论文题目: 四合屯地区义县组火山活动与生物灾难事件耦合关系
论文类型: 博士论文
论文专业: 矿产普查与勘探
作者: 陈树旺
导师: 金成洙
关键词: 火山活动,生物灾难事件,义县组,耦合关系,四合屯
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 四合屯地区是开展中生代火山活动与生物灾难事件耦合研究的典型地区。在区域地层划分和火山活动特征研究的基础上,本文以义县组化石及其围岩和相关的火山活动产物等为重点研究对象,开展了火山地质学、地球化学以及地层古生物学方面的系统研究,从时间、空间和物质组分特征等方面查明了生物灾难事件与火山活动的耦合关系。本文首次确定了化石层内火山物质的来源地并深入探讨了导致生物灾难事件的火山活动类型及其影响范围。提出了根据生物灾难特点、运用化石及其围岩地球化学异常探索古生态环境突变的新学术观点。这项研究将推动“热河生物群起源、辐射及灾难事件发生的地质背景”等重大理论问题的解决,有助于深入认识“火山活动”——这一重大地内事件的环境效应。主要研究进展有: 1. 根据火山活动特征和区域地层对比,将四合屯地区的义县组地层划分为三个岩性段,指出它们分别是早、中、晚三期火山活动的产物。2. 确认热河生物群化石的主要赋存层位是义县组一段凝灰岩类和二段的湖相沉积岩,具有粗、中、细3 个埋藏相。本文确定了“鹦鹉嘴龙”、“水生生物”以及“鸟类、爬行类等陆生脊椎动物”三种灾难事件类型。3. 本文分析了化石层内火山活动记录及其同位素年龄,查明了生物灾难事件与火山活动在时间、空间和物质组分特征等方面的耦合关系。首次确定化石层内火山物质的来源,指出后燕子沟火山机构和李八郎沟火山机构分别为义县组一段鹦鹉嘴龙化石层和义县组二段湖相化石层内火山物质的主要来源。4. 通过地球化学异常分析发现,热河生物群的古生态环境曾出现过氧化-还原环境的剧烈变化以及湖盆盐度和水位的动荡。进一步研究发现,火山活动导致了古生态环境中As、Hg 、S 等有毒、有害元素异常的增高。热河生物群灾难事件的发生层位(如SYP1 的39 层)多是古生态环境的突变层位。5. 运用元素生物地球化学异常对比,作者进一步确认义县组化石与其围岩在有毒、有害元素异常方面存在的一定的耦合关系:其有毒有害元素含量均呈现一定的高异常。化石自身的Ba、Sr 和ΣREE 含量甚至远远超过了围岩。本文讨论了导致生物灾难事件的火山灾害类型及其影响范围,初步建立了火山活动与生物灾难事件的时空演化模式。全文约十二万字,
论文目录:
独创性声明
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 前言
1.1 研究目的及意义
1.2 研究现状及发展趋势
1.3 研究内容
1.4 研究方案
1.5 方法、手段
1.6 本项研究的创新处
第二章 区域地质背景
2.1 区域构造地质特征
2.1.1 NW 向断裂构造
2.1.2 NE 向断裂构造
2.1.3 NEE 向断裂构造
2.2 区域地层产出状况
2.2.1 侏罗系地层
2.2.2 白垩纪岩石地层
2.3 本章小结
第三章 义县组火山活动特征
3.1 火山岩类型
3.1.1 火山熔岩类
3.1.2 火山碎屑岩类
3.1.3 玄武玢岩类
3.2 火山岩相
3.2.1 爆发相
3.2.2 喷溢相
3.2.3 火山通道相
3.2.4 次火山岩相
3.2.5 爆发—沉积相
3.3 火山活动期次的划分
3.3.1 义县组早期火山活动
3.3.2 义县组中期火山活动
3.3.3 义县组晚期火山活动
3.4 义县组火山-沉积岩的主量元素特征
3.4.1 义县组火山活动早期火山-沉积岩主量元素特征
3.4.2 义县组火山活动中期火山-沉积岩主量元素特征
第四章 热河生物群化石产出特征
4.1 热河生物群的化石组合
4.1.1 植物
4.1.2 孢粉
4.1.3 木化石
4.1.4 腹足类
4.1.5 双壳类
4.1.6 叶肢介
4.1.7 介形类
4.1.8 昆虫
4.1.9 鱼类
4.1.10 爬行类
4.1.11 鸟类
4.1.12 哺乳类
4.2 化石产出层位及其地质特征
4.2.1 义县组一段的含鹦鹉嘴龙化石层
4.2.2 义县组二段珍稀化石层
4.3 化石埋藏状况与生物灾难事件
4.3.1 粗碎屑相
4.3.2 中碎屑相
4.3.3 细碎屑相
第五章 义县组化石层内的火山活动记录
5.1 熔岩流——湖相枕状熔岩
5.2 火山碎屑、火山灰
5.3 火山地震
5.4 火山气体
5.5 义县组化石层中火山物质的来源分析
5.5.1 义县组一段化石层和火山岩类稀土元素特征
5.5.2 义县组二段化石层与火山岩类稀土元素特征
5.6 义县组化石层和相关火山岩的形成时代
5.6.1 义县组一段
5.6.2 义县组二段
第六章 地球化学异常与古生态环境变化
6.1 氧化-还原环境
6.1.1 SYP1 剖面
6.1.2 SYP2 剖面
6.1.3 SYP4 剖面
6.1.4 SYP9 剖面
6.1.5 稀土元素反应出的氧化还原状况
6.2 湖盆盐度和水位
6.2.1 SYP1 剖面
6.2.2 SYP2 剖面
6.2.3 SYP4 剖面
6.2.4 SYP9 剖面
6.3 火山喷气作用
6.3.1 利用包裹体分析推算出的火山气体的变化
6.3.2 利用岩性和主量元素分析推测的火山气体的变化
6.4 化石层的特征环境元素异常
6.4.1 特征环境元素的地球化学行为
6.4.2 主要剖面的特征环境元素异常
6.4.3 不同剖面的有害元素组合异常对比
6.5 化石自身的元素生物地球化学异常
6.5.1 化石的类型、产地及样品测试
6.5.2 化石的元素生物地球化学异常分析
6.5.3 化石与化石层的对比
6.6 对古生态环境突变研究方面的思考
第七章 火山活动与生物灾难事件时空演化
7.1 火山碎屑流与义县组一段鹦鹉嘴龙灾难事件
7.2 火山熔岩流与义县组二段水生生物灾难事件
7.3 火山喷气作用与鸟类和陆地脊椎动物灾难事件
7.3.1 现代火山气体特征
7.3.2 鸟类和爬行类等陆地脊椎动物灾难事件
7.4 火山活动与生物灾难事件的时、空演化模式
7.4.1 盆地雏形的产生和早期的热河生物群
7.4.2 第一次火山活动和生物灾难事件
7.4.3 火山活动间歇期和热河生物群的繁衍
7.4.4 火山喷气与热河生物群的灾难事件
7.4.5 火山灰沉降
7.4.6 结束期
第八章 结语
存在问题
致谢
参考文献
作者简历
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发布时间: 2006-03-01
参考文献
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