华南五强溪组纹层石中记录的太阳活动周期

发布时间：2020-06-05 23:50

【摘要】：太阳活动对地球气候系统变化具有重要的驱动作用。太阳黑子周期(~11yr)属短期太阳活动周期,它能够在十年至百年时间尺度上影响地球气候的波动,并有可能被特定的沉积物(如年级纹层沉积)所记录。但是,过去对太阳黑子周期的地质记录的研究多集中于显生宙,对前寒武纪却鲜有报道。这可能是主要由于适合太阳周期信号保存的条件稀少。此外,在重大的气候事件(如“雪球地球”事件)时期,太阳活动周期是否保持一贯稳定也是一个引人入胜的科学问题。本文重点研究华南五强溪组顶部纹层石沉积中记录的“Sturtian”全球性冰期启动前夕(~715 Ma)的太阳活动信息,并对纹层石的发育和保存机制进行探讨。同时五强溪组发育的纹层石为进一步认识冰期启动前夕华南的古气候状态提供了一个重要窗口。本研究取得的主要成果概括如下:(1)五强溪组上部发育的纹层石由亚毫米级细砂-粉砂质亮纹层与富含有机质和粘土矿物的暗纹层交互组成。微观组构及成分分析表明其为季节性气候变化影响微生物活动而形成的生物纹层石。亮纹层代表冬季至早春时节形成的物理沉积,而暗纹层则代表形成于温暖季节的微生物席。亮暗纹层组成的纹层对代表了一年的时间尺度。纹层石的发育表明当时华南地区气候具有强烈的季节性。(2)对1434个连续纹层对组成的厚度序列进行的频谱分析和演化快速傅里叶变换分析发现其中含有~11 yr和~22 yr的周期,分别对应Schwabe和Hale太阳活动周期。陆源碎屑相关元素(如Al、Th)、生物生产力指示元素(如Ba/Ti、Cu/Ti、Zn/Ti比)、氧化还原敏感元素(如V/Ti、U/Ti)及暗纹层的化学蚀变指数(CIA)等的变化也表现出相似的周期性。这表明碎屑沉积和微生物活动对太阳活动影响的气候变化有灵敏的响应。(3)五强溪组纹层石中太阳活动信号的保存可能得益于相对平静的下临滨沉积环境、微生物席的保护以及早期成岩硅化的共同作用。该记录的发现填补了新元古代太阳活动周期研究的空白,表明在“雪球地球”启动前夕,太阳活动周期仍是稳定的。五强溪组地层序列中自下而上纹层组从相对深色为主变化到相对浅色为主,可能反映了该时期华南古气候由相对温暖转向相对寒冷的长期变化。
【图文】：

21图 2-1 南华盆地及其次级盆地和其中的新元古代岩浆岩、沉积岩分布示意图（据 Zhao etal., 2011; Wang and Li, 2003 修改）

图 2-2 华南新元古代古构造演化示意图（据 Zhao et al., 2011）在华南板块形成后不久，沿江南造山带再次发生陆内裂解，，形成了南华盆地（图 2-2）。南华盆地由发育在扬子板块东南缘的一系列地堑-地垒式分布的裂谷
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P532

【参考文献】

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本文编号：2698795