上扬子地区奥陶纪——志留纪转折期古气候演化与有机碳同位素变化成因

作     者：杜梧槚 高平 蔡益栋 刘若冰 曹刚杉 

作者机构：中国地质大学(北京)能源学院 有机地球化学国家重点实验室中国科学院广州地球化学研究所 中国科学院大学 中国石化勘探分公司 

出 版 物：《沉积与特提斯地质》 (Sedimentary Geology and Tethyan Geology)

年 卷 期：2024年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42272140 U19B6003-03-01) 

主　　题：五峰—龙马溪组 古气候 碳同位素 古环境 地球化学 

摘      要：奥陶纪—志留纪是地球历史上一个重要的转折期，古气候发生了剧烈变化，其中的晚奥陶世赫南特阶碳同位素漂移事件（HICE）广为人知，但对于古气候变化和碳同位素漂移的原因以及相互关联尚不清晰。以上扬子焦石坝地区JY4井五峰—龙马溪组黑色页岩为研究对象，利用有机碳含量、有机碳同位素(δ13Corg)、主量元素和微量元素分析，计算出不同页岩段的化学蚀变指数（CIA），结合生物地层学，发现WF2—WF4段古气候条件由温暖潮湿逐渐转变为寒冷干燥，LM1—LM4段仍为寒冷干燥的古气候，但化学风化作用向上呈现出不断增强的趋势，LM5段开始逐渐过渡至温暖潮湿的古气候环境，LM6—LM7及以上段则出现了一次明显的转变为寒冷干燥古气候条件的幕式波动。元素地球化学指标表明，WF2—WF4段页岩的沉积环境逐渐由氧化转变为还原，但观音桥段海水中氧含量迅速上升；LM1—LM3段页岩沉积于极度缺氧甚至硫化的沉积环境中，向上LM4段氧含量逐渐增加，大体上逐渐由缺氧向贫氧、次贫氧以及富氧条件过渡。观音桥段δ13Corg异常“正漂可能主要与有机碳埋藏及其氧化溶解有关，化学风化作用导致的营养物质输入增强也具有一定的作用，而龙马溪组黑色页岩段δ13Corg异常“负漂的出现则可能与大规模海侵导致12C重新回到海洋碳库有关。