新元古代冰期及其年代_黄晶

; 还有 590 ～ 570 Ma
[ 2122]
和 635 ～ 600 Ma
[ 23 ～ 26]
之争 。 近两年 , 人 们才确定 M arinoan 冰期结束 在 31] 全国地层委员会(2001)重新定制了中国的新元 (635 ±5) Ma[ 27, 并获得共识 。 对 Sturt ian 冰期 的年代争议更多 。 Wi ng ate 等认为发生在 760 ～ 720 Ma ; P rei ss 等又提出是 700 ～ 690 M a ; 而 [ 36] [ 37] L und 等给出 685 M a 的年龄 。 根据纳米比亚 岩石 的沉积至少在 740 M a 左右 已经开始[ 39] 。 但
发生在新元古代全球性的冰期事件受到了人们 广泛的关注 。 Ki rschvink 根据古地磁资料提出了 “ 雪球地球” 假说 , 即新元古代冰期期间海洋全部结
收稿日期 : 2006 - 06 - 05 ; 修回日期 : 2006 - 10 - 30
[ 1]
冰 , 地球变成一个巨大的雪球 。 H of f man 等[ 2] 通过 对非洲纳米比亚 、 其他大陆的冰期前后碳酸盐岩层 序的碳同位素对比 , 重申“ 雪 球地球” 事件的存在 。
新元古代冰期及其年代
黄 晶
1, 2, 3
, 储雪蕾
1, 2*
, 张启锐 , 冯连君
1
1, 2
1. 中国科学院 地质与地球物理研究所 , 北京 100029 2. 中国科学院 矿物资源研究重点实验室 , 北京 100029 3. 中国科学院 研究生院 , 北京 100049
1, 2, 3 1, 2* 1 ,2
1 成冰纪(C ry ogenian)和冰期事件
古界 , 将其三分 , 把与冰期有关的地层单元划出 , 设 为“ 南华系” 。 新的南华系与国际地层委员会命名 的成冰系(C ry ogenian)对应 , 其顶界为陡山 沱组与 GS)批准设立了埃迪 卡拉系 (Ediacaran), 其 GSSP
[ 9]
H uang Jing
, Chu Xuelei
, Z hang Qi rui , F eng Lianjun
1来自百度文库
1. Inst it ut e o f Geolog y and Geo phy sics , Ch inese Aca demy o f S ci ence , Bei j i ng 100029 , China 2. K ey Lab o f Miner al Resour ces , Ch inese Aca dem y o f S ci ence , Bei j i ng 100029 , China 3. Grad uate Un iver sit y o f the Ch inese Academy o f Sciences , Bei j in g 100049 , Chi na
[ 7 , 3234] [ 7 , 35]
南沱组之间的界线 。 2004 年 3 月 , 国际地科联(IU- 和阿曼[ 38] 的年龄资料 , 郑永飞认为成冰纪局部冰成 定在澳大利亚南部沿 Enorama Creek 出露的 Elati- 是 , 一些新的 资料显 示 , St ur tian 冰期 可能 发生 在 42] na 冰成杂砾岩之上的 Nuccaleena 组帽碳酸岩的底 710 ～ 720 M a[ 38 , 40。 不过 , 争论还依然存在 。 部 。 如此 , Ediacaran 系就相当于我国新修订的震旦 系 。 此前 , 国际地层委员会将成冰系的上下时限分 别放在 650 Ma 和 850 M a , 而我国将南华系的上 下时限也放在 680 M a 和 800 Ma[ 11] 。 但是 , 根据最 近的研究结果 , 这个上限被锁定在 635 Ma
Huang Jing , Chu Xuelei , Zhang Qirui , et al . Constraints on the age of Neoproterozoic global glaciations . Earth Science Frontiers , 2007 , 14(2): 249 256 Abstract :T he re wer e sever al glacial events a round the w orld w hich are called “ Snow ball Ear th” during the late Neo pro te rozoic time. T hese glaciatio ns profo undly inf luenced ear ly faunal evo lutio n. “ Snow ball Ear th” is at the co re of the g lacia tions ev ents , therefo re we need precise geo chronological data in o rder to pro ve the global sy nch roneity of the Neo pro te rozoic g lacia tions. T w o major Neo pro te rozoic glaciatio ns ar e M arino an and Sturtian. A number of studies sug ge sted that the M arinoan g lacia tion te rminated abo ut 635 M a ago , but the time of its beginning is unce rtain. T he lowe r limit fo r S tur tian g lacia tion is about 710 - 720 M a , and published data sho ws that the upper limit fo r Stur tian g lacia tion is about 670 M a. T he mo re precise geochro no lo gical da ta fo r Gucheng , T ie siao and Chang an F or matio ns in South China are very impo rtant fo r the dur atio n o f the Sturtian glaciatio n and the low er ag e limit of the N anhua System and the Cry oge nian. Key words :Neo pro te rozoic ;glaciatio ns ;geochro no lo gy ; M a rinoan ; Stur tian 摘 要 : 新元古代在全球范 围内出现了几期冰期事件 , 称之为“ 雪球地球” 事件 。 这 种剧烈的 环境变化带 来此 后地球上生命演化的一次飞跃 。“ 雪 球地球” 事 件的核 心是全 球冰期的 同时性 , 需 要同位素 地质年 代学 的证 据 。 新元古代末期两次主 要的 冰期 事件 是 M arino an 冰 期和 Stur tian 冰 期 , 其 中 M arino an 冰 期结 束 于 635 Ma; S tur tian 冰期可能发生在 710 ～ 720 M a , 已发表的年龄数据限定它在 670 M a 之前结束 。 M arinoan 冰期后 的 Ga skier s 冰期发生在 580 ～ 590 M a 。 对华南的古城 、铁丝坳 、长 安组 、江 口组等进 行进一 步精确 定年 , 将对 限定 Sturtian 冰 期持续时间和 Cry ogenian 、南华 系的下限年龄具有重要意义 。 关键词 : 新元古代 ; 冰期 ; 地质年代学 ; M arinoan 冰期 ; Stur tian 冰期 中图分类号 : P 534 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1005 - 2321(2007)02 - 0249 - 08
[ 7] [ 20] [ 17]
设立了 IGCP512 国际对比计划 , 协调各国的研究 。 m an 等[ 5] 根据新元古代碳酸盐岩层序的碳同位素变
, 各地冰 川的
起始和结束年龄是主要依据 。 不过 , 沉积地层定年 是一个老大难的问题 。 可喜的是 , 国内外重视对有 争议的新元古代冰期地层的同 位素地质年代 学研 究 , 取得了显著的进展 。 本文将结合我们的工作对 新元古代冰期地质年代的研究进展进行评介 。
* 通信作者 : 储雪蕾 。 Email : xl chu @mail .
igcas . ac . cn
250
黄 晶 , 储 雪蕾 , 张启锐 , 等 /
地学前缘 (Earth Science F ro ntiers)2007 , 14 (2)
尽管“ 雪球地球” 假说存在很大的争议 , 但它为低纬 度、 低海拔冰川的分布 , BIF 铁矿的再次出现等一系 列地质现象提供了合理的解释 。 新元古代冰期发生的次数 、年龄 、分布范围 , 以 7] 及其成因机制等问题还存在着很大的争议[ 3, 所以 新元古代冰期的国际对比 , 不仅涉及冰期地层的对 比 , 精确的同位素地质年代测定可能是更重要的手 段 , 决定着对比的成败 。 这不仅是由于新元古代冰 期地层缺乏对比的标志 , 如缺乏古生 物化石 、岩性 (冰碛岩或杂砾岩)单调等 , 而且冰川的剥蚀作用致 使不少地区出露的冰期沉积记录不完全 , 地层有缺 失 , 造成对比困难 。 此外 , 全球新元古代冰川的同时 性是检验“ 雪球地球” 假说的证据
第 14 卷 第 2 期 2007 年 3 月
Earth Sci ence Fronti ers (Chi na U niversit y of Geosciences , Bei jing ; Peking U niversit y)
地 学前缘(中国地质大学(北京) ;北京大学)
V ol. 14 N o. 2 M ar. 2007
[ 4 , 8]
16] cap carbonate)直接覆盖在冰成杂砾岩之上[ 2 , 5 , 14。
许多大陆的新元古界地层层序含有两层冰碛岩 , 它 们被 厚 厚 的 非 冰 地 层 分开 , 表 明 至 少 有 两 期 冰 期 。 在我国新疆的库鲁克塔革地区的 新元古界 19] 地层中还发现了三期冰期沉积的记录[ 18。 Kauf化曲线提出了大陆冰川 至少经历了 4 次活动 。 但 是 , Kennedy 等 指出全球各大陆普遍具有两套冰 碛岩 , 且下层冰碛岩总是被暗色的泥质白云岩覆盖 , 而上层冰碛岩被沉积构造发育的 、 淡粉色白云岩所 覆盖 , 说 明 新 元 古 代 只 有 两 次 全 球 性 的 冰 期 。 Kno ll[ 19] 倾向认为新元古代有两次主要的全球性冰 期 , 即 St urtian 和 M arinoan 冰期 。 不过也有证据表 明 , 至少在 Marinoan 冰期之后还有一次局部 的冰 期事件 , 可能在非洲在 S turt ian 冰期事件之前还有 一次或者数次的小冰期 。 两次 全球 性 的冰 期 — — —S turtian 和 Marinoan 冰期的年代一直存在着 争议 , 有 些已经取得共识 。 例如 , 对 M arinoan 冰期的起始时间先是认为在 650 Ma[ 10] 左右 , 后又说在 600 ～ 565 M a[ 19] 及 610 ～ 590 Ma
我国相当于strtian冰期的江口冰期可能发育着不只一次的冰64认为华南从南到北即从深水盆地至近岸地层逐渐缺失而且越来越严重见表65通过对石门杨家坪剖面的渫水河组碎屑岩层序的研究表明渫水河组与其上覆的古城组东山峰组和南沱组的冰成杂砾岩具有相似的cia化学蚀变指数ciw化学风化指数值并依此认为渫水河组和南沱组古城组的沉积岩在其源区具有相近的低等化学风化程度所以渫水河组应该属于寒冷气候的产物即冰期沉积记录的一部分
基金项目 : 国家自然科学基金项目(40532012 , 40373011); 中国科学院知识创新工程项目(K ZCX 3 S W141) 作者简介 : 黄 晶(1981 —), 男 , 硕士研究生 , 研究方向为同位素地球化学 。 Emai l : jhu ang @mail . igcas. ac . cn