同位素负偏的结束年龄也要早于551 Ma,同时记录在陡山沱组第四段中的海洋氧化事件也早于551 Ma。通过对不同区域陡山沱组第四段黑色页岩和灰黑色薄层白云岩这两种不同类型岩性的层位讨论,推断黄陵东缘和北缘可能不同程度的缺失了黄陵南缘和西缘层序3的地层。在前人开展的埃迪卡拉纪(震旦纪)年代地层划分工作的基础上,结合本文新提出的地层对比关系,以生物事件与环境事件的综合特征为依据,本文将黄陵周缘埃迪卡拉纪(震旦纪)年代地层划分为两统四阶。上下两统的名称分别采用前人提出的峡东统和扬子统,本文对二者的界线进行重新定义,并置于层序界面SB3,推定年龄为580 Ma。峡东统分为两个阶,第一阶以发育微体化石组合的下组合为特征,其底界为陡山沱组盖帽白云岩与南沱组冰碛岩的界线,推定年龄为635 Ma；第二阶以发育微体化石组合的上组合为特征,其底界以碳同位素负偏CN3的开始为标志,并伴随着微体化石下组合的消失,推定年龄为610 Ma。扬子统也分为两个阶,第三阶无生物化石记录,以发育显著的碳同位素负偏为特征,其底界即为扬子统的底界；第四阶以发育宏体多细胞藻类和后生动物化石为特征,底界以庙河生物群的始现为标志,并伴随有碳同位素负偏,推定年龄为560 Ma。本文在年代地层的基础上,以阶为单位来讨论各个时期的沉积古地理,同时根据各个时期内古地理的变化再细分出不同的阶段。其中第一期分为五个阶段,第二期分为两个阶段,第三期分为三个阶段,第四期分为三个阶段。总共恢复了黄陵及周缘地区埃迪卡拉纪13个不同沉积阶段的古地理。指出黄陵周缘埃迪卡拉纪沉积古地理比先前学者工作所反映的面貌的更为复杂,在空间上呈现西南低东北高的古地理格局；在时间上自从盖帽白云岩结束后黄陵隆起周缘开始进入局限的环境中,直到～551 Ma之后才不再出现局限的环境。综上,本文建立了黄陵隆起周缘埃迪卡拉纪地层对比格架,并恢复的不同时期的沉积古地理,为探讨埃迪卡拉纪生命与环境的演化关系提供了重要的科学依据。
[Abstract]:According to the characteristics of strata development , this paper further divides the peripheral area of Huangling uplift into four sub - zones : the southern margin of Huangling , the eastern margin of Huangling , the northern margin of Huangling and the western margin of Huangling .
Six sequence interfaces are identified and can be compared in the southern margin of Huangling ;
In the northern margin of the Huangling , the drilling section and the open - head section are divided into four sub - segments , and the second segment of the Doushantuo Formation is divided into four sub - segments . The second segment of the Doushantuo Formation is divided into four sub - segments .
In this paper , a carbon isotope study was carried out on the complete and continuous borehole profile , and six carbon isotope anomalies were identified . Six carbon isotope anomalies were identified . The eastern margin of Huangling was divided into four lithologic segments , and the Dengying Formation divided into four lithologic segments from bottom to top .
In the area of sequence stratigraphy , five sequence interfaces are identified and applied to the eastern edge of Huangling ;
Carbon isotope studies have focused on the upper part of the Doushantuo Formation to the lower strata of the Dengying Formation and identified a clear carbon isotope negative deviation at the top of the third section of the Doushantuo Formation .
In order to unify the four research zones , the fourth section of the Doushantuo Formation and the fourth section of the Doushantuo Formation are divided into two orders .
The second order is characterized by the upper combination of the developmental microfossil assemblage , the bottom boundary of which is marked by the beginning of the carbon isotope negative deviation CN3 , and the presumed age is 610 Ma . The Yangtze is also divided into two orders , the third order has no biological fossil record , and is characterized by a significant carbon isotope negative bias , and the bottom boundary is the bottom boundary of the Yangtze .
The fourth order is characterized by the development of macro - organism multi - cell algae and metazolized animal fossils . The bottom boundary is marked by the beginning of the biological group of the temple and is accompanied by the negative bias of the carbon isotope , and the estimated age is 560 Ma . In the first part , the paleogeography of the 13 different sedimentary stages of the Ediacaran in Huangling and the peripheral area is divided into three stages .
During the time since the end of the cap - cap dolomite , the margin of Huangling uplift began to enter the confined environment , until ~ 551 Ma , and the confined environment ceased .

【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P531;P534.4

【参考文献】