上扬子碳酸盐台地中二叠世后期萎缩的成因机制及其古海洋意义

Production of carbonates, mostly biotically, depends highly on biological systems and consequently on intrabasinal conditions (nutrients, temperature, salinity and redox). Depositional feature and architecture of carbonate platform gradually become more and more important in deciphering evolution of the earth system. The carbonate platform of the South China, exemplified by the Upper Yangtze region, experienced a transition from its zenith development to shrink in late Middle Permian, with process and controlling factors still to be desired. The present proposal, focusing on carbonate producing and depositional systems along the southern margin of the platform, intends to identify the type of carbonate platform, to constrain the time it starts to shrink as well as its process, and to further our understanding about the response of the platform to coeval biological and environmental events. The work will be of significance in researches relating to the driving mechanism of the pre-Lopingian mass extinction.

碳酸盐沉积物的形成与生物作用密切相关，也与古海洋条件(如营养、温度、盐度和氧化还原条件等)密切相关。碳酸盐台地沉积特征及时空演化已经成为恢复地球环境演化历史的重要载体。以上扬子地区为代表的华南浅水碳酸盐台地在中二叠世经历了由极盛到萎缩的转变，但是其演化过程(是被淹没还是被抬升暴露) 及控制因素仍是一个亟待解决的重要科学问题。在高精度年代地层框架下，选取台地南部地区开展碳酸盐生产-沉积体系综合研究，查明中二叠世上扬子碳酸盐台地及南部边缘的类型和特征，并通过古海洋环境条件恢复和台地边缘演化控制因素的研究，确定上扬子碳酸盐台地在中二叠世后期发生萎缩的时间和空间变化，探索上扬子碳酸盐台地南部边缘对中二叠世生物演化和古海洋环境变化的响应，对深入研究中二叠世生物(前乐平生物大灭绝事件)与环境(峨眉山玄武岩喷发等)相互作用、探索前乐平生物灭绝事件成因机制等具重要科学意义。

碳酸盐沉积物的形成与生物作用密切相关，也与古海洋条件密切相关。华南浅水碳酸盐台地在中二叠世晚期经历了由极盛到萎缩的转变。本项目聚焦孤峰晚期华南浅水碳酸盐岩台地的萎缩过程及控制因素，对深入认识该时期地球动力学背景、生物与环境相互作用等具有重要意义。.贵州位于晚古生代上扬子碳酸盐岩台地南部，在二叠纪期间极具代表性，是本项目研究的重点地区。本项目研究表明，孤峰中-晚期黔中威宁-水城-毕节-贵阳-遵义一带，呈现出多个水深相对较大的台盆，整体组成一个相对较宽的相带。该带南部可能与河池-南丹-水城裂陷槽相连。该带孤峰晚期“白泥塘层”硅泥质沉积属较深水沉积，相带边缘发育斜坡重力流沉积；遵义一带中心地区古氧相以贫氧相为主，局部达厌氧相。硅质岩的沉积学和地球化学分析结果，不支持其热水成因解释。锰矿(遵义锰矿)与较深水硅泥质沉积相伴出现，其Sr-Nd同位素分析结果也不支持热液成因。.翅蛤是典型的浅水海相自养生物，典型的特提斯暖水动物，也是前乐平生物大灭绝事件中灭绝的代表性物种。本项目首次在华南地区下-中二叠统中发现了翅蛤动物群，确定了其时空分布及生态条件，既证实了前乐平生物大灭绝重创光自养生物的特点，也表征了生物演化对热带浅水碳酸盐岩工厂的灾难性影响。对上扬子碳酸盐岩台地南缘茅口晚期碳酸盐岩沉积相及碳酸盐生产工厂分析表明，黔南地区自孤峰晚期开始经历了由热带浅水、暖水工厂到热带较深水、温凉水工厂的明显转变。这一碳酸盐生产工厂的急剧转变与当时热带浅海碳酸盐生产工厂被抑制或破坏有关，因此台地萎缩、台地边缘被淹没。.通过细致地层对比，华南碳酸盐台地萎缩经历了Roadian和Capitanian两期萎缩，Wordian期碳酸盐岩台地发育有所复苏。华南二叠纪孤峰晚期碳酸盐岩台地生产工厂特征及转变从另外一个侧面，反映了前乐平生物大灭绝事件的特征。