华南鄂西地区发现晚三叠世卡尼期潮湿事件的新证据

华南鄂西地区发现晚三叠世卡尼期潮湿事件的新证据
2022年06月23日 17:00 媒体滚动

“卡尼期潮湿幕”(Carnian Pluvial Episode,简称CPE)是发生在距今约2.4亿年晚三叠世卡尼期的全球气候变化和沉积事件。该事件反映了以干旱为主的晚三叠世时期气候被多期次强降雨的潮湿气候所替代,并随之出现的一系列生物灭绝辐射及沉积序列变化的地质现象。

近年来卡尼期潮湿事件成为地质学界的研究热点,国外也报道过该事件在西特提斯地区的诸多记录;而对于我国所处的东特提斯地区,目前仅在四川、贵州、陕西和山西等地有报道。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所王永栋研究员团队李青博士,与爱尔兰都柏林大学圣三一学院Micha Ruhl博士、曲阜师范大学谢小平教授等同行合作,对华南鄂西地区海陆过渡相巴东组上部沉积地层开展了全岩有机碳同位素分析研究。研究发现在湖北地区存在卡尼期潮湿事件的地球化学证据。该项研究成果近期发表在国际刊物《远古世界》(Palaeoworld)。

研究结果表明,在鄂西地区巴东组上部沉积中,随着碳同位素值(-21.2‰ - -26.2‰)的波动,出现了3次碳同位素值负偏(NCIE)。碳同位素负偏被作为卡尼期潮湿事件的显著特征之一,已被广泛地记录在海陆相沉积序列中。此次鄂西地区的记录与西特提斯晚三叠世卡尼期海相地层(意大利和匈牙利)所出现的有机碳同位素负偏次数及幅度均极为相似,并可与华南贵州地区海相卡尼期有机碳同位素的负偏进行对比。结合剖面岩性变化分析,研究团队认为巴东组上部碳同位素值负偏主要是由降雨量的增加所引起,由此推断出当时鄂西地区以海陆过渡相的温暖湿润气候为主。

通过对该事件在东特提斯华南海陆过渡相中响应的认识,研究团队认为巴东组三段的地质时代应由中三叠世延至晚三叠世卡尼期,并且这与锆石U-Pb测年证据所提出的时代结论相一致,具有重要的地层划分对比意义。本次发现也是华南湖北地区首次报道的卡尼期潮湿事件记录,为该全球气候事件提供了新证据,对理解东特提斯海、陆环境中的卡尼期潮湿事件具有重要意义。

本研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导B类科技专项和南京古生物所古生物学与地层学国家重点实验室联合资助。

论文相关信息:Qing Li, Micha Ruhl, Yong-Dong Wang*, Xiao-Ping Xie, Peng-Cheng An, Yuan-Yuan Xu, 2021. Response of Carnian Pluvial Episode evidenced by organic carbon isotopic excursions from western Hubei, South China. Palaeoworld, 31(2): 324-333. DOI: 10.1016/j.palwor.2021.08.004.

图1 湖北鄂西地区研究剖面晚三叠世地层柱状图及地层出露情况图1 湖北鄂西地区研究剖面晚三叠世地层柱状图及地层出露情况
图2. 鄂西地区晚三叠世早期沉积的有机碳和总有机碳同位素负偏变化(NCIE)
图2. 鄂西地区晚三叠世早期沉积的有机碳和总有机碳同位素负偏变化(NCIE)
图3 卡尼期潮湿事件在东、西特提斯地区的记录以及碳同位素变化对比图3 卡尼期潮湿事件在东、西特提斯地区的记录以及碳同位素变化对比
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