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白垩纪晚期-古近纪早期热事件研究进展

第四纪研究 2022年第2期42卷 512-528页

作者：赵梦婷邱煜丹马明明福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建福州350007 福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福建福州350007

由于化石燃料大量燃烧,大气CO_(2)浓度跟温度都呈现快速上升趋势,这两者之间的关系是学术界研究的热点。地质历史时期发生过多次的快速增温事件,伴随着大气CO_(2)浓度的增加,通过研究这些气候相似型可以为上述问题提供参考和借鉴。白垩... 详细信息

由于化石燃料大量燃烧,大气CO_(2)浓度跟温度都呈现快速上升趋势,这两者之间的关系是学术界研究的热点。地质历史时期发生过多次的快速增温事件,伴随着大气CO_(2)浓度的增加,通过研究这些气候相似型可以为上述问题提供参考和借鉴。白垩纪晚期-古近纪早期(约67~52 Ma)是地质历史时期中典型的温室气候期,在这一时期发生了一系列快速和短暂的增温事件(热事件)。热事件的发生伴随着碳同位素负偏移(CIE)、碳酸盐补偿深度(CCD)变浅、大气中CO_(2)含量增加及温度升高等现象,一些热事件同时还出现了环境变化和生态效应。这给我们提供了机会来研究气候变化和碳循环之间的耦合规律,帮助我们更好地预测未来气候、环境和生物变化。文章根据最新的研究成果,对白垩纪晚期-古近纪早期的热事件识别、触发机制及碳来源作了综述并提出展望。目前全球近200个地点发现系列热事件记录,绝大部分记录来自海相沉积,陆相沉积记录很少;热事件的触发机制主要有天文轨道周期、火山活动、地外天体撞击、构造抬升作用等观点;热事件碳来源主要有泥炭、永久冻土、甲烷水合物、火山及地外天体。在今后的热事件研究中应加强:1)陆相记录及其与海相记录的对比研究;2)不同热事件触发机制研究,尤其是古新世-始新世极热事件(PETM)、马斯特里赫特期末期增温事件(LMWE)等这些能够造成严重环境变化和生态效应的热事件;3)碳来源方面的研究,进一步了解几大碳库碳释放的通量和特征,并且结合地质记录、模型模拟及示踪元素来揭示热事件的碳来源。

关键词：白垩纪晚期-古近纪早期热事件触发机制碳来源

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南雄盆地古近纪早期热事件陆相记录

南雄盆地古近纪早期热事件陆相记录

作者：赵梦婷福建师范大学

学位级别：硕士

白垩纪晚期-古近纪早期（约67～52 Ma）是地质历史时期中典型的温室气候期,在这一时期发生了一系列快速和短暂的增温事件（热事件）。热事件的发生伴随着碳同位素负向漂移（CIE）、碳酸盐补偿深度（CCD）变浅、大气中CO含量增加及温度... 详细信息

白垩纪晚期-古近纪早期（约67～52 Ma）是地质历史时期中典型的温室气候期,在这一时期发生了一系列快速和短暂的增温事件（热事件）。热事件的发生伴随着碳同位素负向漂移（CIE）、碳酸盐补偿深度（CCD）变浅、大气中CO含量增加及温度升高等现象,一些热事件同时还出现了环境变化和生态效应。这给研究者提供了机会来研究气候变化和碳循环之间的耦合规律,帮助研究者更好地预测未来气候、环境和生物变化。目前在海洋记录方面已经建立了连续的白垩纪晚期-古近纪早期热事件记录框架,并且对这些热事件的触发机制进行了讨论。然而陆相热事件多为单点、单个热事件记录,并无长时间序列的记录,限制了陆地热事件驱动机制的深入研究。因此需要寻找和识别更多陆相地层中的连续热事件,为海陆对比提供丰富的资料。南雄盆地完整的保存了白垩系-早古近系红色-紫红色泥岩-砂岩,而其顶部的古城村组出现红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩与青灰色泥岩互层的韵律沉积,有着特殊的沉积环境。本文对南雄盆地古城村组毛鸡湾剖面进行了漫反射光谱、元素地球化学、总有机碳、碳酸钙、碳同位素分析,讨论红色层和青灰色层形成时的沉积环境,识别盆地内的热事件记录,并初步探讨盆地内热事件的触发机制。得到的主要结论如下:（1）毛鸡湾剖面红色层a*值较高,DRS一阶导数在570nm左右有一个很显著的赤铁矿特征峰,TOC和CaCO含量较低,表明当时盆地处于一个干旱-半干旱的氧化环境下;而青灰色层出现明显的水下形成颜色和水平层理,b*值较高,DRS一阶导数在435nm左右有一个很显著的针铁矿特征峰,赤铁矿特征峰不明显,TOC和CaCO含量较高,表明当时流域内降水增多,径流增大、增强,形成湖泊,处于水下还原环境。（2）典型青灰色层的碳同位素结果呈现显著的负漂特征,负漂幅度超过5‰,该特征与海相及其他陆相热事件记录吻合,表明青灰色层为热事件的发生层位。综合TOC、漫反射光谱、CaCO含量及碳同位素等环境代用指标,研究剖面可识别出十余次热事件。（3）选择赤铁矿一阶导数峰值进行旋回地层学分析,能谱分析显示其存在稳定的5.5m周期,结合盆地内地层年代推算得到的浓山组沉积速率8cm/kyr以及相关系数法得到的毛鸡湾剖面最优沉积速率5.6cm/kyr,可知研究剖面热事件的发生很可能受到了太阳辐射轨道短偏心率的控制,与深海记录揭示的热事件触发机制一致。

关键词：南雄盆地古近纪早期沉积环境碳同位素负向漂移热事件

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

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地球物理学报 2016年第6期59卷 2191-2202页

作者：袁玉松俞昊李天义李双建中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083 中国石油化工股份有限公司华东分公司勘探开发研究院南京210011

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_... 详细信息

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m^(-2),泰兴地区为~78mW·m^(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.

关键词：下扬子热事件裂变径迹古热流二次生烃

全吉群碎屑锆石的U-Pb年龄谱和微量元素:基底热事件信息和早期演化启示

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地球科学（中国地质大学学报） 2012年第S1期37卷 28-42页

作者：张璐巴金陈能松王勤燕廖梵汐李晓彦中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学研究生院湖北武汉430074 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 德国弗莱堡大学矿物与地球科学学院弗莱堡79104

本研究应用LA-ICP-MS测定了从塔里木陆块离解出来的一个大陆碎块(片),即全吉地块盖层全吉群下部南华纪石英砂岩中碎屑锆石的111个测点的U-Pb年龄和微量元素组成.87个谐和年龄构成的锆石年龄谱记录了强烈的古元古代～2.45、～2.32、～2.1... 详细信息

本研究应用LA-ICP-MS测定了从塔里木陆块离解出来的一个大陆碎块(片),即全吉地块盖层全吉群下部南华纪石英砂岩中碎屑锆石的111个测点的U-Pb年龄和微量元素组成.87个谐和年龄构成的锆石年龄谱记录了强烈的古元古代～2.45、～2.32、～2.11和～1.95Ga热事件以及微弱的太古代热事件信息,指示南华纪石英砂岩的物源可能是来自全吉地块中、东部的由达肯大坂岩群和未剥露到古元古代末基性岩墙群的德令哈杂岩组成的基底岩系.碎屑锆石的CL图像和微量元素组成表明,～2.45、～2.32和～2.11Ga热事件的性质主体为岩浆侵入活动并可能伴随地壳生长;～1.95Ga热事件主要为变质-深熔作用,但不排除存在岩浆侵入的可能性.本研究结果表明,全吉地块和其塔里木母陆块基底主要由古元古代岩石组成,发育区域性古元古代早-中期(～2.32～2.45Ga)的岩浆侵入作用和地壳生长,与华北陆块具有相似的地质演化历史或可能发生过构造互动.

关键词：碎屑锆石年龄谱微量元素全吉地块塔里木陆块热事件地壳演化岩石学

青海省火成岩同位素地质年代学与构造岩浆热事件对比研究

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西北地质 2014年第2期47卷 51-61页

作者：南卡俄吾贾群子李文渊唐玲孔会磊李金超栗亚芝长安大学资源学院陕西西安710054 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054 中国地质大学资源学院北京100083

以项目组近年来在青海取得的年龄研究成果为基础,通过对搜集到的1 346个火成岩同位素年龄数据分布特征与地质演化过程对比研究,得到以下结论:①青白口纪热事件峰值特征暗示,青藏高原东北部地区在中元古代末有可能已经拉开了原特提斯洋... 详细信息

以项目组近年来在青海取得的年龄研究成果为基础,通过对搜集到的1 346个火成岩同位素年龄数据分布特征与地质演化过程对比研究,得到以下结论:①青白口纪热事件峰值特征暗示,青藏高原东北部地区在中元古代末有可能已经拉开了原特提斯洋演化的序幕。②在古特提斯演化过程中,岩浆活动相对于构造运动表现出一定的滞后性,这种滞后性在整个青藏高原东北部具有普遍性。③华力西—印支期构造演化旋回并不连续,中间可能有间断,并且间断可能发生于晚二叠世—早三叠世之间。④种种迹象表明,东昆仑地区泥盆纪处于持续强烈的伸展阶段,伴有大量具有伸展特性的基性岩以及A型花岗岩产出,该阶段从406Ma开始,结束时间不早于380Ma。

关键词：热事件同位素年龄青藏高原

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江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件

地球物理学进展 2007年第3期22卷 934-939页

作者：袁玉松朱传庆胡圣标中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

江汉盆地是我国前新生代海相油气勘探的重要领域之一，为研究海相烃源岩的热演化史提供地热学参数，以镜质体反射率（Ro）为古温标进行热史反演，获得了盆地的热流史．印支运动以前，盆地基底热流为50～55mW／m^2；晚印支-早燕山期，热... 详细信息

江汉盆地是我国前新生代海相油气勘探的重要领域之一，为研究海相烃源岩的热演化史提供地热学参数，以镜质体反射率（Ro）为古温标进行热史反演，获得了盆地的热流史．印支运动以前，盆地基底热流为50～55mW／m^2；晚印支-早燕山期，热流整体升高；不同构造单元达到最高古热流的时间不同，潜北断裂以北，157Ma左右达到最高古热流（～72mW／m^2），潜北断裂以南，43Ma左右达到最高古热流（71～76mW／m^2）；晚喜山期，热流迅速降低，盆地快速冷却．盆地热流史和沉积构造演化、岩浆活动热事件的耦舍关系表现为：印支运动以前，海相盆地稳定建造阶段为统一的低热流背景，岩浆活动微弱；晚印支-早燕山期，构造活动性增强产生深部热搅动，热流整体升高；中燕山期挤压改造变形阶段热流值的高低受控于岩浆活动热事件的分区表现，盆地基底热流表现为北降南升；晚燕山-早喜山期，陆相伸展盆地建造与叠加改造阶段，岩浆活动热事件的区域特征决定热背景分区；晚喜山期，盆地萎缩，为热流值降低的冷却过程．

关键词：江汉盆地热流史沉积构造演化热事件耦合关系

东海盆地西湖凹陷热事件对储层的改造及其机理探讨

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石油实验地质 2015年第5期37卷 548-554页

作者：高伟中杨彩虹赵洪中海石油(中国)有限公司上海分公司上海200030 中国石化上海海洋油气分公司上海200120

东海盆地西湖凹陷近年来的勘探研究表明,与热事件相关的溶蚀作用是深部储层(≥3 300 m)次生孔隙发育的重要因素之一。通过利用磁场、热场及三维地震对研究区火山发育特征的研究,结合薄片观察、场发射能谱环境扫描电镜等实验方法及物性... 详细信息

东海盆地西湖凹陷近年来的勘探研究表明,与热事件相关的溶蚀作用是深部储层(≥3 300 m)次生孔隙发育的重要因素之一。通过利用磁场、热场及三维地震对研究区火山发育特征的研究,结合薄片观察、场发射能谱环境扫描电镜等实验方法及物性分析等资料,对西湖凹陷深部储层与热事件相关的溶蚀作用进行研究。结果表明,砂岩储层受热事件的改造作用主要表现在热流体携带酸性物质及加速烃源岩热演化释放有机酸等因素导致储层次生孔隙发育。研究了热事件对不同储层发育部位的改造作用,探讨了热液事件改造储层的机理,进而指出了热液改造影响储层的区域分布规律。

关键词：热事件火成岩储层改造溶蚀作用西湖凹陷东海盆地

近50年华南沿海SST热事件变化的时空特征

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热带海洋学报 2010年第4期29卷 14-19页

作者：郑兆勇周雄江四义蔺明霞游大伟吕柏明中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266003 国家海洋局南海分局广东广州510300

根据华南沿海10个海洋站1960—2009年实测海表温度(SST)资料统计分析了近50年华南沿海SST热事件时空变化特点,得出如下结论:华南沿海SST热事件主要出现在6—8月份,SST热事件出现的频率以北部湾东北部海域最高,粤东沿海最低;导致SST热事... 详细信息

根据华南沿海10个海洋站1960—2009年实测海表温度(SST)资料统计分析了近50年华南沿海SST热事件时空变化特点,得出如下结论:华南沿海SST热事件主要出现在6—8月份,SST热事件出现的频率以北部湾东北部海域最高,粤东沿海最低;导致SST热事件海区差异的原因是上升流及热带气旋存在海区差异;受全球气候变暖的影响,华南沿海年均SST有上升趋势,近50年来气候变化可划分为冷、暖两个时期,其相对暖期SST热事件的年频数、累计天数、每次SST热事件持续天数较相对冷期均有增加趋势。

关键词：华南沿海海表温度(SST) 热事件变化特征

冀东-辽西玄武岩二长岩包体锆石U-Pb定年、Hf同位素和微量元素示踪燕辽地区169Ma和107Ma的热事件

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中国科学（D辑） 2004年第A1期34卷 32-44页

作者：郑建平张瑞生余淳梅汤华云张沛中国地质大学地球科学学院武汉430074

报道了辽西阜新中生代(92-100 Ma)和冀东平泉第三纪(23-45 Ma)碱性玄武岩K-Ar年龄及其中二长岩包体的锆石原位U-Pb定年、Hf同位素和微量元素微区分析结果,并对发生于燕辽陆内造山带的壳-幔相互作用进行了讨论.阜新玄武岩中二长岩包体的... 详细信息

报道了辽西阜新中生代(92-100 Ma)和冀东平泉第三纪(23-45 Ma)碱性玄武岩K-Ar年龄及其中二长岩包体的锆石原位U-Pb定年、Hf同位素和微量元素微区分析结果,并对发生于燕辽陆内造山带的壳-幔相互作用进行了讨论.阜新玄武岩中二长岩包体的锆石有非常一致的中侏罗世U-Pb年龄((169±3)Ma).平泉玄武岩二长岩包体中除个别锆石具2491 Ma和513 Ma的老年龄外,95％以上的锆石具(107±10)Ma的U-Pb年龄.年龄为169 Ma的锆石接近于零的εHf值(-1.2-4.6);而年龄为107 Ma的锆石的εHf值主要为-11.5-16.3,具明显的壳源性质.阜新锆石具低的Nb,Ta,Sr,TH,U丰度,低且狭窄的Hf模式年龄(0.87-1.00 Ga),反映其二长岩岩浆源区物质的形成时代较新;平泉锆石所具有的高不相容微量元素丰度,高且宽的Hf模式年龄(0.89-2.56 Ga),集中在(1.28±0.08)Ga,则反映复杂的源区组成和较高的地壳成熟程度.综合资料表明,J3-K1是燕辽地区深部过程及壳层构造转折的关键时期,但深部的作用过程存在明显的时空不均一性.

关键词：锆石原位分析 Hf同位素 U-Pb同位素微量元素燕辽地区热事件冀东-辽西玄武岩