西藏特提斯白垩纪中期页岩—微生物岩组合

【摘要】：越来越多的证据显示，白垩纪多期大洋缺氧事件（OAEs）都与海底甲烷泄漏有关，因此研究当时极端环境下的沉积记录——黑色页岩-微生物岩组合对于解释OAEs时期一系列环境事件成因、相互作用机制和生物-环境协同演化等具有重要意义。研究区页岩-微生物岩沉积组合可划分为3种泥质岩岩相和6种碳酸盐岩微相，并进一步分出9种沉积组合。根据浮游有孔虫化石，认为强东剖面古错村组和岗巴东山组的界线大致与Aptian/Albian界线相当，察且拉组时代限定在Albian期R. appenninica带，冷青热组为Cenomanian–Coniacian，岗巴村口组不早于Santonian，横向上可能有穿时。据地层序列旋回性和海平面变化特征，可划分出两个亚二级层序K1SS1和K_2SS1，总体表现为两个退积-进积旋回，又分别可分为7个三级层序（K1S1-K1S7）和4个三级层序（K_2S1-K_2S4）。 岗巴地区在白垩纪中期总体处于内陆棚-陆架边缘斜坡环境（50～250m），生境型为Ⅲ_2~Ⅳ_2，生产力整体较高。按演化阶段和组合特征可划分出3个有孔虫动物群，并利用水深局限分子和(P/(P+E))%等指标恢复了古水深（海平面）变化，显示研究区海平面变化长周期与Haq et al.(1987)完全一致，短周期也基本协同，但是Cen.期海平面变化比全球频繁得多，说明当时海平面变化主要受构造控制；OAE2之后表现出气候驱动为主的特征。依据溶解氧浓度的替代指标，如底栖有孔虫丰度、Shannon-Weiner分异度以及底栖有孔虫氧指数（BFOI）等，识别出8次不同程度的贫氧或缺氧期，其中有4次的时代和特征与OAE1d, MCE,OAE2以及可能的OAE3相对应。 在岗巴东山组上部（约Alb.上部R. ticiensis带）和和冷青热组下部（R.cushmani带中部）暗色页岩中发现两套较大规模的冷泉碳酸盐岩，为甲烷泄漏的证据。时空分布、沉积特征、生物群落和地球化学标志等方面都显示了典型的冷泉碳酸盐岩特征，认为甲烷泄漏为温室效应、海平面变化、缺氧环境和区域构造不稳定性等共同导致。而这些环境事件之间具有明显的相互作用关系，并共同控制了缺氧环境下白垩纪海洋生物的演替和生产力的发展，形成了极端环境下特殊的生物圈-地圈正负反馈机制。 【关键词】：黑色页岩-微生物岩 大洋缺氧事件(OAEs) 甲烷泄漏 白垩纪中期 西藏特提斯
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P534.53
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-28
• 1.1 选题背景与项目依托11-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 白垩纪中期“黑色页岩”的特征与分布12-13
• 1.2.2 白垩纪中期古海洋事件研究进展13-16
• 1.2.2.1 白垩纪中期构造古地理和大型火成岩省13
• 1.2.2.2 温室气候和紊乱的洋流格局13-15
• 1.2.2.3 大洋缺氧事件研究进展15-16
• 1.2.3 白垩纪甲烷泄漏事件与有机碳循环研究现状16-18
• 1.2.3.1 冷泉与冷泉碳酸盐岩16-17
• 1.2.3.2 天然气水合物与全球有机碳循环17-18
• 1.2.4 西藏南部白垩纪中期古海洋学研究现状18-19
• 1.2.5 存在的问题19-20
• 1.3 研究目的与意义20-21
• 1.4 研究内容与科学问题21-22
• 1.5 研究思路与方法22-27
• 1.5.1 技术路线22-23
• 1.5.2 实验样品与分析方法23-24
• 1.5.2.1 实验样品23
• 1.5.2.2 微体化石处理方法23-24
• 1.5.2.3 地球化学测试方法24
• 1.5.3 研究方法简述24-27
• 1.5.3.1 有孔虫古生态学及其古环境替代指标24-25
• 1.5.3.2 冷泉碳酸盐岩的识别标志25-27
• 1.6 完成的工作量27-28
• 第二章 区域地质概况28-36
• 2.1 研究区位置及其自然地理概况28-29
• 2.2 区域构造背景29
• 2.3 Aptian-Santonian 地层格架29-36
• 2.3.1 岩石地层单元29-33
• 2.3.2 生物-年代地层33-36
• 2.3.2.1 古错村组上部和东山组 (Aptian-Albian)33-34
• 2.3.2.2 Cenomanian-Satonian 浮游有孔虫化石带与地层时代34-36
• 第三章 页岩-微生物岩沉积组合特征36-54
• 3.1 岩性与岩相特征36-40
• 3.1.1 泥质岩36-37
• 3.1.2 砂岩与粉砂岩37
• 3.1.3 碳酸盐岩37-40
• 3.2 页岩-微生物岩组合与层序地层简析40-50
• 3.2.1 页岩-微生物岩组合及其特征40-47
• 3.2.1.1 古错村组上部 (Aptian)40-42
• 3.2.1.2 岗巴东山组 (Albian 早中期)42-45
• 3.2.1.3 冷青热组 (Cenomanian-Turonian)45-47
• 3.2.1.4 岗巴村口组 (Coniacian-Satonian)47
• 3.2.2 层序地层简析47-50
• 3.3 沉积环境及其演化50-54
• 3.3.1 沉积相50-51
• 3.3.1.1 碎屑陆棚相50-51
• 3.3.1.2 碳酸盐缓坡相51
• 3.3.2 沉积环境演化51-54
• 3.3.2.1 Aptian-Albian51-52
• 3.3.2.2 Cenomian-Turonian52
• 3.3.2.3 Coniacian- Santonian52-54
• 第四章 有孔虫动物群及其古环境指标54-77
• 4.1 浮游有孔虫演化与古环境54-60
• 4.1.1 浮游有孔虫动物群演化与更替54-59
• 4.1.1.1 Hedbergella trocoidea- Ticinella raynaudi- Rotalipora ticinensis 动物群55
• 4.1.1.2 Globogerinelloides. ultramicra- Praeglobotruncana- Rotalipora 动物群55-56
• 4.1.1.3 Dicarinella- Helvetoglobotruncana- Marginotruncana 动物群56-59
• 4.1.2 浮游/底栖比率 P/(P+B)和 P/(P+E)59
• 4.1.3 浮游有孔虫古生态浅析59-60
• 4.2 底栖有孔虫组合特征及其古生态指标60-77
• 4.2.1 底栖有孔虫组合特征与生境型60-69
• 4.2.1.1 Choffatella decipiens- Lenticulina exarata- Marssonella subtrochus 动物群61
• 4.2.1.2 Dorothia pupa- Gavelinella sp. - Gyroidinoides globosus 动物群61
• 4.2.1.3 Cibicidoides- Praebulimina- Trochammina 动物群61-68
• 4.2.1.4 底栖动物生境型浅析68-69
• 4.2.2 深度局限分子与古水深69-75
• 4.2.3 底栖有孔虫氧指数（BFOI）与底层水溶解氧浓度75-77
• 第五章 藏南白垩纪中期缺氧事件的新证据77-86
• 5.1 OAE1 事件层位推测及特征77-82
• 5.1.1 OAE1a（Aptian 早期）77-78
• 5.1.2 OAE1b（Aptian 末–Albian 早期）78-80
• 5.1.3 OAE1d （Albian 晚期）80-82
• 5.2 CENOMANIAN 中期缺氧事件 (MCE)82
• 5.3 OAE 2（Cenomanian/Turonian 之交）82-83
• 5.4 OAE 3（Coniacian- Santonian 期）83-86
• 第六章 岗巴地区白垩纪中期甲烷泄漏事件86-104
• 6.1 年龄约束与空间展布87-91
• 6.1.1 岗巴东山组上部冷泉碳酸盐岩时代87
• 6.1.2 冷青热组下部冷泉碳酸盐岩时代87
• 6.1.3 产状与空间展布87-91
• 6.2 主要识别特征91-100
• 6.2.1 沉积组构与岩石矿物特征91-94
• 6.2.2 生物群落特征94-98
• 6.2.3 δ13C 特征98-100
• 6.3 动力机制与环境效应100-104
• 6.3.1 动力机制100-102
• 6.3.1.1 甲烷生成机制100-101
• 6.3.1.2 甲烷泄漏机制101-102
• 6.3.2 环境效应102-104
• 第七章 黑色页岩-微生物岩形成的生物-环境耦合关系104-111
• 7.1 温室气候与海平面变化、缺氧事件及甲烷泄漏事件104-106
• 7.1.1 海平面变化的驱动机制104
• 7.1.2 缺氧事件的触发机制104-106
• 7.1.3 甲烷泄漏事件与缺氧事件、海平面变化的关系106
• 7.2 生物演化、生产力与环境事件的相互反馈106-108
• 7.2.1 缺氧环境下的海洋浮游（微）生物演替106-107
• 7.2.2 缺氧和甲烷泄漏背景下的古海洋生产力107-108
• 7.3 黑色页岩-微生物岩形成的生物-环境模式108-111
• 主要结论111-113
• 致谢113-114
• 参考文献114-133
• 作者简介133-134

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