奥陶纪-志留纪转折期扬子海氧化还原环境变化

奥陶纪-志留纪过渡时期是一个重要的地质转折期，全球气候、海洋环境和生物界面貌都发生了重大的变化，在该时期发生的海洋生物集群绝灭事件是显生宙五大生物绝灭事件之一。海洋生态环境，特别是氧化还原环境与生物演化关系密切。然而目前对奥陶纪-志留纪过渡时期海洋氧化还原环境变化、动力机制以及与生物绝灭的关系尚缺乏深入研究。本项研究将选择扬子地区上奥陶统-下志留统典型沉积相带（浅水相、深水相）的连续剖面，对其进行详细地层-沉积学和地球化学研究，利用指示海水氧化还原的地球化学参数（DOP、IA、黄铁矿硫同位素），阐明该时期水体氧化还原环境高分辨的变化过程及动力机制，进而探讨该时期海洋氧化还原环境变化与生物绝灭事件的内在联系。本项研究对于了解重要地质历史时期海洋氧化还原环境变化、缺氧环境形成机制、海洋-大气-生物圈相互作用特点和地球表层演化具有重要的理论意义。

扬子地区上奥陶-下志留统黑色岩系沉积特征、生物群、元素地球化学以及同位素地球化学等方面都具有独特性，是重大地质事件沉积的物质反映。本课题从沉积学、古生物学和地球化学等方面，特别是元素地球化学、同位素地球化学方面，探讨了扬子地区上奥陶-下志留统黑色岩系形成时的古海洋氧化还原环境特征，并建立了相应的环境变化模式，主要取得如下认识:.扬子地区上奥陶-下志留统岩石类型以黑色页岩为主，其次有泥质岩、介壳灰岩、硅质岩和粉砂岩等。晚奥陶世-早志留世时期，扬子地区表现为一种隆凹相间的地层格局，这种格局导致古扬子海与外海隔离，形成滞流、缺氧的陆表海环境，成为大面积黑色岩系发育的主要因素。.扬子地区上奥陶-下志留统有机碳同位素从五峰组笔石页岩段逐渐正漂，在观音桥段达最大值；随后在龙马溪底部剧烈负漂。扬子地区奥陶-志留系界线剖面的有机碳同位素变化曲线，不仅可以作为划分地层界线的一种有效手段，而且反映了海洋原始生产率的变化情况。碳同位素演变曲线说明在晚奥陶-早志留世期间发生了全球性的有机碳埋藏增强的过程，海水缺氧事件的发生应是导致有机碳埋藏速率增加的主要因素。.晚奥陶世-早志留世，扬子地区从浅水到深水存在一个盐度逐渐变化的梯度，即表层水体严重淡化，深层水体盐度正常。盐度分层有利于底水缺氧环境的形成。扬子海盆五峰期是一个上部氧化且低盐度，下部缺氧且正常盐度的海洋；在五峰组上部观音桥段沉积时期，稳定的缺氧底水情况被冷的、富氧的水体循环所打破；龙马溪期，水体又回到了分层和缺氧的环境。