近日,成都理工大学沉积地质研究院唐文斌研究员、侯明才教授、陈安清教授、唐闻强博士后在国际沉积学权威期刊(中科院1区Top期刊)Sedimentology和Basin Research上发表晚古生代气候构造演化的重要研究成果,文章分别为“Architecture of lacustrine deposits in response to early Carboniferous rifting and Gondwanan glaciation, Nova Scotia, south‐east Canada”和“Late Permian‐Early Triassic intracontinental tectonic inversion in the Junggar Basin NW China: New insights from detrital zircon geochronology and seismic reflection data”。这两项研究由成都理工大学、加拿大圣玛丽大学、戴尔豪斯大学以及北京大学合作完成,受国家自然科学基金(42202188、42090021)、四川省科技计划(2023NSFSC1986)、加拿大自然科学和工程基金(2016-04310)和成都理工大学珠峰科学研究计划(2021ZF11402)等资助。
进展一:沉积变形构造和地球化学记录揭示晚古生代冰期初始的气候波动
在冈瓦那陆块高纬度地区广泛出露的冰碛岩是晚古生代冰期(Late Paleozoic Ice Age)的沉积响应,并且对应全球杜内阶中期碳同位素漂移事件。陆相湖盆的沉积序列,以及页岩样品中化学风化指数的敏感变化,也可以反映冰川扩张和缩小所对应的气候变化。该项研究以加拿大东部蓝滩剖面的湖相沉积序列为研究对象,开展了详细的基础沉积学和沉积地球化学分析。结果表明,软沉积物变形构造的垂向分布频率指示断陷盆地的构造活动减弱,而由下部的深湖环境向上部逐渐过渡为波浪和河流作用为主导的滨岸环境,并且伴随着风化强度增强和间歇性的海侵事件,结合区域报道的年代学和全球同时期不同剖面的有机碳同位素偏移数据,证实了晚古生代初始冰期气候向温室气候波动转换(图1)。该研究为全球古气候研究提供了新思路。

图1杜内阶中期碳同位素正漂移事件对应蓝滩剖面的化学风化指标和沉积环境变化

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/sed.13140
进展二:沉积学记录揭示中亚造山带晚二叠世-早三叠世陆内调整变形过程
沉积盆地是地球圈层相互作用最为活跃的地带之一,是地球物质循环重要的环节。沉积盆地的“源-汇”系统重建对揭示不同地质历史时期“盆-山”构造演化及其地球动力学过程具有重要意义。中亚造山带是地球上最大的增生造山带之一,准噶尔盆地位于中亚造山带西南缘,是约束晚古生代古亚洲闭合方式和时限的重要区域。准噶尔盆地周缘的二叠系和三叠系呈不整合接触,但是关于该期不整合的形成过程及其地质意义仍然存在较大争议:(1)古亚洲洋最终闭合的记录;(2)古亚洲洋完全闭合之后陆内调整变形的产物;(3)极端气候事件的结果。针对上述争议,该项研究基于准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷的二维地震剖面解释,以及准噶尔盆地西边界和南边界中二叠世-早三叠世砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年代学分析。结果表明,准噶尔盆地晚二叠世-早三叠世的盆地构造边界属性为右旋走滑挤压剪切带,并且保留了早二叠世断陷盆地的半地堑结构,DZmix定量物源分析指示准噶尔盆地西缘的西准噶尔地块和南缘的天山在晚二叠世-早三叠发生了差异构造隆升,指示陆内调整变形,而非前陆盆地。结合相关的区域构造动力学研究结果,证实了准噶尔盆地的该期构造反转事件是中亚造山带东段古亚洲洋最终闭合远程效应的结果(图2)。

图2准噶尔盆地晚二叠世-早三叠世构造反转事件模式图

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/bre.12824