menu:topRightMenu

华南二叠/三叠纪过渡时期同位素旋回地层:碳酸盐岩地层对比及成因解释指标

华南二叠/三叠纪过渡时期同位素旋回地层:碳酸盐岩地层对比及成因解释指标
华南二叠/三叠纪过渡时期同位素旋回地层:碳酸盐岩地层对比及成因解释指标
作者:李玉成(著)

图书详细信息:
ISBN:7-312-01308-2
定价:20.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:200306

图书简介:

  二叠/三叠纪之交,是地球历史上生物与环境变化的重要转折时期,发生了地球历史上规模最大的生物集群绝灭事件. 鉴于其成因的研究对协调当今人与自然的关系有重要启示意义,近年来一直是热点研究领域. 本书对华南晚二叠世至早三叠世初的碳酸盐岩进行了高分辨率的碳氧同位素地层研究,在同位素旋回地层识别和对比方面取得创新成果,建立了碳酸盐岩地层高精度划分对比的模式;在利用稳定同位素解释碳酸盐岩地层形成环境方面取得重要进展. 碳氧同位素和沉积记录表明,二叠纪末海洋为缺氧环境,伴随有大量的有毒气水化合物,而生物集群绝灭可能与气水化合物从海底的快速释放有关.
  本书可供从事沉积环境、地球化学、碳酸盐岩地层与古生物学等方面的研究人员以及大专院校相关专业的师生阅读和参考.

 

 

前言:

  二叠/三叠纪过渡时期是地球生物圈演化历史上最重要的阶段之一. 二叠纪末的生物集群绝灭事件造成90%的海洋物种消亡, 陆地上的物种也受到严重影响, 并伴生了一系列令人瞩目的事件,如海平面变化事件、缺氧事件和火山爆发事件等. 深入研究这种超大规模生态大崩溃的成因, 对协调当今人与自然的关系有非常重要的意义. 有鉴于此, 近年来相关的研究成果经常在著名学术刊物如《Nature》和《Science》上发表, 其中包括多篇我国地质古生物学家的文章. 研究二叠/三叠系界线地层的经典剖面位于浙江长兴煤山, 经我国几代地质古生物学家坚持不懈的努力,已有相当的研究积累,取得了丰硕的成果. 全球二叠/三叠系界线层型剖面和定点, 这颗国际地学界俗称的“金钉子”就被定址在煤山剖面. 这些成果的取得,主要得益于我国华南地区广泛发育的世界上少见的二叠/三叠系连续海相沉积剖面, 以及多年的综合地层学研究. 这些研究成果为本书更深层次的探索提供了丰富的背景资料.
  华南地区所研究的二叠/三叠系连续海相沉积剖面中, 以海相碳酸盐岩沉积地层研究最为详细. 就海相碳酸盐岩沉积事件的识别与成因的研究而言,碳氧同位素方法可能是相当有效的研究手段. 以前的碳氧同位素地层研究大多集中于二叠/三叠系附近,着重于生物绝灭事件层位的识别, 而较少涉及二叠/三叠纪过渡时期高分辨率的碳氧同位素地层的背景演化,未能充分利用该界线地层已积累的大量的沉积学、古生物学等方面的弥足珍贵的资料, 并与碳氧同位素方法相结合, 来深入探寻生物集群绝灭过程中的环境背景变化. 本书主要对晚二叠世至早三叠世初,尤其是长兴阶地层,进行高分辨率的碳氧同位素旋回地层划分对比研究,并结合已积累的大量资料再造古环境演变历史,这些可能对深入认识二叠纪末期的生物绝灭事件的成因至关重要.
  书中涉及华南数十个二叠/三叠系连续海相沉积剖面的碳氧同位素地层研究,其中,着重于三个形成于不同沉积环境的剖面,探讨晚二叠世至早三叠世初的灰岩碳氧同位素旋回地层与序列,它们是位于华南碳酸盐岩台地海水通道上的浙江长兴煤山剖面、四川广元上寺剖面和碳酸盐岩台地内部的江西上高七宝山剖面. 在生物地层框架中,对比其δ13C值和δ18O值变化曲线,判定旋回级别,结果表明相同层位、级别的碳氧同位素旋回地层能较好地追踪对比.
  书中有重点地对长兴煤山D剖面长兴阶进行高分辨率的碳氧同位素地层研究,对四十多米的灰泥岩沉积,系统地分析了159个长兴期碳酸盐岩δ13C值和δ18O值的数据. 在长兴阶灰岩地层中,识别出八个碳氧同位素序列和三个四级碳氧同位素旋回. 由下至上,三个四级碳氧同位素旋回地层分别为长兴早期的Palaeofusulina minima旋回、长兴中期的Crurithyris—Geinitzina—Clarkina subcarinata 旋回和长兴晚期的Palaeofusulina sinensis旋回, 这些同位素旋回地层在华南可追踪对比. 华南长兴阶碳氧同位素地层的详细划分和对比,进一步提高了长兴阶地层的对比精度.
  书中以同位素地球化学方法与古生物地层学相结合,借鉴层序地层学的原理,在同位素旋回地层的识别和对比方面取得重要进展. 同位素地层研究表明, 华南晚二叠世有两个三级碳氧同位素地层旋回,而早三叠世初有一个三级碳氧同位素地层旋回. 早期的三级旋回属吴家坪阶下、中部;而随后的三级旋回属吴家坪阶上部至长兴阶,包括四个四级旋回,其中,吴家坪晚期一个,长兴期三个;晚期的三级旋回属格里斯巴赫阶,包括底部的一个四级旋回. 江西上高七宝山剖面长兴组中上部属长兴期,而厚度约90 m的长兴组下部沉积,即含虫Gallowayinella meitienensis的地层,可能属于吴家坪晚期.
  书中尝试性地探讨利用同位素地层来解释海相碳酸盐岩的形成环境, 在碳氧同位素地层旋回和海平面变化的关系方面提出了独到的见解,这为岩性单调的碳酸盐岩地层进行层序地层研究提供了新思路. 研究发现, 碳氧同位素高值区与高海平面相应,而低值区与低海平面相对应.把三级、四级碳氧同位素地层旋回解释成与三级、四级全球海平面变化相对应是符合华南地质实际的. 碳氧同位素和沉积记录表明, 华南二叠纪末海洋为缺氧环境,伴随有大量的有毒气水化合物,而二叠纪末的生物集群绝灭可能与有毒气水化合物从海底的快速释放有关.经高分辨率的碳氧同位素地层标定,缺氧事件持续时间约为6~10万年,而生物集群绝灭事件持续时间约为2~3万年,造成的δ13C值负漂移幅度达5‰左右.
  需要说明的是,著者写这本专著实在有点愧不敢当. 之所以斗胆来写,主要源于本人正在进行的国家和安徽省自然科学基金项目对现代水污染生态系统调查研究所受的启发. 现代环境的有毒气水化合物对生态系统的影响是灾难性的,有些现象可能会在地质历史中留有遗迹. 为此,著者全面整理了二叠/三叠系界线地层的地质地球化学资料,以追寻环境变化与生命过程.
  这里特别要提出的是, 我的博士研究生导师、国际地层委员会前二叠系分会主席、著名古生物地层学家、中国科学院院士盛金章研究员不仅悉心指导和审阅书稿,而且为本书作序,予以介绍和推荐. 在成书过程中,承蒙徐永昌、周祖仁、穆西南、方宗杰、廖卓庭、金玉、张忠英、张景荣诸位教授审阅书稿,并提出许多宝贵意见. 野外工作得到周祖仁教授、王成源教授、覃兆松高工和朱湘水教授的帮助. 在室内的碳酸盐岩同位素样品制备过程中, 中国科学院兰州气体地球化学国家重点实验室提供制备实验室和生活条件, 方便作者完成三百多个样品的前处理制备工作,并得到文启彬研究员、辛育霖高工、丁安娜副研究员的帮助,文启彬研究员、何斌助研帮助完成样品的质谱测试. 在研究过程中,中国科学院南京地质古生物研究所许多专家提供丰富的资料供参考,中国煤田地质勘探局李文恒高级工程师惠允利用有关剖面资料. 另外,黄宝玉教授、郑祖庥教授、栾冰老师、程振发高级工程师、陈曦华同学以及安徽大学领导和科研处的老师们也给予了真诚的关心和大力支持. 在此,著者谨向上述提及的个人和单位致以衷心的感谢.
  本书涉及地学的诸多领域, 限于作者的水平, 书中的观点和见解难免有所偏颇和不妥, 敬请读者不吝赐教.

李玉成
2003年仲春于庐阳西苑

目录:


前言

第1章 绪论

第2章 华南晚二叠世古地理背景和研究剖面的选择

第3章 华南二叠/三叠系代表性剖面碳氧同位素旋回地层划分

第4章 华南二叠/三叠纪过渡时期碳氧同位素旋回地层对比

第5章 碳氧同位素旋回地层对古环境变化的响应

第6章 结束语

参考文献
英文摘要
附录 1 长兴煤山P/T界线D剖面记述(英文)
附录 2 原始碳氧同位素数据



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号