中高层大气环境变异及天气气候致灾效应——重大项目简介及最新进展

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作者 田文寿 卞建春 +7 位作者 陆高鹏 肖子牛 尹志聪 黄金龙 胡定珠 周放 张重阳 宋晓蕾 《大气科学学报》 北大核心 2025年第1期8-25,共18页

中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时,作为航空到航天的过渡空间,中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而,由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式,我国对中高层大气环... 中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时,作为航空到航天的过渡空间,中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而,由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式,我国对中高层大气环境变异及其天气气候致灾效应的认识还很薄弱。为了加深对中高层大气的认识,国家自然科学基金委资助了重大研究项目“中高层大气环境变异及天气气候致灾效应”,该项目旨在:1)发展中高层大气成分观测的新技术和方法,开展“天空地”一体化多要素协同观测,获取中高层大气的多时空尺度观测资料;2)研究跨大气层相互作用和多源扰动对中高层大气的影响,量化外部强迫因子和内部变率对中高层大气变异的影响及贡献;3)完善模式的中高层大气物理化学过程,发展中高层大气资料同化系统;4)揭示中高层大气环境变异对东亚极端天气气候的影响和机制,评估其致灾效应和风险。该研究将为防灾减灾、气候变化应对以及国防安全保障提供重要的科技支撑和决策依据。本文简要介绍了该项目的研究背景和内容、关键科学问题及最新研究进展。 展开更多

关键词 中高层大气 协同观测数据同化 化学-辐射-动力反馈 地球系统模式 极端天气气候事件

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9.2ka BP亚洲弱季风事件的模拟研究 被引量：1

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作者 王晶 孙炜毅 +3 位作者 何家智 刘健 宁亮 严蜜 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1189-1200,共12页

全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(Nan... 全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(NanjingNormalUniversity-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去21ka以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了9.2ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因。结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了9.6~9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了0.38Wm^(2),亚洲季风区夏季平均降水减少了0.17mmd^(-1)。而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响。NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加。热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风。 展开更多

关键词 亚洲季风 突变事件 地球系统模式 太阳活动 全新世

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华北克拉通古元古代石墨矿成因研究进展与问题 被引量：1

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作者 朱建江 张璐 +1 位作者 杨焰海 刘振宇 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3257-3280,共24页

华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果... 华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果的基础上,对华北克拉通周缘古元古代石墨矿床的分布规律、成因机制、形成时代,及其对地球早期环境演化的启示进行了系统归纳总结,并对存在的关键问题进行了探讨和展望。华北克拉通东部石墨成矿带从北到南石墨矿体主要产出在吉南地区的集安群、辽东地区的辽河群以及胶北地区的荆山群中;西部石墨成矿带中的石墨矿床主要赋存于乌拉山岩群和集宁群中;南部石墨成矿带中的石墨矿则主要出露于华北克拉通南缘太华岩群中。华北克拉通三条石墨成矿带中的石墨矿床具有一定的相似性,都属于区域变质型石墨矿床,含矿岩石都是变质表壳岩,包括含石墨斜长片麻岩、含石墨长英质片麻岩、含石墨透辉麻粒岩、含石墨大理岩等。石墨形态多以鳞片状为主,石墨碳质主要来源于有机物,局部混合有少量的无机碳。这三条石墨成矿带中的含矿岩石具有相似的沉积时代(2.0~2.2Ga)和变质成矿时代(1.8~1.95Ga)。华北克拉通周缘这些古元古代巨量石墨矿床的形成是古元古代生命繁盛的最有力证据,对地球早期环境演化具有重要影响:一方面,有机物的大量埋藏可以导致大气氧含量的升高以及碳酸盐碳同位素正向偏移;另一方面,这些埋藏的有机物在后期俯冲碰撞造山过程中将发生变质脱碳作用,消耗氧气并释放富集轻碳同位素^(12)C的CO_(2),这一过程可能会导致大气氧含量降低以及碳酸盐碳同位素值负向偏移。然而,古元古代巨量有机物的埋藏以及在后期碰撞造山剥蚀风化过程中对地球早期大气的影响具体有多大,还需要我们更多的地质数据来对其进行定量估算。华北克拉通周缘这些形成于古元古代的石墨矿床记录了有机物从埋藏到变质形成石墨的完整过程,是研究这些问题的理想对象,对于我们理解地球早期环境演化过程具有重要的意义。 展开更多

关键词 华北克拉通 古元古代 石墨矿 地球早期环境 大氧化事件

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白垩纪超静磁带短期负极性事件研究综述 被引量：1

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作者 张大文 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2326-2350,共25页

白垩纪超静磁带,又称白垩纪正极性超时(Cretaceous Normal Superchron,CNS,121.4~83.6 Ma),代表了地质历史时期的极端地磁场行为。开展CNS期间地磁场特征研究对于认识地球内部物理和化学过程(如外核流体运动、核幔边界热通量体制、地幔... 白垩纪超静磁带,又称白垩纪正极性超时(Cretaceous Normal Superchron,CNS,121.4~83.6 Ma),代表了地质历史时期的极端地磁场行为。开展CNS期间地磁场特征研究对于认识地球内部物理和化学过程(如外核流体运动、核幔边界热通量体制、地幔对流模式等)的异常变化具有重要意义。为此,笔者从极性倒转的角度对过去与CNS期间短期负极性事件相关的研究工作进行了系统梳理和总结,获得以下主要结论和认识:海相沉积、火山岩和陆相沉积记录共同指示CNS期间可能至少发生了7个(组)短期极性倒转事件,分别在中—晚阿普特期(被命名为M“-1r”或“ISEA”,118~116 Ma)、晚阿普特期—早阿尔布期(~113.3 Ma)、中阿尔布期(被命名为M“-2r”set,~108 Ma)、晚阿尔布期(被命名为M“-3r”set,~102 Ma)、晚塞诺曼期(~96 Ma)、晚土伦期(~91 Ma)和晚康尼亚克期—早圣通期(86~85 Ma),呈现全球同时性特征和4~6 Ma周期。但是,考虑到在古地磁采样与测试方法、地层定年、可能的重磁化和岩石磁学分析等方面存在的问题,对于CNS期间极性倒转事件的真实性及其发生时间、频率和持续时间等研究结果仍然具有争议。同时,短期负极性事件作为地球发电机数值模拟新的约束条件,有助于更加科学地揭示CNS期间地球内部独特的动力学变化过程以及与白垩纪中期全球地质事件在成因上的内在联系。下一步,开展白垩纪长时间尺度的高精度磁性地层学和地质年代学相结合的研究,以及针对负极性带的精细岩石磁学分析,是准确约束CNS期间短期极性倒转事件发生规律的关键。 展开更多

关键词 白垩纪超静磁带 短期负极性事件 全球记录 白垩纪中期 全球性地质事件 地球内部动力学过程 地球发电机模拟

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新元古代“雪球”事件对海水碳、硫同位素组成的影响 被引量：22

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作者 张同钢 储雪蕾 +2 位作者 冯连君 张启锐 郭建平 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期487-493,共7页

在新元古代晚期地球上曾发生过全球性的冰川作用 ,一些学者称之为“雪球”事件。在新元古代“雪球”事件前后 ,古海水的C、S同位素组成都出现了非常大的变化 ,在“雪球”之前海水中的碳酸盐非常富集13 C ,在“雪球”期间和紧随其之后贫1... 在新元古代晚期地球上曾发生过全球性的冰川作用 ,一些学者称之为“雪球”事件。在新元古代“雪球”事件前后 ,古海水的C、S同位素组成都出现了非常大的变化 ,在“雪球”之前海水中的碳酸盐非常富集13 C ,在“雪球”期间和紧随其之后贫13 C ,然后δ13 C值出现了高达 10‰的正漂移 ;在“雪球”开始之前古海水硫酸盐的δ3 4 S值呈逐渐降低的变化特征 ,紧随“雪球”之后古海水硫酸盐的δ3 4 S值出现了超过 2 0‰的正漂移 ,达到地质史上的最高值 ,同期形成的硫化物具有异常高的δ3 4 S值。“雪球”事件前后古海水C、S同位素组成的大幅度变化 ,是由“雪球”前后全球环境的剧烈变化引起的。“雪球”前后海水C、S同位素的大幅度变化是与“雪球”有关的特殊环境条件作用的结果 ,也是“雪球” 展开更多

关键词 元古代 “雪球”事件 海水 碳 硫 同位素

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大塘坡期锰矿层中黄铁矿异常高的δ^(34)S值的意义 被引量：21

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作者 储雪蕾 李任伟 +1 位作者 张同钢 张启锐 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2001年第4期320-322,共3页

我国南方末元古代间冰期的锰矿层 (大塘坡期 )出现了普遍超过 +4 0‰的异常高δ3 4 S值的沉积黄铁矿 ,这是全球性的“雪球”事件的响应。全球海洋从“冰室”到“温室”的剧烈环境变化不仅诱发“早寒武世生物大爆发” ,也是产生海洋硫和... 我国南方末元古代间冰期的锰矿层 (大塘坡期 )出现了普遍超过 +4 0‰的异常高δ3 4 S值的沉积黄铁矿 ,这是全球性的“雪球”事件的响应。全球海洋从“冰室”到“温室”的剧烈环境变化不仅诱发“早寒武世生物大爆发” ,也是产生海洋硫和碳同位素巨大漂移的原因。 展开更多

关键词 硫同位素 "雪球"事件 大塘坡期锰矿层

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从“全球冰川”到“雪球假说”——关于新元古代冰川事件的最新研究 被引量：36

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作者 张启锐 储雪蕾 +1 位作者 张同钢 冯连君 《高校地质学报》 CAS CSCD 2002年第4期473-481,共9页

新元古代冰期地层不同于显生宙冰期地层。近年来 ,一些学者提出了雪球假说 ,掀起了关于新元古代冰期环境特征与成因演化的研究热潮 ,成为当前地学前沿的一个热门课题。本轮研究的一个突出特点 ,是它的高度综合性 ,涉及岩石圈、水圈、大... 新元古代冰期地层不同于显生宙冰期地层。近年来 ,一些学者提出了雪球假说 ,掀起了关于新元古代冰期环境特征与成因演化的研究热潮 ,成为当前地学前沿的一个热门课题。本轮研究的一个突出特点 ,是它的高度综合性 ,涉及岩石圈、水圈、大气圈和生物圈 ,此外还牵扯到天体运行等学科。研究重点有新元古代冰川作用的低纬和低海拔特征、与Rodinia超大陆裂解的关系、冰室效应和温室效应的矛盾运动、海洋封冻的探索、碳酸盐岩岩帽的成因、碳、硫、锶等同位素的峰谷变化的环境含义、冰期地层中铁矿的成因、新元古代冰期的次数争议、雪球理论的数值模拟和冰期环境特征及其变化与生物演化 ,特别是与早寒武世生物大辐射的关系等。我国南方已成为研究新元古代冰期地层及其与寒武系生物大辐射关系的重要地区之一。 展开更多

关键词 新元古代 冰川作用 雪球假说 同位素地球化学 寒武系 生物圈

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塔里木盆地新元古代裂谷盆地层序样式 被引量：22

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作者 姜海健 陈强路 +1 位作者 杨鑫 储呈林 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期588-604,共17页

塔里木盆地是位于Rodinia超大陆边缘的小陆块,随着新元古代Rodinia超大陆裂解,在塔里木盆地周边和内部形成了大量裂谷盆地,通过对裂谷体系的演化和地层充填特征研究,对认识Rodinia超大陆的裂解过程具有重要意义。按照盆地动力学、层序... 塔里木盆地是位于Rodinia超大陆边缘的小陆块,随着新元古代Rodinia超大陆裂解,在塔里木盆地周边和内部形成了大量裂谷盆地,通过对裂谷体系的演化和地层充填特征研究,对认识Rodinia超大陆的裂解过程具有重要意义。按照盆地动力学、层序地层学和沉积学等理论为指导,以露头、钻井和地震剖面为基础,进行不整合面、层序地层和沉积相研究,探讨层序样式及控制因素,分析塔里木盆地和扬子盆地裂谷演化过程的差异。塔里木盆地新元古代南华系—震旦系为1个一级层序,由两个一级不整合界面限定——Td(南华系/前南华系基底)和T1(震旦系/寒武系),其中Td界面为塔里木运动导致,即新元古代早期—中期Rodinia大陆裂解作用开始,而T1界面与塔里木板块内部表现为垂直上升作用的柯坪运动有关。按照裂谷盆地演化的三个阶段——快速裂陷期、稳定沉降期和裂谷萎缩期,分为3个二级层序。快速裂陷期为二级层序SQ1,发育大量小型地垒—地堑盆地,水体由浅变深,发育滨浅海相—河流—三角洲等沉积;稳定沉降期为二级层序SQ2,盆地连通性加强,形成统一的盆地,发育滨岸—三角洲—浅水陆棚—盆地相;裂谷盖处于裂谷萎缩阶段,受地幔柱冷却,地壳回弹影响,断裂活动减弱并逐渐停止,地层向隆起上超,地层分布范围广,主要发育碳酸盐岩台地相,该阶段构成二级层序SQ3。受到海平面变化、冰川和气候等因素控制,发育13个三级层序,其中冰期发育冰碛岩—盖帽碳酸盐岩的一类特殊三级层序。南华纪末期的Marinoan冰期是全球冰期事件,相应在中国南方扬子地区发育典型的南沱组冰碛岩和陡山沱组白云岩的组合,而塔里木盆地库鲁克塔格地区为特瑞爱肯组冰碛岩之上直接覆盖了扎摩提克组的粉砂岩地层,不发育盖帽碳酸盐岩。这和裂谷体系演化有关,塔里木裂谷盖形成的滞后了约70Ma,冰碛岩沉积之后,水体快速加深,碎屑物质供给充足,没有适合碳酸盐岩的生长环境。通过新元古代裂谷盆地的结构样式和层序地层研究,对认识新元古代构造、沉积环境,和烃源岩、储层的分布等具有重要在指导意义,而不同盆地之间大陆裂解响应过程的差异也是值得深入研究问题。 展开更多

关键词 新元古代 南华震旦系 雪球事件 Rodinia大陆 裂谷盆地

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前寒武纪地球动力学(Ⅲ):前寒武纪地质基本特征 被引量：10

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作者 李三忠 戴黎明 +4 位作者 张臻 赵淑娟 郭玲莉 赵国春 张国伟 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期27-45,共19页

地球45.6-5.43亿年处于前寒武纪,具有很多独特的古气候、沉积、岩浆、变质、变形等地质特征,地幔和岩石圈的动力学机制也非常不同。本文通过总结前寒武纪地球动力学进展,系统介绍了前寒武纪地壳和岩石圈物质组成与性质、地壳生长的幕式... 地球45.6-5.43亿年处于前寒武纪,具有很多独特的古气候、沉积、岩浆、变质、变形等地质特征,地幔和岩石圈的动力学机制也非常不同。本文通过总结前寒武纪地球动力学进展,系统介绍了前寒武纪地壳和岩石圈物质组成与性质、地壳生长的幕式增生特征、太古宙地幔温度和黏度变化、地壳和岩石圈厚度变化、地壳和岩石圈强度与流变结构演变。地球38~25亿年期间的热流值是现今热流值的2.5~4倍,在热的早期地球期间,下地幔热的积累比上地幔热损失快,导致周期性循环翻转,即上升的下地幔穿过干的橄榄岩固相线,并在大于150km深处经历大规模熔融。这就是太古宙大陆岩石圈地幔形成的机制和能量背景,但在太古宙以后,因地球的长期冷却,这种机制终结了。太古宙高热流值也说明太古宙热地幔难以支撑较大的地形高差,太古宙岩石圈强度也不大,在重力作用下会发生快速地形响应。但是,随着巨型基性岩墙群（大约2.75和2.45Ga）首次出现以及表壳岩系的出现,又意味着太古宙晚期地壳逐步足够刚性,允许熔体上升穿过地壳并冷却固化。前寒武纪重大地质事件的根本原因都是因为地球热振荡衰减的结果,前寒武纪地壳生长（增生）、超大陆形成、岩浆作用、成矿作用等都是不等周期、非线性的幕式演化,从TTG大规模短时间集中式形成,表明早期大陆生长模式可能以垂向增生为主。最后,探讨了冥古宙特征,大陆起源、生长和保存机制,前寒武纪超大陆重建与机制和早期地球环境-生命协同演化等前寒武纪关键科学问题和前沿。 展开更多

关键词 前寒武纪 大陆生长 TTG 绿岩带 基性岩墙群 雪球地球

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全球新元古代冰期的记录和时限 被引量：81

10

作者 赵彦彦 郑永飞 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期545-565,共21页

新元古代时期,地球上出现了几次大规模的大洋型和大陆型冰川事件。但是,由于新元古界地层缺少有利的冰期沉积对比标志,因此对这些冰川事件的期次、开始和结束时间、全球化程度等仍然存在较大争议。冰期沉积物的成分、结构和构造是认识... 新元古代时期,地球上出现了几次大规模的大洋型和大陆型冰川事件。但是,由于新元古界地层缺少有利的冰期沉积对比标志,因此对这些冰川事件的期次、开始和结束时间、全球化程度等仍然存在较大争议。冰期沉积物的成分、结构和构造是认识古冰川活动遗迹的重要地质证据,化学沉积地层的碳同位素漂移是识别冰期的常用地球化学代理指标,岩石和矿物氧同位素的极端值已经成为古大陆冰川活动的新兴地球化学代理指标。新元古代的地层年龄、岩石学和同位素地球化学特征指示了当时全球总共发育4次冰期,其中两次属于大洋型冰川,分别称为Sturtian冰期(718～660Ma)和Marinoan冰期(651～635Ma)。其中Marinoan冰期的全球化程度最高,对应于通常所说的"雪球地球事件"。Sturtian冰期可能属于滨海相-大陆边缘相沉积,其沉积物主要在海洋到大陆边缘的过渡地区发育。在这两期大洋型冰川之前和之后存在局部的大陆/山岳型冰川,其中Sturtian冰期之前的称为Kaigas冰期(757～741Ma),而Marinoan冰期之后的称之为Gaskiers冰期(583.7～582.1Ma)。尽管中国华南地区缺少这两次大陆型冰川的沉积记录,但是岩石和矿物的稳定同位素异常提供了这两次大陆型冰川曾经存在过的地球化学证据。因此,地质学和地球化学证据都可以用来追溯地质历史上的冰川事件。 展开更多

关键词 新元古代 冰期 雪球地球 大洋冰川 大陆冰川 同位素年龄

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新元古代晚期盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制 被引量：17

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作者 冯东 陈多福 刘芊 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期235-241,共7页

新元古代晚期约635Ma的地球发育了到达赤道附近的冰川作用,地质记录上表现为代表寒冷气候的冰期沉积杂砾岩,直接被代表温暖环境的碳酸盐岩层(常称盖帽碳酸盐岩)覆盖。由于盖帽碳酸盐岩奇特的岩石学和地球化学特征,引起了对其成因认识的... 新元古代晚期约635Ma的地球发育了到达赤道附近的冰川作用,地质记录上表现为代表寒冷气候的冰期沉积杂砾岩,直接被代表温暖环境的碳酸盐岩层(常称盖帽碳酸盐岩)覆盖。由于盖帽碳酸盐岩奇特的岩石学和地球化学特征,引起了对其成因认识的巨大争论,提出了“雪球地球”和“甲烷渗漏”等假说。“雪球地球”假设可以解释一些令人困惑的地学现象,如低纬度和低海拔冰川沉积、盖帽碳酸盐岩、碳酸盐δ13C负漂移和条带状铁矿层等,但许多科学家对此提出了质疑。最近对盖帽碳酸盐岩的δ13C分析结果(最低达-41‰)、盖帽碳酸盐岩发育的类似现代冷泉碳酸盐岩沉积组构等似乎支持“甲烷渗漏”假说。 展开更多

关键词 新元古代 雪球地球 盖帽碳酸盐岩 天然气水合物 甲烷渗漏

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扬子区新元古代“雪球”时期古环境的分子地球化学证据 被引量：15

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作者 李美俊 王铁冠 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期220-229,共10页

本文对采自中国南方典型剖面新元古界-下寒武统的43块岩样,包括16块冰期沉积物样品,进行了有机碳、镜质组反射率测定及可溶有机质饱和烃色谱和色谱-质谱等常规有机地球化学分析。结果显示,冰期沉积物有机碳含量比非冰期要低1-2个数量级... 本文对采自中国南方典型剖面新元古界-下寒武统的43块岩样,包括16块冰期沉积物样品,进行了有机碳、镜质组反射率测定及可溶有机质饱和烃色谱和色谱-质谱等常规有机地球化学分析。结果显示,冰期沉积物有机碳含量比非冰期要低1-2个数量级,表明冰期海洋中仍具有一定的生物产率但严重降低,可能是由于“雪球”时期低的海水温度和冰雪覆盖严重影响了生物生存的原因。江口和南沱冰期沉积物中检测出一定量的来自叶绿素先驱物的姥鲛烷和植烷等类异戊二烯烃系列,表明“雪球”时期,扬子区古海水仍然存在微弱的透光带,局部地区没有完全被冰雪所覆盖,光合生物仍能进行一定的光合作用,在岩石中还发现了丰富的甾萜烷类生物标志化合物,也表明一些生物得以存活下来。与非冰期沉积物相比,冰期沉积物中老鲛烷＋植烷绝对含量要低1-2个数量级,表明“雪球”时期的光合作用严重减弱。分子地球化学证据表明,“雪球”时期,扬子区的古海洋并没有完全被冰雪覆盖,局部地区仍存在无冰的水体,一些生物得以存活和演化。这些经受了环境重压熬过漫漫寒冬而存活下来的生物对其后的“寒武纪生物大爆发”具有重要的意义。 展开更多

关键词 雪球 扬子地区 新元古代 光合作用 植烷 古环境

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晚中生代地球表层重大地质事件的陆地环境剧变与生物群演替响应 被引量：23

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作者 柳永清 旷红伟 +6 位作者 姬书安 吕君昌 刘燕学 江小均 彭楠 陈铭培 李家华 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期37-47,共11页

晚中生代时期华北东北部发育燕辽生物群、热河生物群和阜新生物群陆地生物群。它们的快速演变过程和华北克拉通上同时期发育的岩石圈减薄、大面积强烈岩浆活动、变质核杂岩及伴随的伸展盆地等地球表层重大地质事件并行发生,表现着地壳... 晚中生代时期华北东北部发育燕辽生物群、热河生物群和阜新生物群陆地生物群。它们的快速演变过程和华北克拉通上同时期发育的岩石圈减薄、大面积强烈岩浆活动、变质核杂岩及伴随的伸展盆地等地球表层重大地质事件并行发生,表现着地壳表层系统圈层间的相互作用和响应。生物群的繁盛与灭绝与地球表层大规模岩浆-火山活动(髫髻山组—张家口组和大北沟组—义县组)发育时代高度协同一致。地球表层重大地质事件直接或间接地控制或改造着地球表层古地理和古生态环境,生物群只得调整自身去适应环境和生态背景的改变。火山-岩浆活动改变着地质-生态环境,生物群都紧密联系多期次火山-岩浆活动,化石也都被埋葬在沉积-火山碎屑岩中。华北克拉通破坏重大地质事件发生响应于全球变化和统一地球表层系统。盆地沉积充填序列、特殊陆相环境沉积建造、特殊环境沉积物等记录了响应的古地理、古环境变化与响应。陆地生物群分布、演化、更替与精确定年,脊椎-无脊椎生物(化石)埋葬特征,生物演化速率、消长关系和生物群(组合)更替的形式和性质,以及脊椎动物骨骼、牙齿的常量、微量元素、H-B-C-N-O-S和C-O-Sr等地球化学特征的研究可以恢复和重建古地理、古生态环境和古生态系统。 展开更多

关键词 晚中生代 地壳表层 地质事件 环境 生物群

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新元古代”雪球”假说与生命演化的环境 被引量：8

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作者 李美俊 王铁冠 王春江 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期107-112,共6页

新元古代末期,地球至少经历了两次全球性的冰川作用,研究者提出了“雪球”假说来解释新元古代时期一系列特殊的地质现象,该假说已成为研究新元古代全球冰川作用和其后生物大爆发事件的窗口。但一些学者并不赞成地球曾经是被冰雪完全覆... 新元古代末期,地球至少经历了两次全球性的冰川作用,研究者提出了“雪球”假说来解释新元古代时期一系列特殊的地质现象,该假说已成为研究新元古代全球冰川作用和其后生物大爆发事件的窗口。但一些学者并不赞成地球曾经是被冰雪完全覆盖的“雪球”,并分别提出了“半融雪球/无冰水体”和“薄冰”假说。尽管每一种假说都不能解释所有的地质、地球化学现象,但越来越越多的证据,特别是分子有机地球化学和古生物学的证据表明,“雪球”时期的海洋并没有完全被冰封盖,在赤道地区的冰盖可能很薄或存在无冰的水体。无冰水体的存在可以使一些光合生物继续生存和演化,这对其后的“寒武纪生物大爆发”事件和生命演化具有重要的意义。 展开更多

关键词 新元古代 雪球 寒武纪生物大爆发 光合生物 无冰水体

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新元古代的“雪球地球” 被引量：34

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作者 储雪蕾 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2004年第3期233-238,共6页

"雪球地球"假说的提出解释了一些新元古代冰川现象,如低纬度和低海拔冰川沉积、帽碳酸盐岩、负的碳酸盐δ13C漂移和BIF铁矿等现象。尽管有不同的假说与解释,但"雪球地球"最为流行。"雪球地球"事件被认为... "雪球地球"假说的提出解释了一些新元古代冰川现象,如低纬度和低海拔冰川沉积、帽碳酸盐岩、负的碳酸盐δ13C漂移和BIF铁矿等现象。尽管有不同的假说与解释,但"雪球地球"最为流行。"雪球地球"事件被认为起因于地球系统的变化,如Rodinia超大陆的裂解、超级地幔柱的活动及古地磁真极的漂移等。"雪球地球"的极端气候环境变化,促进了生命的演化,造成了寒武纪生物大爆发。 展开更多

关键词 地球 新元古代 冰川 古地磁 RODINIA超大陆 地幔柱 Δ^13C 寒武纪 假说 演化

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前寒武纪重大地质事件 被引量：27

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作者 陆松年 郝国杰 相振群 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期140-155,共16页

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块... 本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567Ma至地球上最老的4 030Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的Mt.Narryer和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙（4 030～2 420Ma）定义为从最古老的岩石出现（4 030Ma Acasta片麻岩）至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03～3.94Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780～2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80Ga英云闪长岩-奧长花岗质片麻岩和3.30Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩-绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩-奧长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）片麻岩、古陆壳的出露（略老于3.8Ga）、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩-绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩-绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相-麻粒岩相变质。演化到元古宙（2 420～541 Ma）,则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类（eukaryotic）生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的＂休伦冰川事件＂、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi-Jatuli（LJE）δ13 C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。 展开更多

关键词 前寒武纪 三大地史阶段 地质事件

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Rodinia超大陆构造演化研究的新进展和主要目标 被引量：45

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作者 徐备 《地质科技情报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期15-19,共5页

概略评述了 1997年以来国际上有关 Rodinia超大陆构造演化问题的研究成果 ,并提出今后工作的主要目标。 Rodinia超大陆的聚合造山发生在 130 0～ 10 0 0 Ma,基本形式表现为早期弧—陆碰撞和晚期陆—陆碰撞 ,并在 10 0 0～ 90 0 Ma继以... 概略评述了 1997年以来国际上有关 Rodinia超大陆构造演化问题的研究成果 ,并提出今后工作的主要目标。 Rodinia超大陆的聚合造山发生在 130 0～ 10 0 0 Ma,基本形式表现为早期弧—陆碰撞和晚期陆—陆碰撞 ,并在 10 0 0～ 90 0 Ma继以伸展作用。Rodinia超大陆的裂解发生于 830 Ma之后 ,但其过程具有明显的时、空分布不均一性。地幔柱可能是导致超大陆裂解的主要机制 ,“大火成岩省”是表明地幔柱发育的关键性标志。已经初步证实裂解过程影响地球大气圈和水圈中二氧化碳的循环 ,进而改变晚前寒武纪的全球气候 ,控制生物圈的兴衰和岩石圈表层的碳酸盐、铁、锰和磷等沉积。这些现象可用“雪球化地球”( SnowballEarth) 展开更多

关键词 RODINIA超大陆 新元古代 雪球化地球 超大陆 聚合 裂解 地幔柱 聚合 裂解机制

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重庆秀山南沱冰期后的海陆环境变化 被引量：3

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作者 冯帆 关平 +1 位作者 刘文汇 刘沛显 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期531-541,共11页

扬子地区发育地层所记录的南沱冰期在时间上与Marinoan冰期相当,被认为是"雪球事件"的产物,受到广泛关注。借助于重庆秀山长河桥剖面的南沱组冰碛岩上覆陡山沱组盖帽白云岩和页岩样品的精细采集,选取冰碛岩之上2.5 m内的地层... 扬子地区发育地层所记录的南沱冰期在时间上与Marinoan冰期相当,被认为是"雪球事件"的产物,受到广泛关注。借助于重庆秀山长河桥剖面的南沱组冰碛岩上覆陡山沱组盖帽白云岩和页岩样品的精细采集,选取冰碛岩之上2.5 m内的地层进行同位素比值和元素含量测试,并尝试性的使用酸不溶物的元素地球化学数据,对冰期后可能出现的环境变化进行了综合分析,结果表明:盖帽白云岩C同位素数据基本符合海水分层混合模式特征;U/Th值也反映出该地区在雪球后经历了由缺氧—贫氧环境向贫氧—氧化环境的迅速转变,可能反映了雪球后缺氧富有机质的深部大洋水随上升洋流上涌并被迅速氧化的过程;强烈的Eu正异常的出现,可能与埃迪卡拉纪海底火山、热液活动频繁出现或近源热液活动相关;盖帽碳酸盐岩样品中出现Ce轻微负异常,表明其形成于弱氧化环境;^(87)Sr/^(86)Sr值和Y/Ho值均呈现伴有大量陆源碎屑物输入的特点;盖帽碳酸盐岩的酸不溶物可以反映当时的大陆风化背景,其化学蚀变指数(CIA)稳定在72左右,说明当时的大陆环境具有温暖湿润的特征,化学风化作用强度中等。综上所述,在南陀冰期结束后,秀山长河桥剖面的沉积环境经历了缺氧—贫氧环境向贫氧—氧化环境的迅速转变,同时,随着上升洋流的出现原有的冰期海水分层被迅速破坏,并可能伴随着地表径流的不断增强,同时热液活动在这一时期也频繁发生。在这一时期,剖面附近的大陆环境也迅速由冰期过渡为温暖湿润的环境。 展开更多

关键词 雪球事件 南沱冰期 酸不溶物 环境变化 地球化学

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新元古代地球气候研究进展 被引量：5

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作者 王叶 延晓冬 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第3期399-406,共8页

新元古代曾发生过强烈的全球性冰川作用,本文回顾了新元古代晚期全球性冰川作用存在的证据及其特点,论述了新元古代冰期产生的原因,综述了一些代表性的"雪球地球"模型并探讨了"雪球地球"对早期生物演化的影响,最后... 新元古代曾发生过强烈的全球性冰川作用,本文回顾了新元古代晚期全球性冰川作用存在的证据及其特点,论述了新元古代冰期产生的原因,综述了一些代表性的"雪球地球"模型并探讨了"雪球地球"对早期生物演化的影响,最后对未来"雪球地球"研究趋势进行了展望。 展开更多

关键词 雪球地球 地轴倾斜度 温室效应 CH4渗漏 生命演化

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沉积记录与白垩纪地球表层系统变化 被引量：29

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作者 王成善 曹珂 黄永建 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1-14,共14页

地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互耦合和变化组成的复杂巨系统。白垩纪是地球表层系统研究的典范,在地球表层各圈层发生了众多重大地质事件。晚白垩世巨大的地幔热异常引起海底扩张速度变快,导致大量海底高原和海山的... 地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互耦合和变化组成的复杂巨系统。白垩纪是地球表层系统研究的典范,在地球表层各圈层发生了众多重大地质事件。晚白垩世巨大的地幔热异常引起海底扩张速度变快,导致大量海底高原和海山的形成;同时,冈瓦纳大陆裂解,南北大西洋贯通,新的大洋水道形成,可能造成大洋环流格局的大变化。洋壳体积的增加可能使白垩纪海平面比现在高出200～300m,大规模海侵也在晚白垩世中期达到最大范围。在这个过程中,火山作用释放出来的营养物质和火山气体的反馈作用造成的大量陆地营养物质的流入共同促使大洋水体富营养化和普遍缺氧,造成"大洋缺氧事件"。CO2浓度的升高(为现今的4～10倍)是火山排气作用的直接结果,其"温室效应"也被认为可能是促成白垩纪大气和海水高温的重要原因(高于现在10℃)。大洋红层(CORB)是最新提出并被广泛接受的白垩纪重要地质事件,被定义为一套分布在从外陆棚到CCD面之下深水盆地的,在富氧、低生产力和贫营养条件下较低速沉积形成的品红—红色—棕色的细粒远洋沉积物。这些发生于地球表层各圈层的重大地质事件以能量循环的方式(具体表现为C、S、P、H、O等元素循环)相互耦合和变化共同支撑着地球表层系统的运转。但是科学界对这些重大地质事件的成因机制及其所引起的全球变化性质还没有形成一致意见,原因之一就是缺乏对陆相沉积记录的研究。陆相白垩系的广泛发育和"松辽盆地白垩系科学钻探"工程的顺利实施共同构成了中国在白垩纪地球表层系统研究上的地域和材料优势,结合中国在白垩纪地球表层系统重大地质事件研究中已经形成的学术优势,从地球系统科学的角度出发,通过多学科交叉研究将是解决以上问题的关键。 展开更多

关键词 白垩纪 地球表层系统 地质事件 沉积记录 大洋红层

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