云南富宁地区泥盆系—石炭系界线碳、氧同位素特征及对海平面变化的响应

李小军, 李波, 刘兵, 关奇, 李序贵, 田素梅. 云南富宁地区泥盆系—石炭系界线碳、氧同位素特征及对海平面变化的响应[J]. 地质通报, 2021, 40(7): 1047-1056.
引用本文: 李小军, 李波, 刘兵, 关奇, 李序贵, 田素梅. 云南富宁地区泥盆系—石炭系界线碳、氧同位素特征及对海平面变化的响应[J]. 地质通报, 2021, 40(7): 1047-1056.
LI Xiaojun, LI Bo, LIU Bing, GUAN Qi, LI Xugui, TIAN Sumei. Carbon and oxygen isotopes across Devonian and Carboniferous boundary in the Funing area of Yunnan Province and the response to sea-level changes[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(7): 1047-1056.
Citation: LI Xiaojun, LI Bo, LIU Bing, GUAN Qi, LI Xugui, TIAN Sumei. Carbon and oxygen isotopes across Devonian and Carboniferous boundary in the Funing area of Yunnan Province and the response to sea-level changes[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(7): 1047-1056.

云南富宁地区泥盆系—石炭系界线碳、氧同位素特征及对海平面变化的响应

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《全国陆域及海区地质图件更新与共享》子项目《云南省系列地质图件数据处理与洋板块地质研究》(编号:DD20190370)、《云南1:5万睦伦街、富宁县、木卓、郎恒幅区域地质矿产调查》(编号:12120100000150008-04)、云南省自然资源厅地勘基金项目《云南1:5万万寿山幅、宜良县幅、澄江县幅、百灵寺幅区域地质调查》(编号:D201902)
详细信息
    作者简介: 李小军(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事区域地质调查研究。E-mail: 954941936@qq.com
    通讯作者: 李波(1964-), 男, 博士, 教授, 从事矿床地质学研究。E-mail: 2757179920@qq.com
  • 中图分类号: P534.44;P534.45;P597

Carbon and oxygen isotopes across Devonian and Carboniferous boundary in the Funing area of Yunnan Province and the response to sea-level changes

More Information
  • 右江盆地沉积连续的泥盆纪—石炭纪岩石地层,是中国泥盆纪与石炭纪之交Hangenberg生物大灭绝事件的重点研究区域。选取右江盆地西缘云南富宁地区晚泥盆世—早石炭世地层,在岩石地层学研究的基础上对碳酸盐岩进行系统的碳、氧同位素组成研究。富宁地区晚泥盆世—早石炭世地层存在不同幅度的δ13C、δ18O负向偏移,尤其在泥盆系—石炭系界线附近负偏移明显,δ13C、δ18O值偏移层位与层序地层学转换及古生物灭绝事件发生层位一致,反映了晚泥盆世法门期海平面下降和早石炭世的海侵事件。研究区泥盆系—石炭系界线附近δ13C值负偏趋势与右江盆地内δ13C值演化偏移相似,华南其他典型剖面δ13C值亦呈现不同幅度的负向偏移,泥盆纪与石炭纪之交的碳同位素演化序列与欧洲、北美地区δ13C值负向偏移反映的海平面下降事件一致,具全球性对比意义。

  • 加载中
  • 图 1  研究区大地构造位置(a)[20]及地质简图(b)[6]

    Figure 1. 

    图 图版Ⅰ   

    Figure 图版Ⅰ. 

    图 2  蒋家湾(小弄)剖面δ13CVPDB与δ18OVPDB相关关系

    Figure 2. 

    图 3  富宁地区、其林寨、比利时泥盆系—石炭系界线碳、氧同位素地层对比

    Figure 3. 

    表 1  蒋家湾(小弄)剖面碳、氧同位素测试结果

    Table 1.  δ13CVPDB and δ18OVPDB values of Jiangjiawan(Xiaonong)section

    样品编号 岩性 δ13CVPDB/‰ δ18OVPDB/‰ 古盐度Z
    下石炭统 黄龙组 h-16 生物碎屑灰岩 4.96 -1.32 136.80
    h-15 生物碎屑灰岩 5.00 -2.29 136.40
    h-14 生物碎屑灰岩 4.73 -1.35 136.31
    h-13 生物碎屑灰岩 4.76 -0.93 136.59
    h-12 生物碎屑灰岩 4.85 0.82 137.64
    h-11 生物碎屑灰岩 4.59 -1.61 135.90
    h-10 生物碎屑灰岩 3.78 -1.27 134.41
    h-9 生物碎屑灰岩 3.18 -1.11 133.26
    h-8 生物碎屑灰岩 4.05 0.98 136.08
    h-7 生物碎屑灰岩 4.00 0.37 135.68
    h-6 生物碎屑灰岩 4.25 -0.03 135.99
    h-5 生物碎屑灰岩 3.07 0.45 133.81
    h-4 生物碎屑灰岩 3.80 0.02 135.09
    h-3 生物碎屑灰岩 3.82 0.09 135.17
    h-2 含生物碎屑微晶灰岩 1.14 -4.19 127.55
    h-1 含生物碎屑微晶灰岩 0.68 -3.82 126.79
    上泥盆统 革当组 g-8 微晶灰岩 1.70 -2.08 129.75
    g-7 微泥晶灰岩 1.65 -3.04 129.17
    g-6 含生物碎屑灰岩 1.75 -3.74 129.02
    g-5 鲕粒灰岩 1.94 -3.24 129.66
    g-4 生物碎屑灰岩 2.87 -3.19 131.59
    g-3 鲕粒灰岩 3.05 -3.21 131.95
    g-2 鲕粒灰岩 2.99 -2.94 131.96
    g-1 鲕粒灰岩 2.73 -2.67 131.56
    五指山组 w-7 微晶灰岩 3.30 -2.58 132.77
    w-6 微晶灰岩 2.95 -2.92 131.89
    w-5 微晶灰岩 2.19 -2.80 130.39
    w-4 鲕粒灰岩 2.61 -3.16 131.07
    w-3 微晶灰岩 1.58 -3.28 128.90
    w-2 微晶灰岩 2.14 -2.68 130.35
    w-1 泥微晶灰岩 3.05 -2.46 132.32
    注:Z值据Keith等[25]公式:Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)
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  • [1]

    孙康, 胡永亮, 关成国, 等. 浙西邵家山埃迪卡拉纪地层的碳同位素特征及其地层对比意义[J]. 地层学杂志, 2020, 44(2): 136-149. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DCXZ202002002.htm

    [2]

    刘安, 陈林, 陈孝红, 等. 湘中坳陷泥盆系碳氧同位素特征及其古环境意义[J]. 地球科学, 2021, 46(4): 1269-1281. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX202104008.htm

    [3]

    Saltzman M R, Thomas M, E. Carbon isotope stratigraphy[C]//Gradstein F, Ogg J, Schmitz M, et al. The Geologic Time Scale 2012. Amsterdam: Elsevier, 2012: 207-232.

    [4]

    Qie W, Liu J, Chen J, et al. Local overprints on the global carbonate δ13C signal in Devonian-Carboniferous boundary successions of South China[J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2015, 418: 290-303. doi: 10.1016/j.palaeo.2014.11.022

    [5]

    季强, 张振贤, 陈忠宣, 等. 广西鹿寨寨沙泥盆-石炭系界线研究[J]. 地层学杂志, 1987, 11(3): 213-217. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DCXZ198703007.htm

    [6]

    李小军. 滇东南富宁地区晚泥盆世-早石炭世沉积特征及构造演化[D]. 昆明理工大学硕士学位论文, 2020.

    [7]

    俞昌明. 广西桂林南边村泥盆系-石炭系界线候选层型剖面的综合评价[J]. 地质学报, 1989, 68(2): 246-254. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE198903005.htm

    [8]

    龚兴宝, 黄汗铎, 黄炯明, 等. 广西桂林南边村剖面食盆-石炭系界线研究的新进展[J]. 中国岩溶, 1989, 8(1): 85-88. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGYR198901016.htm

    [9]

    李镇梁. 桂林不同沉积相泥盆-石炭系界线[J]. 中国区域地质, 1992, 11(2): 97-110. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD199202000.htm

    [10]

    陈洪德, 曾允孚. 右江盆地的性质及演化讨论[J]. 岩相古地理, 1990, 10(10): 28-37.

    [11]

    曾允孚, 刘文均, 陈洪德, 等. 华南右江复合盆地的沉积构造演化[J]. 地质学报, 1995, 69(2): 113-124. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE199502001.htm

    [12]

    周倩玉, 侯明才, 黄虎, 等. 右江盆地泥盆系硅质岩地球化学特征及地质意义[J]. 成都理工大学学报(自然科学版), 2019, 46(3): 280-289. doi: 10.3969/j.issn.1671-9727.2019.03.03

    [13]

    杨成富, 刘建中, 顾雪祥, 等. 南盘江-右江盆地构造演化与金锑成矿作用[J]. 地球学报, 2020, 41(2): 280-292. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXB202002017.htm

    [14]

    吴浩若. 晚古生代-三叠纪南盘江海的构造古地理问题[J]. 古地理学报, 2003, 5(1): 63-76. doi: 10.3969/j.issn.1671-1505.2003.01.006

    [15]

    季强. 泥盆纪-石炭纪之交的牙形石类动物群演替与界线层型研究[C]//中国地质科学院地层古生物论文集编委会. 地层古生物论文集. 北京: 地质出版社, 2004, 28: 111-123.

    [16]

    白顺良, 王大锐, 杨家健. 碳稳定同位素在泥盆系-石炭系及弗拉阶-法门阶界线层远距离地层对比的应用[J]. 北京大学学报(自然科学版), 1990, 26(4): 497-505. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJDZ199004016.htm

    [17]

    王大锐, 白志强. 广西及邻区泥盆系碳酸盐岩碳、氧同位素组成特征及意义[J]. 北京大学学报(自然科学版), 1995, 31(4): 460-466. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJDZ504.012.htm

    [18]

    许冰, 顾照炎, 胡斌, 等. 广西上泥盆统F-F界线碳同位素的变化特征[J]. 沉积学报, 2004, 22(4): 603-608. doi: 10.3969/j.issn.1000-0550.2004.04.008

    [19]

    吴一超, 白志强, 常洁琼, 等. 广西桂林南边村剖面泥盆系-石炭系界线化学地层学[J]. 地质科技情报, 2014, 33(5): 86-92. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201405012.htm

    [20]

    黄虎. 右江盆地晚古生代中三叠世盆地演化-来自沉积岩和火山岩地球化学特征的证据[D]. 中国地质大学(武汉)博士学位论文, 2013.

    [21]

    杜远生, 黄宏伟, 黄志强, 等. 右江盆地晚古生代-三叠纪盆地转换及构造意义[J]. 地质科技情报, 2009, 28(6): 10-15. doi: 10.3969/j.issn.1000-7849.2009.06.002

    [22]

    杜远生, 黄虎, 杨江海, 等. 晚古生代-中三叠世右江盆地的格局和转换[J]. 地质论评, 2013, 59(1): 1-11. doi: 10.3969/j.issn.0371-5736.2013.01.001

    [23]

    Buggisch W, Joachimski M M. Carbon isotope stratigraphy of the Devonian of Central and Southern Europe[J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2006, 240: 68-88. doi: 10.1016/j.palaeo.2006.03.046

    [24]

    郄文昆, 马学平, 徐洪河, 等. 中国泥盆纪综合地层和时间框架[J]. 中国科学: 地球科学, 2019, 49(1): 115-138. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK201901007.htm

    [25]

    Keith M L, Weber J N. Carbon and oxygen isotopic composition of selected limestones and fossils[J]. Geochim Cosmochin Acta, 1964, 18: 1787-1816. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703764900225

    [26]

    Knauth L P, Kennedy M J. The late Precambrian greening of the Earth[J]. Nature, 2009, 460: 728-732. doi: 10.1038/nature08213

    [27]

    Marshall J D. Climatic and oceanographic isotopic signals from the carbonate rock record and their preservation[J]. Geol. Mag., 1992, 129: 143-160. doi: 10.1017/S0016756800008244

    [28]

    Kaufman S I, Knoll A H. Neoproterozonic variations in the C-isotopic composition of seawater: stratigraphic and biogeochemical implications[J]. Precambrian Res., 1995, 73: 27-49. doi: 10.1016/0301-9268(94)00070-8

    [29]

    李忠雄, 管士平. 扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及锶、碳、氧同位素特征[J]. 古地理学报, 2001, 3(4): 69-76. doi: 10.3969/j.issn.1671-1505.2001.04.008

    [30]

    沈渭洲, 黄耀生. 稳定同位素地质[M]. 北京: 原子能出版社, 1987: 162-164.

    [31]

    Clayton R N, Degens E T. Use of carbon isotope analyses for differentiating fresh water and marine sediments[J]. AAPG Bulletin, 1959, 13(4): 890-897.

    [32]

    Keith M L, Weber J N. Isotopic composition and environmental classification of selected limestone and fossils[J]. Geochim Cosmochim Acta, 1964, 28: 1786-1816. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703764900225

    [33]

    张秀莲. 碳酸盐岩中碳、氧稳定同位素与古盐度、古水温的关系[J]. 沉积学报, 1985, 3(4): 18-30. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJXB198504001.htm

    [34]

    张能, 田启明, 谭建政, 等. 桂西右江盆地伸展构造特征[J]. 中国地质, 2016, 43(3): 953-968. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201603018.htm

    [35]

    刘超, 陆刚, 张喜, 等. 桂西北天峨孤立碳酸盐岩台地晚古生代沉积特征与演化[J]. 地质论评, 2014, 60(1): 55-70. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP201401007.htm

    [36]

    Qie W, Wang X D, Zhang X, et al. Latest Devonian to earliest Carboniferous conodont and carbon isotope stratigraphy of a shallow-water sequence in South China[J]. Geological Journal, 2016, 51: 915-935. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/gj.2710

    [37]

    Buggisch W, Joachimski M M, Sevastopulo G, et al. Mississippian δ13Ccard and conodont apatite δ18O records-their relation to the Late Palaeozoic Glaciation[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2008, 268: 273-292.

    [38]

    Saltzman M R, Thomas E. Carbon Isotope Stratigraphy[C]//Gradstein F M, Ogg J G, Schmitz M D, et al. The Geologic Time Scale, Volume 1. Amsterdam: Elsevier, 2012: 207-232.

    云南省地质调查院. 云南1: 5万睦伦街、富宁县、木卓、郎恒幅区域地质矿产调查报告. 2017.

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出版历程
收稿日期:  2020-09-10
修回日期:  2020-12-21
刊出日期:  2021-07-15

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