黔东北志留纪早期的无机碳同位素地层和生物相-岩相摘要
华南板块上扬子区黔东北的海相碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积序列,记录了奥陶纪-志留纪之交生物灭绝-复苏事件的区域表现型式。受滇黔桂古陆区域短暂扩增和海平面变化的综合影响,该时段的地层缺失量因地而异。思南大息场周缘的大息场组碎屑岩仅分布于局部海底凹陷区,厚度129.7m,其底界对比为凯迪阶上部,顶界对比到鲁丹阶上部。此凹陷区底栖壳相动物化石稀少,凯迪阶上部含遗迹化石表明底栖动物可短暂栖居;鲁丹阶粉砂质海底微生物席生长形成的皱饰构造,是目前唯一确认华南板块志留纪最初的错时相实例。黔东北香树园组以灰岩为主、夹含少量粉砂-泥质陆源碎屑岩的地层序列,厚度几十米,标志着志留纪早期高清澈度海域开始空间拓展,展现了水深和底质差异控制生物灭绝事件后底栖壳相动物生屑滩以及珊瑚-层孔海绵礁逐渐复苏的过程。香树园组可次分为近岸白沙型和远岸印江型,生物地层学对比精度弱。笔者选取石阡白沙阡口和筷子山剖面作为白沙型分布区的实例,石阡枫香铺沟村和思南鹦鹉溪大息场剖面作为印江型分布区的实例,测试灰岩样品序列的碳、氧同位素,首次在华南板块志留系碳酸盐岩相序列中识别出早埃隆无机碳同位素正漂移事件,其漂移量可达2‰。香树园组与同期劳伦及波罗地板块的无机碳同位素曲线对比表明,早埃隆无机碳同位素正漂移事件具有跨板块的对比潜力;同位素地层学证据实证了陆源碎屑影响力度不同,导致各剖面香树园组顶底界线具有明显的穿时性。香树园组灰岩岩相学鉴定完善了该时期生物多样性组成,以往文献中未记录的苔藓动物、软舌螺、双壳类、介形类、海绵、钙藻、钙质微生物等细颗粒化石虽然不能全部定名属种,但它们是香树园组灰岩颗粒的重要来源。陆表海缓坡区水动能、水深和清澈度等环境指标变化频繁,导致礁相和非礁相生态组合类型的多元化。基于香树园组生物相-岩相分析,结合无机碳同位素地层对比厘定的等时性对比框架,将香树园组底栖生态单元的演替划分为五个阶段:1)少量格架动物出现;2)格架动物常见但非密集生长;3)格架动物密集生长形成生物层;4)水体变深生物礁复苏受阻;5)水体变浅生物礁出现。复苏期的珊瑚-层孔海绵礁具有生态狭适性,生长时间短且局限于近岸白沙型香树园组分布区;印江型香树园组位于远岸偏深且低能的环境,底栖壳相化石多样性和丰度偏低,不是生物礁滩相分布区。
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