中国和北美二叠纪高精度火山灰锆石U-Pb年代学研究
发布时间：2021-12-12 07:53
二叠纪是地质历史中关键的转折期,发生了一系列影响深远的全球性重大地质和生物事件。深入研究上述事件发生的时空规律和因果机制需要以可靠的高精度同位素年龄为基准。本论文围绕二叠纪年代地层学长期以来存在的重要问题:全球中二叠统年代地层框架研究薄弱、我国华北二叠纪陆相地层缺乏可靠时间框架、我国华南陆相-过渡相二叠-三叠系界线层位存在争议,选取华南、华北和北美德克萨斯地区保存有良好火山灰层的二叠纪剖面,通过CA-ID-TIMS方法开展高精度火山灰锆石U-Pb年代学研究,共获得20多个高精度同位素年龄,并取得如下重要成果:（1）为国际瓜达鲁普统（中二叠统）三个阶的底界提供了目前最可靠、精度最高的同位素年龄约束:将瓜达鲁普统（罗德阶）底界限定为272.95±0.11Ma,沃德阶底界估算为266.9±0.4 Ma,卡匹敦阶底界限定为264.28±0.16 Ma。将北美地区Illawarra Reversal年龄估算为267.4±0.4 Ma到266.5±0.3 Ma间。前乐平统生物演替事件可能发生于卡匹敦期最末期,与峨眉山玄武岩的活动时间一致,后者导致的环境压力使牙形类演化速率大大加快,并可能阻碍了吴家...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１国际二叠系海相地层划分沿革，据Ｊｉｎ?ｅｔａＬ?（１９９７）修改??注：此图旨在说明一些年代地层单位的序列，而不是其间的对比关系
?？??２６〇４—￣ｒＷ?卜?Ｑ?＿?■?？?／ｒ??２６２」｜?＾?■大雜尝省聖駿Ｓ?￥?Ｐ??２６４ｉ｜?ｌ?■?＿?＝?＾?Ａ??２６６ｉｌ＾＾＾｜?ｉ?＝＝ｉ?ｓｉ［ｉｉ?ｆ??：：：■！?Ｉ?Ｓ??ＩＩ１?：?ｉ??■■國?ｉ?￡??２８４ｉｉ１Ｔ?１?Ｅｌ?Ｕ?＼?＞??２８８」＿＿＿?＿?＾?ｌ＝｜ｇ??＝】■■■■?Ｉ?ｐ＿？ｓ?＜?ｆ??：：：ｉｎ?Ｉ?＼ｔ?：??＝Ｓｋａｇｅｒｒａｋ?）?｜??３。。－｜｜石炭系■■门丨ｉｄ％?１Ｗ?Ｉ?：??图１．３二叠纪重大地质和生物事件??二叠纪重大地质和生物事件据ＳＺＳｈｅｎｅｔａｌ．?（２０１９ｂ）修改；乌拉尔统和乐平统各阶界??线年龄以及有生物地层控制的火山灰错石Ｕ－Ｐｂ年龄（蓝点）据ＲａｍｅｚａｎｉａｎｄＢｏｗｒｉｎｇ??（２０１８）；瓜达鲁普统各阶界限年龄来自本论文数据；大气Ｃ０２含量变化据Ｍｏｎｔａｆｉｅｚ??ｅｔａｌ．?（２００７）和?Ｂｉｒｇｅｎｈｅｉｅｒｅｔａｌ．?（２０１０）；海平面变化曲线据?Ｈ叫ａｎｄＳｃｈｕｔｔｅｒ?（２００８）。??发生于二叠纪中期（图１．３）。但由于海退和气候干旱化的影响，全球确切发育从??乌拉尔统－瓜达鲁普统之交至瓜达鲁普统顶部的连续海相沉积、并含有丰富海相??化石的地区仅有华南和北美德克萨斯地区。二叠纪时期，由于Ｐａｎｇｅａ联合古陆??的存在，北美德克萨斯地区位于Ｐａｎｇｅａ大陆西缘，而华南位于古特提斯洋东缘，??两地被泛大陆／泛大洋阻隔，对两地的生物群交流产生很大影响，尤其是用于二??叠系地层划分和对比的传统门类，例如牙形类、螆类、菊石等（Ｌｅｖｅｎ?ａｎｄ??１２??
ｂ同位素年代学的测试方法主要有两类，即微区原位测试法和??同位素稀释热电离质谱法（Ｉｓｏｔｏｐｅ?Ｄｉｌｕｔｉｏｎ－Ｔｈｅｒｍａｌ?Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，??ＩＤ－ＴＩＭＳ），后者是Ｕ－Ｐｂ同位素年龄的传统测试方法。这两大类测试方法的区别??是：在ＩＤ－ＴＩＭＳ测试方法中，需用强酸溶解锆石，再将其中的Ｕ和Ｐｂ提纯、分??离进行测试；而在微区原位测试方法中，不需要进行复杂的化学前处理，直接将??锆石的抛光截面置于仪器中经激光或离子束剥蚀离子化进行测试（图２．１?）。??Ｉ?：：?－－?ｓ?Ｓ?解卜谱??＼?〇〇?单接收杯—：＝丨）＃＾Ａｒ＾ｃＨｅ）?等离子体?—Ｉ??鐳…?輩｜｜??ｍ?ｍ???ｌｉ?子総??图２．１微区原位锆石Ｕ－Ｐｂ同位素定年仪器工作原理示意图??Ａ．二次离子质谱仪工作原理示意图，据杨亚楠等（２０１４）修改；Ｂ．激光剥蚀电感耦合??等离子体质谱仪工作原理示意图，据李冰和杨红霞（２００５）修改。??二次离子质谱法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｉｏｎ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，?ＳＩＭＳ?或?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?Ｈｉｇｈ??Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｉｏｎ?Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ，ＳＨＲＩＭＰ）和激光剥蚀电感稱合等离子体质谱法（Ｌａｓｅｒ??Ａｂｌａｔｉｏｎ?Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｐｌａｓｍａ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ＬＡ－ＩＣＰＭＳ）是两种主要??的锆石Ｕ－Ｐｂ同位素微区原位测试方法。ＳＩＭＳ测试方法中一般所用离子束取样??直径约为１０？３０（ｉｍ，最小可达２？３｜ｉｍ?（ＹＬｉｕｅｔａｌ．，２０１１，２０２０），取样深度小于?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Permian integrative stratigraphy and timescale of China[J]. Shuzhong SHEN,Hua ZHANG,Yichun ZHANG,Dongxun YUAN,Bo CHEN,Weihong HE,Lin MU,Wei LIN,Wenqian WANG,Jun CHEN,Qiong WU,Changqun CAO,Yue WANG,Xiangdong WANG. Science China（Earth Sciences）. 2019(01)
[2]A conifer-dominated Early Triassic flora from Southwest China[J]. Zhuo Feng,Haibo Wei,Yun Guo,Benjamin Bomfleur. Science Bulletin. 2018(22)
[3]SHRIMP zircon U-Pb ages from coal beds across the Permian-Triassic boundary, eastern Yunnan, southwestern China[J]. Juan Wang,Long-Yi Shao,Hao Wang,Baruch Spiro,David Large. Journal of Palaeogeography. 2018(02)
[4]Carboniferous-Permian Stratigraphy and Sedimentary Environment of Southeastern Inner Mongolia,China:Constraints on Final Closure of the Paleo-Asian Ocean[J]. ZHU Junbin,REN Jishun. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2017(03)
[5]贵州威宁金钟二叠系-三叠系界线剖面生物地层及其对比[J]. 仇鑫程,童金南,田力,楚道亮,宋婷,李东东. 地球科学. 2016(10)
[6]煤系火山灰蚀变黏土岩:矿物学和地球化学研究进展[J]. 赵蕾,代世峰,王西勃. 地学前缘. 2016(03)
[7]超低本底单颗粒锆石CA-ID-TIMS U-Pb高精度定年方法[J]. 储著银,许俊杰,陈知,李潮峰,李向辉,贺怀宇,李献华,郭敬辉. 科学通报. 2016(10)
[8]Accuracy of LA-ICPMS zircon U-Pb age determination:An inter-laboratory comparison[J]. LI XianHua,LIU XiaoMing,LIU YongSheng,SU Li,SUN WeiDong,HUANG HuiQing,YI Keewook. Science China（Earth Sciences）. 2015(10)
[9]山东淄博太原组有孔虫及石炭系与二叠系界线[J]. 李守军,原丽媛,殷天涛,赵秀丽,崔肖辉. 高校地质学报. 2015(02)
[10]Nonmarine time-stratigraphy in a rift setting: An example from the Mid-Permian lower Quanzijie low-order cycle, Bogda Mountains, NW China[J]. Jonathan Obrist-Farner,Wan Yang. Journal of Palaeogeography. 2015(01)
博士论文
[1]晚二叠世-早三叠世火山喷发强度、时限及其与生物绝灭和后期复苏的关系[D]. 王向东.中国地质大学 2019
[2]华南、北美二叠纪瓜德鲁普世牙形类生物地层学及环境演变的对比研究[D]. 袁东勋.南京大学 2015
[3]黔西滇东地区二叠系—三叠系之交古植物群及其演化动力[D]. 喻建新.中国地质大学 2008
硕士论文
[1]新疆和华南二叠纪—三叠纪之交的野火事件[D]. 蔡垚峰.中国科学技术大学 2019
本文编号：3536292
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１国际二叠系海相地层划分沿革，据Ｊｉｎ?ｅｔａＬ?（１９９７）修改??注：此图旨在说明一些年代地层单位的序列，而不是其间的对比关系
?？??２６〇４—￣ｒＷ?卜?Ｑ?＿?■?？?／ｒ??２６２」｜?＾?■大雜尝省聖駿Ｓ?￥?Ｐ??２６４ｉ｜?ｌ?■?＿?＝?＾?Ａ??２６６ｉｌ＾＾＾｜?ｉ?＝＝ｉ?ｓｉ［ｉｉ?ｆ??：：：■！?Ｉ?Ｓ??ＩＩ１?：?ｉ??■■國?ｉ?￡??２８４ｉｉ１Ｔ?１?Ｅｌ?Ｕ?＼?＞??２８８」＿＿＿?＿?＾?ｌ＝｜ｇ??＝】■■■■?Ｉ?ｐ＿？ｓ?＜?ｆ??：：：ｉｎ?Ｉ?＼ｔ?：??＝Ｓｋａｇｅｒｒａｋ?）?｜??３。。－｜｜石炭系■■门丨ｉｄ％?１Ｗ?Ｉ?：??图１．３二叠纪重大地质和生物事件??二叠纪重大地质和生物事件据ＳＺＳｈｅｎｅｔａｌ．?（２０１９ｂ）修改；乌拉尔统和乐平统各阶界??线年龄以及有生物地层控制的火山灰错石Ｕ－Ｐｂ年龄（蓝点）据ＲａｍｅｚａｎｉａｎｄＢｏｗｒｉｎｇ??（２０１８）；瓜达鲁普统各阶界限年龄来自本论文数据；大气Ｃ０２含量变化据Ｍｏｎｔａｆｉｅｚ??ｅｔａｌ．?（２００７）和?Ｂｉｒｇｅｎｈｅｉｅｒｅｔａｌ．?（２０１０）；海平面变化曲线据?Ｈ叫ａｎｄＳｃｈｕｔｔｅｒ?（２００８）。??发生于二叠纪中期（图１．３）。但由于海退和气候干旱化的影响，全球确切发育从??乌拉尔统－瓜达鲁普统之交至瓜达鲁普统顶部的连续海相沉积、并含有丰富海相??化石的地区仅有华南和北美德克萨斯地区。二叠纪时期，由于Ｐａｎｇｅａ联合古陆??的存在，北美德克萨斯地区位于Ｐａｎｇｅａ大陆西缘，而华南位于古特提斯洋东缘，??两地被泛大陆／泛大洋阻隔，对两地的生物群交流产生很大影响，尤其是用于二??叠系地层划分和对比的传统门类，例如牙形类、螆类、菊石等（Ｌｅｖｅｎ?ａｎｄ??１２??
ｂ同位素年代学的测试方法主要有两类，即微区原位测试法和??同位素稀释热电离质谱法（Ｉｓｏｔｏｐｅ?Ｄｉｌｕｔｉｏｎ－Ｔｈｅｒｍａｌ?Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，??ＩＤ－ＴＩＭＳ），后者是Ｕ－Ｐｂ同位素年龄的传统测试方法。这两大类测试方法的区别??是：在ＩＤ－ＴＩＭＳ测试方法中，需用强酸溶解锆石，再将其中的Ｕ和Ｐｂ提纯、分??离进行测试；而在微区原位测试方法中，不需要进行复杂的化学前处理，直接将??锆石的抛光截面置于仪器中经激光或离子束剥蚀离子化进行测试（图２．１?）。??Ｉ?：：?－－?ｓ?Ｓ?解卜谱??＼?〇〇?单接收杯—：＝丨）＃＾Ａｒ＾ｃＨｅ）?等离子体?—Ｉ??鐳…?輩｜｜??ｍ?ｍ???ｌｉ?子総??图２．１微区原位锆石Ｕ－Ｐｂ同位素定年仪器工作原理示意图??Ａ．二次离子质谱仪工作原理示意图，据杨亚楠等（２０１４）修改；Ｂ．激光剥蚀电感耦合??等离子体质谱仪工作原理示意图，据李冰和杨红霞（２００５）修改。??二次离子质谱法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｉｏｎ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，?ＳＩＭＳ?或?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?Ｈｉｇｈ??Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｉｏｎ?Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ，ＳＨＲＩＭＰ）和激光剥蚀电感稱合等离子体质谱法（Ｌａｓｅｒ??Ａｂｌａｔｉｏｎ?Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｐｌａｓｍａ?Ｍａｓｓ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ＬＡ－ＩＣＰＭＳ）是两种主要??的锆石Ｕ－Ｐｂ同位素微区原位测试方法。ＳＩＭＳ测试方法中一般所用离子束取样??直径约为１０？３０（ｉｍ，最小可达２？３｜ｉｍ?（ＹＬｉｕｅｔａｌ．，２０１１，２０２０），取样深度小于?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Permian integrative stratigraphy and timescale of China[J]. Shuzhong SHEN,Hua ZHANG,Yichun ZHANG,Dongxun YUAN,Bo CHEN,Weihong HE,Lin MU,Wei LIN,Wenqian WANG,Jun CHEN,Qiong WU,Changqun CAO,Yue WANG,Xiangdong WANG. Science China（Earth Sciences）. 2019(01)
[2]A conifer-dominated Early Triassic flora from Southwest China[J]. Zhuo Feng,Haibo Wei,Yun Guo,Benjamin Bomfleur. Science Bulletin. 2018(22)
[3]SHRIMP zircon U-Pb ages from coal beds across the Permian-Triassic boundary, eastern Yunnan, southwestern China[J]. Juan Wang,Long-Yi Shao,Hao Wang,Baruch Spiro,David Large. Journal of Palaeogeography. 2018(02)
[4]Carboniferous-Permian Stratigraphy and Sedimentary Environment of Southeastern Inner Mongolia,China:Constraints on Final Closure of the Paleo-Asian Ocean[J]. ZHU Junbin,REN Jishun. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2017(03)
[5]贵州威宁金钟二叠系-三叠系界线剖面生物地层及其对比[J]. 仇鑫程,童金南,田力,楚道亮,宋婷,李东东. 地球科学. 2016(10)
[6]煤系火山灰蚀变黏土岩:矿物学和地球化学研究进展[J]. 赵蕾,代世峰,王西勃. 地学前缘. 2016(03)
[7]超低本底单颗粒锆石CA-ID-TIMS U-Pb高精度定年方法[J]. 储著银,许俊杰,陈知,李潮峰,李向辉,贺怀宇,李献华,郭敬辉. 科学通报. 2016(10)
[8]Accuracy of LA-ICPMS zircon U-Pb age determination:An inter-laboratory comparison[J]. LI XianHua,LIU XiaoMing,LIU YongSheng,SU Li,SUN WeiDong,HUANG HuiQing,YI Keewook. Science China（Earth Sciences）. 2015(10)
[9]山东淄博太原组有孔虫及石炭系与二叠系界线[J]. 李守军,原丽媛,殷天涛,赵秀丽,崔肖辉. 高校地质学报. 2015(02)
[10]Nonmarine time-stratigraphy in a rift setting: An example from the Mid-Permian lower Quanzijie low-order cycle, Bogda Mountains, NW China[J]. Jonathan Obrist-Farner,Wan Yang. Journal of Palaeogeography. 2015(01)
博士论文
[1]晚二叠世-早三叠世火山喷发强度、时限及其与生物绝灭和后期复苏的关系[D]. 王向东.中国地质大学 2019
[2]华南、北美二叠纪瓜德鲁普世牙形类生物地层学及环境演变的对比研究[D]. 袁东勋.南京大学 2015
[3]黔西滇东地区二叠系—三叠系之交古植物群及其演化动力[D]. 喻建新.中国地质大学 2008
硕士论文
[1]新疆和华南二叠纪—三叠纪之交的野火事件[D]. 蔡垚峰.中国科学技术大学 2019
本文编号：3536292
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3536292.html