峨眉山火山喷发时限及其与二叠纪生物灭绝事件的关系研究

论文摘要

目前普遍的研究观点认为峨眉山大火成岩省（Emeishan large igneous province, ELIP）的火山喷发与中二叠世晚期的end-Guadalupian生物灭绝事件存在因果关系,而地史上规模最大的晚二叠世P-TB （Permo-Triassic boundary, P-TB）生物灭绝事件则与西伯利亚大火成岩省火山活动有关。最近我们在ELIP东部贵州盘县地区发现由玄武质火山熔岩夹凝灰岩层保存完整的火山岩剖面,这一发现为约束峨眉山火山活动过程特征和时间及其与生物灭绝事件之间联系提供了宝贵机会。基于对本区野外地质、岩石学、地层学、孢粉学、地球化学以及锆石同位素年代学、Hf同位素与微量元素的研究工作,我们取得了以下主要研究结果：（1）经过详细的地质测量和钻孔编录,在本次研究剖面上共识别出了五个火山活动期次；其依次从老到新产生的火山熔岩与凝灰岩厚度占整个剖面熔岩与凝灰岩厚度百分比分别为4%和6%、74%和12%、13%和17%、4%和32%以及5%与33%；（2）野外地质观察与岩相学的研究显示本区早期与晚期火山活动分别发生在浅海相与陆相环境,与～260 Ma和～252 Ma区域上古地理格局相吻合；（3）5个LA-ICP-MS锆石同位素年代学结果显示ELIP火山活动在本地区存在两个明显的火山活动期,即早期-260 Ma-258 Ma与晚期～253 Ma-251 Ma的火山活动,古地理的研究支持本次锆石测年结果；而且锆石Lu-Hf同位素显示这两期火山活动可能均与峨眉山地幔柱有关联；（4）通过对晚期火山活动（-253 Ma-251 Ma）产生的火山岩岩相学与孢粉学的研究,发现共生的植物燃烧碎片或木炭碎屑,与区域上P-T界线处木炭碎屑层可能属于同一时代；同时这也从侧面印证了我们的测年结果是可靠正确的。综上,我们取得以下认识：ELIP火山活动在本地区存在两个明显的火山活动期：-260 Ma-258 Ma大规模的火山活动发生在浅海环境（熔岩占整个火山活动产生的熔岩～87%）,持续时间<3Ma;可能与end-Guadalupian生物灭绝时间存在时间上的吻合：相对较小的陆相火山活动发生在～253-251 Ma,但产生了大量凝灰岩（占整个剖面厚度的65%）,可能与P-TB生物灭绝事件存在时间上的密切联系,而且华南地区P-T界线处分布广泛木炭碎屑层可能是由晚期的峨眉山火山活动（～253-251 Ma）所导致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 地幔柱假说
• 1.1.2 大火成岩省
• 1.1.3 大火成岩省造成大规模生物灭绝假说
• 1.1.4 PTB生物灭绝事件
• 1.1.5 end-Guadalupian生物灭绝事件
• 1.2 选题依据及研究意义
• 1.3 研究现状与存在问题
• 1.3.1 西伯利亚大火成岩省
• 1.3.2 峨眉山大火成岩省
• 1.3.3 存在问题
• 1.3.4 研究现状小结及展望
• 1.4 技术路线与方法及研究内容
• 1.4.1 技术路线与方法
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 论文实物工作量
• 第2章 峨眉山大火成岩省概况
• 2.1 空间分布范围
• 2.2 高钛和低钛玄武岩
• 2.3 原始岩浆与熔融条件
• 2.4 酸性岩浆
• 2.5 隆升幅度与范围
• 2.6 喷发时限与持续时间
• 第3章 区域地质概况
• 3.1 地层
• 3.2 构造
• 3.3 岩浆岩
• 第4章 研究区地质概况及地质剖面特征
• 4.1 研究区地质概况
• 4.2 岩石地层剖面地质特征
• 第5章 岩石学、孢粉学与地球化学研究
• 5.1 岩石学特征
• 5.1.1 凝灰岩
• 5.1.2 植物燃烧碎片和木炭碎屑
• 5.1.3 火山角砾岩、集块岩与基性火山沉积物
• 5.2 孢粉学研究
• 5.3 岩地球化学特征
• 第6章 凝灰岩锆石微量元素、U-Pb年代学及Lu-Hf同位素
• 6.1 样品采集与实验方法
• 6.2 锆石阴极发光及微量元素
• 6.3 锆石U-PB年代学与Lu-HF同位素
• 第7章 峨眉山火山活动过程特征及其时间的约束
• 第8章 峨眉山火山活动与二叠纪两次生物灭绝事件之间的联系
• 第9章 主要结论与下一步工作建议
• 9.1 主要结论
• 9.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历及发表论文情况