桂东北中泥盆世Eiffelian-Givertian界线碳酸盐岩地球化学特征及古环境意义

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泥盆纪作为晚古生代的第一个纪,由于其复杂的气候变化、频繁的全球性海平面升降与多发的生物灾变事件,在近几十年得到了广泛关注。桂东北地区晚泥盆世-早石炭世为复杂的“台-沟-盆相间”的古地理格局,台盆相至开阔台地相区的地层沉积较为连续,发育了千米厚的碳酸盐岩,在此之上形成了举世闻名的岩溶地貌景观,并且建立了国际泥盆系-石炭系界线辅助层型剖面,因此,在该区开展泥盆系相关研究具有较好的研究基础与研究意义。本区前人的关注点多侧重于晚泥盆世沉积相、古生物及关键生物和事件层位(“F-F”生物灾变事件层和D/C界线层),对中泥盆晚期的一些重要事件(Ka(?)ák-otomari事件)关注度较低,且缺少全球尺度的对比研究。研究表明:(1)参考Wilson的标准微相沉积模式,结合岩性特征,识别出纹层状碳酸盐灰泥岩、生屑-内碎屑泥粒灰岩等4种微相类型,进而划分出局限台地相、斜坡相和开阔台地相3个沉积亚相。(2)综合岩石学、元素地球化学和碳氧同位素分析结果,样品YS1和YS2所处层位形成于水体相对较浅,具有一定物源供给的近岸沉积环境,由唐家湾组白云岩到民塘组纹层状含燧石微晶灰岩,反映了海侵初期,海洋环境由局限-半局限台地向斜坡相的快速转变过程;YS3至YS4阶段的纹层状微晶灰岩以及低含量的陆源组份反映了沉积水体较深、海平面相对较高的远岸沉积环境,该阶段海洋环境以缺氧为典型特征,具有全球一致性;YS5至YS10样品各项指标波动性较小,其中陆源组分含量逐渐增加,岩石中代表较高水体动能的亮晶灰岩出现,说明沉积区海平面呈现出在波动中下降的趋势,剖面中多个向上变厚的进积型层序是良好的沉积学响应。(3)依据氧同位素,重建了古海水温度演化曲线,研究表明该时期海水平均温度为21℃,反映了温暖的亚热带气候,与其位于赤道附近的古地理环境相吻合。(4)样品YS3所处层位为Ka(?)ák-otomari事件层位,该点的δ13C值表现出明显负漂移,与摩洛哥的全球界线层型剖面和加拿大地区同层位的δ13C值曲线相吻合,共同反映了全球尺度海侵背景下的海侵事件。
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