西准噶尔晚泥盆世牙形石生物地层及其碳氧同位素组成

发布时间：2017-12-20 09:15

  本文关键词：西准噶尔晚泥盆世牙形石生物地层及其碳氧同位素组成　出处：《中国地质大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：晚泥盆世弗拉期-法门期(F/F)之交的生物灭绝事件,对地球环境与生命过程来说,都是一次重要的变革。该事件导致生物多样性锐减,浅海生态系尤其是礁生态系严重破坏。大量集中于欧洲、澳大利亚以及我国华南等地区的研究,为深入了解F/F事件的成因与机制奠定了重要的基础。近年来,随着洪古勒楞避难所的连续报道,大家开始关注F/F灭绝事件中避难所的成因以及作用。本文以构建西准噶尔F/F之交高分辨率牙形石生物地层为基础,以无机碳同位素、有机碳同位素以及牙形石氧同位素为切入点,同时参考沉积相与沉积微相等研究内容,综合讨论F/F之交生物与环境的相互作用以及洪古勒楞避难所的成因。本文测制了多条洪古勒楞组剖面,并以乌兰柯顺剖面为核心进行综合研究,取得了以下的新资料和新认识：在乌兰柯顺剖面358.3 m的地层中,共采集牙形石样品142个,约0.6吨,获得牙形石分子超过3000枚。其中F/F界线附近,采样间距最密处约8～10cm。经过系统鉴定,识别出Polygnathus、Palmatolepis、Icriodus、Mehlina、 Neopolygnathus、Branmehla、Bispathodus、Ancyrognathus及 Alveognathus(新属)共9属54种及亚种,其中包括1新属与16新种及亚种,另有1新种由于材料不理想,暂未命名。基于丰富的牙形石资料,首次依据icriodid演化谱系与polygnathid演化谱系分别建立了西准噶尔地区地方性牙形石带,自下而上,分别是基于icriodid演化谱系的Icriodus praealternatus ferus、I. cornutus、I. stenoancylus junggarensis、I. plurinodosus带；以及基于polygnathid演化谱系的Neopolygnathus huijunae、Neo. communis communis、Alveognathus pomeranicus、Polygnathus cf. szulczewskii、Alv. pseudocommunis带。其中法门期的开始是以Neopolygnathushuijunae种的首次出现确定的。该地方性牙形石带的建立,解决了长期以来西准噶尔地区浅水相地层牙形石与标准牙形石带对比的难题,也为区域性地层对比提供了新的标准。在新构建的高分辨率牙形石生物地层的基础上,系统分析了乌兰柯顺剖面的稳定同位素。其中无机碳同位素有3次比较重要的漂移,分别为F/F之交的正偏、洪古勒楞组中段底部的负偏以及洪古勒楞组中-上段之交的正偏。两次正偏对应初级生产力的增加,一次负偏对应火山爆发。洪古勒楞组下段的有机碳同位素则存在剧烈的波动,主要受控于海平面升降导致的陆源物质输入量的改变,表明在法门期早期,华力西造山运动比较活跃。同时,在牙形石相对富集层位,采用TC/EA方法对牙形石氧同位素进行了测试,在西准噶尔地区首次建立了古海洋温度变化曲线,结果显示在F/F之交,海水温度至少下降了8℃,快速降温过程一直持续到crepida带,之后进入缓慢降温阶段。而牙形石氧同位素曲线与无机碳同位素曲线变化趋势比较接近,但略滞后于后者,显示大气C02分压的突然改变,可能是造成全球降温的主要因素。洪古勒楞避难所中,保留的化石门类以腕足类、苔藓虫、双壳、介形虫、棘皮动物、龙介虫和牙形石为主(布龙果尔沟剖面中还见单体珊瑚和三叶虫),其中带壳化石多为厚壳类型,显示出典型的浅海温凉水环境特征。在洪古勒楞组下部,海陆交互相介形虫的出现,指示了淡化海特征,也正是由于该特征,使得通过牙形石氧同位素恢复古海水绝对温度非常困难。F/F之交的迅速降温,以及突然降温导致的底层缺氧水体上升,对洪古勒楞避难所内的温凉水动物群没有造成明显影响,一方面是由于该生物群对温度的耐受度区间较宽,另一方面,洪古勒楞避难所与外界海水交换速度慢,海洋底层缺氧水与养分随上升流上涌,都无法对这里造成明显影响,而地表径流提供了足够的营养物质。从而,形成了所谓的F/F之交洪古勒楞“生物避难所”。
【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】：Q915;P597

【参考文献】

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本文编号：1311548