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胡文瑄教授课题组在华南奥陶纪末烃源岩发育时期的火山作用研究领域取得重要进展

发布时间:2019-05-08 浏览次数:3919

奥陶纪末至志留纪早期,发生了全球第一次大规模生物灭绝事件(4.45 亿年前),也是华南最重要的烃源岩发育时期,我国目前最主要的页岩气就产于此中。是什么原因导致了这次生物大灭绝?烃源岩的产出与大灭绝事件以及环境演化存在怎样的内在联系?这些问题的解决将丰富我们对地球生命演化的认知,同时也可为非常规页岩油气的形成机理研究与勘探预测提供指导。已有研究表明火山活动与这次生物大灭绝及相关的环境演化、烃源岩发育之间存在密切关系,但是其影响机理研究薄弱。在奥陶纪末期,华南与全球其他地区的造山作用引发了大量火山喷发,他们被完好地记录在临近造山带的海洋沉积物之中。这些记录了火山作用的海洋沉积物,成为解开火山作用对生命演化与全球环境变迁影响机制的关键。

最近,胡文瑄教授课题组在江苏镇江发现了富含火山灰夹层(大于100层)的奥陶纪海相地层典型剖面。通过古生物鉴定、火山灰锆石年代学与元素和同位素地球化学分析,发现火山活动持续了至少两千两百万年(449.3 ± 3.6 Ma 427.6 ± 4.1 Ma),并首次提出了大灭绝事件在华南地区的起始时间是445.14 Ma。这一年龄与国际地层委员会划分的参考年龄(445.2 ± 1.4 Ma)十分接近,也为大灭绝事件及环境演化的全球对比提供了精确的时间框架。此外,地球化学分析指示火山喷发从下至上具有两种不同的物质来源。早期喷发以偏基性母岩为主,含有大量地幔组分。晚期喷发则以偏酸性母岩为主,含有大量地壳组分。这很好地解释并支持了火山作用导致奥陶纪末期海水锶同位素急剧降低这一假说(图1),同时也为存在争议的华南早古生代构造背景研究提供了新的视角。从空间上看,火山灰的产出与烃源岩的发育层位具有较好的耦合关系,表明火山物质的输入可能促进了初级生产力,是有烃源岩大量发育的重要原因之一。

1奥陶纪—志留纪之交全球火山喷发与环境演化

该成果以“Duration, evolution, and implications of volcanic activity across the Ordovician-Silurian transition in the Lower Yangtze region, South China”为题发表于地球科学领域著名期刊《Earth and Planetary Science Letters》(2019, v518)。真人赌钱手机版16级博士研究生杨生超为论文第一作者,胡文瑄教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目(41830425)与国家科技重大专项(2016ZX05002-006-005)的联合资助。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.04.020



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