皖南埃迪卡拉系皮园村组硅质岩成因与滇东北寒武系底界年代学研究

论文摘要

本论文就华南埃迪卡拉系硅质岩沉积的成因和前寒武纪-寒武纪界线划分的科学问题,选取了两条发育于扬子地台南缘,且连续完整出露埃迪卡拉系-下寒武统地层的典型剖面,应用岩石地球化学、化学地层学及放射性同位素年代学的研究方法,试图探讨埃迪卡拉纪海洋中富硅沉积物的来源和形成机制,厘定华南前寒武纪-寒武纪界线层位,并进一步限定华南寒武系底界的绝对年龄。为探讨皮园村组硅质岩的成因,本研究运用多种沉积地球化学指标并结合地质事实对埃迪卡拉纪晚期沉积于皖南蓝田地区的皮园村组硅质岩进行了综合研究。揭示该区皮园村组硅质岩具有海相沉积硅质岩典型的微晶石英结构和较高的Si02含量,具有Fe/Ti>20.Al/（Al+Fe）<0.4和Eu正异常的地球化学特征,结合Al-Fe-Mn图解结果,认为硅质岩含有来自海底热液流体的组分,而接近现代开阔洋海水的Y/Ho比值和海水型稀土配分特征则显示沉积水体主要为海水。硅、氧同位素在地层序列上无趋势性变化和较高δ30Si值指示硅质岩是由海水中的溶解态硅化学沉积形成,而不是由海底热液直接沉淀形成。氧同位素温度计也表明硅质岩形成于当时的常温海水环境。本研究提出一个新的硅质岩沉积模式：上升流作用使混合了海底热液而富硅的底层海水上涌,运移至远离喷口中心较远的相对偏酸性的海域,导致局部海水硅过饱和并发生二氧化硅的沉淀。皮园村组产出大量藻纹层和微体化石,并在顶部见有保存完好的埃迪卡拉纪微体化石Palaeopascichnus jiumenensis,表明本海域生产力旺盛,生物和有机质的降解作用产生的酸类物质可能降低海水中溶解硅的溶解度,间接促进了硅质岩的沉积。此外,本研究对云南永善肖滩剖面下寒武统朱家箐组待补段底部的火山凝灰岩层样品进行了高精度SIMS锆石U-Pb定年,同时对22个遭受放射性成因铅丢失程度较低的年龄数据进行了统计计算, 得到谐和年龄为538.5±1.6Ma（MSWD=0.0038）。肖滩剖面完整出露下寒武统的连续海相化学沉积岩地层,并保存有可全球对比的界线之上小壳化石带证据和寒武系底界显著的BACE碳同位素负漂移记录。这个新的年龄结果与纳米比亚(540.61+0.88Ma]和阿曼Salt Basin（540±0.13Ma）寒武系底界的年龄相近,表明538.5+1.6Ma可以作为华南寒武系底界的年龄,也同时验证了寒武系底部以813C负漂移（BACE）作为界线地层标志的可行性和寒武系底界标准年龄（540.61+0.88Ma）的正确性。鉴于肖滩剖面有着诸如小壳化石带分布和BACE等更可信的地层学划分依据,笔者认为肖滩剖面相比纽芬兰的GSSP在全球对比性上具有更强的说服力。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容
• 第二章 皖南埃迪卡拉系皮园村组硅质岩的成因
• 2.1 简介
• 2.2 地层剖面
• 2.2.1 区域地质背景
• 2.2.2 剖面描述
• 2.2.3 岩石学特征与化石记录
• 2.2.4 皮园村组的年代归属
• 2.3 地球化学研究
• 2.3.1 分析方法
• 2.3.2 分析结果
• 2.3.3 讨论
• 2.3.3.1 陆源物质的影响
• 2.3.3.2 沉积硅的来源
• 2.3.3.3 硅质岩的沉积模式
• 2.3.3.4 沉积环境探讨
• 2.4 小结与展望
• 第三章 滇东北寒武系底界年代学研究
• 3.1 研究现状
• 3.1.1 简介
• 3.1.2 寒武系底界年代地层划分
• 3.1.3 前寒武纪-寒武纪界线年龄
• 3.2 地层剖面
• 3.2.1 肖滩剖面描述
• 3.2.2 火山凝灰岩采样层位及岩性描述
• 3.3 实验方法
• 3.4 定年结果
• 3.5 讨论
• 3.5.1 肖滩剖面待补段底部的时代
• 3.5.2 华南寒武系底界的年龄
• 3.5.3 对全球前寒武纪-寒武纪界线划分的思考
• 3.6 小结与展望
• 主要认识
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 一、论文发表情况
• 二、参与项目情况
• 三、参与学术交流活动