利用华南石炭-二叠纪牙形刺氧同位素记录限定晚古生代冰期的起止时间和规模大小

The Late Palazoic Ice Age(LPIA) is generally recognized as one of the most extensive glaciation in the Phanerozoic. however, there are different opinions concering this ice age's onset and termination timing, and ice volume. The oxygen isotope composition preserved in conodont apatite is a newly developing but powerful proxy in reconstructing palaotemperatures of the ancient ocean and estimating ice volumes stored in polar regions during a glaciation prevailed period. In this proposal, we intent to carry a detalied oxygen isotope analysis to Carboniferous-Permian conodont apatite from Naqing Section and nearby Narao section, both locate in Luodian country, Guizhou Province, and are characterized by continuous Carboniferous-Permian slope deposits with abundant conodonts. This work is expected to present a high resolution and continuous Carbonoferous-Permian oxygen isotope record which will provide key information about the duration and magnitude of the LPIA. In addition, the Carboniferous-Permian fossil diversity will be examined in the context of palaeotemperature changes inferred from this oxygen isotope record.

晚古生代是显生宙主要的成冰期，但关于这次冰期起止时间和规模大小等问题还存在争论。牙形刺磷灰石的氧同位素组成是目前重建地史时期海水温度，推测大陆冰川规模的重要手段。本项研究拟通过对早石炭世至中-晚二叠世地层连续发育并含丰富牙形刺化石的黔南地区的两个剖面进行系统的牙形刺氧同位素研究，获得一条连续的高分辨率石炭-二叠纪牙形刺氧同位素曲线，从而限定晚古生代冰期起止时间、推测其规模大小，并探讨温度变化与当时生物多样性变化之间的关系。

石炭－二叠纪是显生宙以来最大规模的成冰期，给地球系统带来了深远地影响。现阶段对晚古生代冰期的认识主要来自冈瓦纳大陆直接冰川沉积记录，但这些记录常常缺乏精确的年代控制且易于受到后期冰川侵蚀造成地层记录不完整的影响。牙形刺磷灰石的氧同位素组成是目前重建地史时期海水温度，推测大陆冰川规模的重要手段。本项研究通过对当时位于低纬度地区的华南石炭-二叠纪沉积岩中的牙形刺化石进行系统的氧同位素分析，通过氧同位素的变化定量限定晚古生代冰期的起止时间、发育历史，并对冰期发展与生物演化之间的关系进行了详细研究。通过三年的工作，主要取得了如下进展：.1. 在华南获得了一条完整覆盖整个晚古生代冰期（包含312个数据）的牙形刺氧同位素曲线， 这是目前来自同一地区记录晚古生代冰期最完整、最连续的高分辨牙形刺氧同位素曲线。.2.根据这些数据推测晚古生代冰期在密西西比亚早期的杜内期开始，并早二叠世空谷期结束，并认为最大的冰期可能出现在宾夕法尼亚纪早期，而不是根据冰川沉积记录所建议的早二叠世，这一新的观点得到其它地球化学数据（碳、氮、锶同位素）的支持，并与当时海平面变化以及板块运动所推测的冰川面积变化一致。.3.提出冰期在宾夕法尼亚纪早期的大规模的发育可能是导致石炭纪中期生物替换和多样性下降事件的原因。.4.在项目的资助下和现代古生物学和地层学国家重点实验室的支持下建立起了牙形刺磷酸盐氧同位素分析系统，目前这一系统运行良好，实验的分析精、准度到达国际水平。