神农架地区南华系南沱组沉积特征及其古环境意义

The Cryogenian period, as the eve of early metazoan rise and eukaryotic radiation, is noted for global glaciation. Significant changes in paleoenvironment and paleoclimate is regarded to potentially impact on biotic events. Therefore, this period has been focused by the geologists all around the world. There is more recent advance sharpening our understanding about extent, episodes and depositional synchroneity of the Cryogenian glaciation. The Nantuo Formation, as the stratigraphic equivalent of Marinoan-age glaciations in the late Cryogenian (Nanhua) in South China, is characterized by a suite of glaciogenic successions. Particularly, The Nantuo Formation is well-exposed and contains macroalgae fossils implying the occurrence of ‘life oasis’ in ice ages in the Shennongjia area. In this proposal, we plan to carry out systematic investigations into the Nantuo deposits from the eastern and western Shennongjia. Sedimentological, petrological and geochemical methods are supposed to be involved to uncover depositional process of the Nantuo Formation and its paleoenvironmental significance.

新元古代成冰纪以全球性冰期事件而闻名，这一时期正好也是后生动物出现和真核生物辐射阶段的前幕，环境和气候的剧烈波动可能对生命演化事件产生潜在影响，因此成冰纪冰期相关研究意义重大。近年来，国际成冰纪地层的研究报道对冰川作用的发育规模、多期次性和沉积记录的等时性等问题提出了新的认识，引发了对成冰纪冰期地层研究的关注和新思考。我国华南（扬子）地区南华系南沱组是分布最为广泛且稳定的成冰纪（南华纪）冰期地层，其中，神农架地区南沱组地层出露良好，岩石类型丰富，并有作为冰期期间“生命绿洲”关键证据的宏体藻类化石报道，是研究该时期环境事件和生物事件的理想地区。本项目拟在神农架东部和西部两个地区对南沱组进行沉积学、岩石学和地球化学综合研究，系统分析其成因，并结合其沉积背景时期的宏体藻类化石信息，重新解析南沱冰期沉积演化过程和其古环境意义。

新元古代成冰纪发育地质历史时期最大规模全球性冰期，这一时期正好也是后生动物出现和真核生物辐射阶段的前幕，因此成冰纪冰期相关研究对探讨该时期生物环境剧烈变化和相互作用意义重大。我国神农架地区南沱组对应于成冰纪Marinoan冰期，发现了该时期作为“生命绿洲”关键证据的宏体藻类化石，是研究该时期环境和生物事件的难得材料。本项目对神农架东部面积约20km2的范围内南沱组开展了系统野外调查，并重点对六个露头剖面南沱组开展了详细沉积学工作，创新性的利用砾石形态统计、显微构造等第四纪冰期沉积研究方法，取得了一些重要认识。研究结果表明：南沱组主要由杂砾岩、砾岩、含砾砂岩、粉砂岩和黑色页岩5种岩石类型组成，代表了冰下、近缘冰海、远缘冰海和正常海相环境。从杂砾岩到含砾砂岩到粉砂岩或黑色页岩的地层序列代表了完整的冰消沉积序列。根据研究剖面的厚度和岩相变化，推测南沱组沉积在一个复杂的冰川剥蚀面之上，盛冰期冰川剥蚀切割至下伏神农架群，东部以冰川剥蚀作用为主，仅记录了少量冰下沉积，向西过渡至冰海环境，最西段的宋洛剖面南沱组记录相对最全，共识别出3次冰进冰退旋回。我们的研究支持了南沱组冰川成因，并识别出具体的沉积环境和冰期演化动态，同时证明了神农架地区东高西低的古地理格局。此外，宋洛（宋洛生物群）真核大型藻类的出现可以解释为它们位于远离冰盖边缘的远陆架区域，这种环境减少了悬浮沉积物负荷，同时提高光的可得性，为宏体藻类的生存提供了有利条件，宋洛生物群化石空间分布的局限性是由于宋洛地区局部地形低洼背景。