南华纪间冰期海洋环境演化的高分辨记录与重建

Detailed investigation on oceanographic evolution during the interglacial Datangpo Formation of Nanhua period (Cryogenian) is important for better understanding the relationship between the environmental evolution and the emergence and expansion of early animals. The well-characterized successive Cryogenian-to-Ediacaran stratigraphic frameworks of the Nanhua Basin in South China provide the most complete sedimentary record of Upper Cryogenian System in the word, with a full record of the interglacial oceanographic history. This project is proposed to carry out a detailed geochemical investigation on the Cryogenian succession with primary focus on the interglacial Datangpo Formation. Sections from Hubei, Hunan, Guizhou, and Guangxi developed in different water depths will be chosen. Elemental and isotopic (including C, Cr, Fe, Mo isotopes) tracers related to redox state and primary productivity will be employed to perform the tasks. Main tasks of the projects are two-folds: (1) to reconstruct the interglacial oceanographic evolution with respects to redox state; (2) to provided a set of chemstratigraphic references for further stratigraphic and paleoceanographic studies on Cryogenian interglacial formations.

南华纪（成冰纪）间冰期海洋环境研究对深化新元古代环境演化及其与生物演化关系的认识具有重要意义。扬子地区广泛发育的南华系包括了从Sturtian冰期到Marinoan冰期的连续沉积，是全球最完整的上成冰系地层，系统地记录了成冰纪间冰期海洋演化的珍贵信息。本项目拟以湖北、湖南、贵州、广西等地广泛发育的沉积于不同盆地深度的南华系的福禄组及其之上地层为主要对象，以大塘坡组为重点，以元素地球化学和同位素地球化学为主要手段，在查明地质背景和细化年代学格架的基础上，高分辨率地综合提取关于古海洋环境的元素和同位素（包括碳、铬、铁、钼等同位素体系）指标，刻画南华纪间冰期的海洋结构与氧化还原状态，重建南华纪间冰期海洋环境的时空演化，深化对新元古代环境与生物演化的认识，并为全球南华纪（成冰纪）间冰期（大塘坡期）海洋环境演化研究提供参照标准。

南华纪(成冰纪)间冰期海洋环境研究对深化新元古代环境演化及其与生物演化关系的认识具有重要意义。我国扬子地区广泛发育的南华系是全球最完整的成冰纪沉积地层之一。在相关地球化学方法研发和完善的基础上，项目以元素地球化学和同位素地球化学为主要手段，重点对我国华南成冰系的地质背景、年代学格架及南华纪间冰期的海洋结构、氧化还原状态开展深入研究。取得了以下主要认识：1）成冰系存在长安/古城（铁丝坳）冰期及南沱冰期两个冰期，分别对应国际上的Sturtian冰期与Marinoan冰期，冰期内部存在相对温暖的解冻期，为幕式演化特征；2）华南大部分地区大塘坡组与上、下地层均为整合接触，保存了雪球地球事件之间的完整记录，限定Sturtian冰期的结束时间约为659 Ma；3）间冰期地层锰矿成矿过程可以分为沉淀和转化两个阶段，在氧化性的水体中，Mn以氧化物或氢氧化物的形式沉淀，在缺氧环境中，Mn氧化物或氢氧化物被有机物还原而转化生成菱锰矿；4）大塘坡期古海洋氧化还原环境存在动态演化特征，空间上，浅水区氧化程度较高，深水区较为还原，时间上，早期沉积阶段海洋处于还原环境，中晚期沉积阶段海洋逐渐氧化，到冰期将至，大气与海水物质交换隔绝，逐渐转变化缺氧硫化；5）成冰纪及其前、后时期，古海洋氧化还原环境与生物演化密切相关。项目成果刻画了南华纪间冰期的海洋结构与氧化还原状态，重建了南华纪间冰期海洋环境的时空演化，深化了对新元古代环境与生物演化的认识，并为全球南华纪间冰期(大塘坡期)海洋环境演化研究提供了参照标准。