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托阿尔期大洋缺氧事件在中国陆相地层的碳循环扰动响应
2025年
早侏罗世托阿尔期早期的大洋缺氧事件(Toarcian Oceanic Anoxic Event,T-OAE)是中生代发生的一次剧烈的环境扰动事件,伴随着全球碳同位素负偏、快速升温、金属中毒等。然而,对这一事件的研究主要集中在特提斯洋等海相地层,陆相地层研究比较薄弱。前人运用沉积学、古生物学、同位素地层学等多学科交叉,发现T-OAE在中国四川盆地、金羊盆地、柴达木盆地等陆相地层中有明显的响应,并且碳同位素发生了-1.3‰~-7‰负偏,最大负偏移量达到-12.5‰,其偏移可能为Karoo-Ferrar大火成岩省喷发,导致大量的^(12)C释放,引起了一系列气候—环境—生态变化。换言之,Karoo-Ferrar大火成岩省(KFLIP)引起温度升高,甲烷水合物分解,进一步加剧变暖,使得大量的甲烷或CO_(2)进入大气中;温度升高也伴随着从湿地、永久冻土、冰盖、植被野火中释放出大量的甲烷或CO_(2)作为碳源,从而引起了碳同位素负偏移。虽然这些机制与温度升高以及正反馈气候作用有关,但不是引起T-OAE碳同位素偏移的必然控制因素。总之,KFLIP可能是T-OAE的导火线,造成了碳循环出现幕式扰动。研究结果可以与同时期海相地层进行综合对比,为精确厘定T-OAE层位提供可靠依据;进一步探讨碳循环扰动的影响因素,也可能为更全面地了解早侏罗世托阿尔期大洋缺氧事件在陆相地层中的气候—环境响应提供新的思路。
陈兰达雪娟朱章雄徐桂文毛伟丞黄文科夏芳杨佩琳骆宇晗廖显娇
关键词:侏罗纪陆相地层
早侏罗世托阿尔期大洋缺氧事件的天文年代学对比研究
2024年
早侏罗世的托阿尔期(Toarcian)大洋缺氧事件(T-OAE)以重大的碳同位素负偏移(nCIE)、生物灭绝、海侵和全球变暖为特征。早托阿尔期古气候系统的根本转变与全球碳循环发生剧烈扰动直接相关。与T-OAE相关的nCIE在许多地方具有类似的碳同位素偏移特征,并且有证据表明海洋碳同位素变化记录了天文强迫信号。由于全球各个剖面T-OAE年代学约束仍存在不确定性,制约了对这一全球性事件成因机制的认识。针对这个问题,本研究利用时间序列分析方法,重新分析了12个全球不同地区T-OAE剖面的碳同位素序列。结果显示:研究中所有剖面的起始时间均在182.50~183.05Ma之间波动,并且在nCIE中均记录了6个显著的碳同位素旋回,其中,西特提斯洋托阿尔期持续时间为600~670ka,泛大洋东北部和中部托阿尔期持续时间为610~620ka,泛大洋南部托阿尔期持续时间为610~640ka。通过对比西特提斯洋、泛大洋东北部和中部以及泛大洋东南部的托阿尔期剖面,揭示了全球碳循环在T-OAE时期的不同响应;通过分析地质记录中的旋回与天文信号之间的耦合关系,揭示了地球气候、火山活动和季风系统对地球轨道周期变化的高度敏感性。本研究加深了对T-OAE触发机制的理解,为综合利用地层学数据和天文模型来探讨古气候变化提供了新思路。
成乐乐金思丁韩中王嘉伟马超
关键词:米兰科维奇旋回
白垩纪大洋缺氧事件2(OAE 2)期间的百年到千年周期
2023年
太阳周期是地球气候系统的重要调节因素之一。深时地质时期由于时间跨度长以及高分辨率数据的缺乏,导致太阳周期的研究还存在欠缺。本研究以北美西部内陆海白垩纪Iona-1钻孔岩芯Eagle Ford组(42~153.41 m)为对象,以泥灰岩中明暗纹层的高分辨率(230μm)灰度数据为载体,开展了详细的旋回地层学分析。结果表明,白垩纪大洋缺氧事件2(OAE 2)期间存在781~1150 a、188~242 a、79~126 a、38~50 a的周期信号。通过与过去9400年以来重建的太阳总辐照度(TSI)对比,这些周期被解释为太阳周期中的Eddy周期(约1000 a)、de Vries-Suess周期(200~250 a)、Gleissberg周期(88~120 a),其中38~50 a的周期虽然在全新世太阳活动记录中未发现,但地质时期存在类似的周期,认为可能是Bruckner周期(30~50 a)。Bruckner周期仅在OAE 2期间存在,这可能是由于不同的沉积环境导致不同时间段对该周期的差异性响应。结合深时中已发现的一些太阳周期记录,本研究认为太阳活动在过去几十亿年中有效地影响了气候变化,从而影响沉积过程。太阳活动对陆地气候和大气-海洋过程产生影响,进而导致了海洋有机物含量、氧化还原条件和生物群落的差异。这些因素共同促成了北美西部内陆海白垩纪沉积物中毫米级明暗纹层的形成。上述研究成果可为深入了解OAE 2气候效应以及现今温室效应下的极端气候变化提供一定借鉴。
刘钰源唐闻强周羽漩周羽漩马超
关键词:白垩纪太阳活动
海洋大火成岩省与白垩纪全球大洋缺氧事件的研究进展
2023年
形成于白垩纪期间的3个海洋大火成岩省——Kerguelen大火成岩省、Ontong Java大火成岩省和Caribbean大火成岩省被普遍认为是造成白垩纪2次全球性大洋缺氧事件的原因。建立大火成岩省与大洋缺氧事件之间因果关系的前提条件是二者同时发生。然而,由于在研究海洋大火成岩省的喷发年龄时,常用的定年对象容易受到海水蚀变等作用的影响,导致获得的年龄并不能都代表火山活动的时间。通过对3个海洋大火成岩省的所有年龄数据进行收集、可靠性评估和筛选,发现现有的可靠年龄数据虽然能证明大洋缺氧事件发生时3个大火成岩省有同时期的喷发活动,但大火成岩省的喷发时长和喷发节奏等方面的特征尚不明确,其与大洋缺氧事件之间的因果关系还有待于利用更多的年龄数据进行深入研究。
江强江强
关键词:大洋缺氧事件
川东地区二叠系吴家坪组页岩中黄铁矿形态及其对大洋缺氧事件的指示意义被引量:6
2023年
通过川东地区二叠系吴家坪组页岩样品镜下薄片鉴定、X射线衍射分析、主微量元素测试等,对川东地区二叠系吴家坪组页岩中黄铁矿特征及缺氧事件进行了研究。研究结果表明:(1)川东地区吴家坪组页岩中矿物成分较为复杂,富含黏土矿物,黄铁矿发育,岩相主要划分为钙质硅质混合页岩、硅质页岩、黏土质页岩;(2)氧化-还原环境敏感参数U/Th,Ni/Co及V/Cr值指示研究区吴家坪组页岩的沉积环境整体为贫氧环境,并且在纵向上自下而上呈现由氧化环境向缺氧环境过渡的特征;(3)研究区页岩中草莓状黄铁矿的粒径为5.18~10.75μm,且在纵向上自下而上呈现逐渐变小的特征,这种粒径上的变化特征可视为其对二叠纪晚期大洋缺氧事件的响应;(4)由峨眉山玄武岩喷发所导致的缺氧事件涉及茅口组沉积晚期—吴家坪组沉积期—大隆/长兴组沉积期,自峨眉山玄武岩喷发开始,CO_(2)不断溶于水体,浮游生物大量增长,水中含氧量持续下降,至大隆/长兴组沉积时期川东地区水体已完全处于缺氧甚至硫化环境。
温思宇张兵张兵姚永君王艳杨凯
关键词:页岩大洋缺氧事件二叠系
早侏罗世大洋缺氧事件在塔里木盆地的响应被引量:2
2023年
早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件(简称“T-OAE”),被认为与Karoo-Ferrar大火成岩省爆发以及与甲烷气水合物有关的温室气体迅速释放导致全球变暖密切相关。该事件在特提斯洋区有较详细研究,但在陆相生态系统中的环境变化和沉积响应报道较少。本文报道了塔里木盆地北缘库车河地区的有机碳同位素地层数据,“东剖面”和“西剖面”中δ13C曲线总体的正偏移趋势被多幕次地快速负偏移打断,表明地表碳循环受到了巨大扰动。事件层内δ13C值的突然负向波动暗示了大气碳库在短时间内有相对轻同位素特征的碳注入,并呈现不稳定的、阶段性注入的特点,推测可能与增温引发的正反馈有关。沉积相突变与孢粉种类的衰减表明该区沉积环境发生了巨大变化;碎屑白云岩和紫红色泥岩的出现和湿生孢粉的衰减以及中生孢粉的出现,均表明在T-OAE期间塔里木盆地北缘气候转为干热。该研究报道了首个来自陆相沉积盆地边缘的T-OAE记录,对于深入理解二氧化碳浓度显著升高背景下引起的陆地系统响应具有借鉴意义。
邱若原方琳浩卢远征邓胜徽张新智吕沛宗任嘉豪黄汝婷房亚男张小宇李宏佳鲜本忠师生宝
关键词:早侏罗世塔里木盆地气候变化
白垩纪大洋缺氧事件2(OAE2)的天文年代学对比研究被引量:1
2023年
白垩纪中期大洋缺氧事件2(OAE 2)是地史时期一次全球性重大古海洋和古气候事件,记录了地球温室期全球碳循环扰动和地球系统反馈过程的重要信息。由于全球不同剖面OAE 2年代学约束仍存在争议,制约了对这一全球性事件成因机制的认识。针对上述问题,本研究选取了全球不同纬度带的8个剖面,通过对碳同位素和硬等温剩余磁化率数据进行旋回地层分析,开展了OAE 2天文年代学研究。结果显示,研究剖面的OAE 2发生时间被约束在94.55~93.98 Ma,结束时间被约束在93.80~93.17 Ma,持续时间为430~910 ka,不同剖面的OAE 2起止时间和持续时间存在差异。火山活动为海洋环境提供了营养物质,暂时性的全球海洋连通性影响了火山喷发物质搬运,季风强弱影响了陆源物质风化速率和火山喷发物、陆源剥蚀物的搬运,故剖面地理位置及其与火山活动区域的距离、海洋连通性和季风活动共同影响OAE 2的起止时间和持续时间。OAE 2的发生阶段大致与短偏心率调制周期极大值时期(即约2.4 Ma超长偏心率周期)或从较大值向极大值过渡时期对应,且天文理论曲线La2010d中约2.4 Ma超长偏心率周期也为极大值时期或从较大值向极大值过渡时期。在此天文轨道配置下,气候季节对比性明显增加,增强的季风降水导致陆地向海洋输送的营养物质增加,海洋初级生产力提高,造成海水缺氧,随后大量有机质的分解进一步导致了O2消耗,这些因素的共同作用可能促进了大洋缺氧事件的形成。相反,OAE 2的结束阶段与超长偏心率周期较小值时期对应,此时气候以低季节性对比为特征,季风降水减弱,水柱混合良好,从而提高海洋中间和底部水域O2浓度,这些因素的共同作用可能导致大洋缺氧事件的结束。在OAE 2期间,天文轨道周期驱动的季风强度的变化,通过影响陆源物质的剥蚀以及陆源和火山喷发物质的搬运、海洋�
李雪霜张坦马超
关键词:旋回地层学火山活动
藏南白垩纪大洋缺氧事件OAE2期间表层海水氧化还原条件研究
当前全球变暖对海洋生态系统和人类经济活动产生了重大影响,准确预测未来全球变化的趋势需要对深时温室气候演化有深入的了解。白垩纪是地质历史中典型的温室气候时期,期间发生了多次大洋缺氧事件,是研究极端温室气候条件下地球系统运行...
汪恒慧
关键词:氧化还原条件
巴基斯坦印度河流域下中侏罗统沉积学、生物地层学和托阿尔阶大洋缺氧事件研究
本研究通过使用碳酸盐稳定碳同位素δ13Ccarb、有机碳同位素δ13Corg、钙质超微化石和孢粉学等多种指标,报道并阐明了特提斯东部(巴基斯坦域)存在的托阿尔期海洋缺氧事件(T-OAE)。该研究还首次报告了另一个缺失的层...
Abdus Saboor
关键词:侏罗纪沉积学生物地层学
大洋缺氧事件金属稳定同位素研究进展被引量:3
2022年
白垩纪大洋缺氧事件记录了地球气候和古海洋环境的显著变化,是全球碳循环的主要扰动事件,受到了国内外学者的广泛关注。近20年来,随着金属稳定同位素测试技术的发展,越来越多的金属稳定同位素(例如钼同位素、锌同位素、铀同位素、铬同位素、镉同位素和钙同位素等)被用于研究大洋缺氧事件期间的环境变化。通过系统总结钼同位素(δ^(98)Mo)、锌同位素(δ^(66)Zn)和铀同位素(δ^(238)U)的地球化学性质以及在大洋缺氧事件中的研究进展,发现钼同位素主要用于指示局部海洋硫化和非硫化环境的转变过程;锌同位素多用于区分局部海洋对初级生产力、大陆风化以及沉积物埋藏/分解等过程的不同响应情况;铀同位素可以估算全球海底缺氧面积占海底总面积的比例,同时可以结合碳—磷—铀耦合模型模拟全球海洋对大火成岩省形成、大陆风化、生物活动等过程的响应机制。但目前这些金属稳定同位素在海洋体系中的循环分馏机制尚未完善,且研究对象主要聚焦于大洋缺氧事件OAE2的沉积记录,未来还需要更系统全面的研究。
李聪颖吴思璠
关键词:大洋缺氧事件钼同位素锌同位素铀同位素

相关作者

王成善
作品数:428被引量:4,586H指数:42
供职机构:中国地质大学(北京)地球科学与资源学院
研究主题:青藏高原 白垩纪 松辽盆地 羌塘盆地 藏南
伊海生
作品数:271被引量:2,293H指数:29
供职机构:成都理工大学沉积地质研究院
研究主题:羌塘盆地 青藏高原 新生代 地球化学 硅质岩
贾建忠
作品数:12被引量:50H指数:4
供职机构:中国地质大学(北京)
研究主题:有孔虫 大洋缺氧事件 白垩纪中期 白垩纪 晚白垩世
陈兰
作品数:30被引量:198H指数:9
供职机构:成都理工大学
研究主题:早寒武世 黑色岩系 缺氧事件 侏罗纪 黑色页岩
万晓樵
作品数:192被引量:1,302H指数:26
供职机构:中国地质大学(北京)
研究主题:白垩纪 松辽盆地 晚白垩世 白垩系 嫩江组