华南白垩纪-古近纪气候变化及定量重建

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41372106
项目类别：
面上项目
资助金额：
93.0万
负责人：
李祥辉
依托单位：
南京大学
学科分类：
D0206.沉积学和盆地动力学
结题年份：
2017
批准年份：
2013
项目状态：
已结题
起止时间：
2014-01-01 至2017-12-31

项目参与者：
Wanas A Hamdalla；孙高远；张朝凯；王尹；
关键词：
古气候华南 CO2浓度古近纪白垩纪

项目摘要

Two methods of sedimentology and stable isotope geochemistry will be used to reconstruct the Cretaceous - middle Paleogene paleoclimate from South China. On the basis of former biostratigraphic works, chronostratigraphy will be calibrated by volcanic zircon U-Pb isotope dating for confine of samples before paleoclimate analysis. Lithofacies classification, paleosol type, clastic climatic index, association and relative content of authogenic clay mineral from paleosol and weathered volcanic rocks, carbon and oxygen value excursion of lacustrine carbonate rocks, will be combined to frame the paleoclimate fluctuations and change patterns, which could be documented in special sediments. A compsite section sequence will be established for climate changes. Atmospheric CO2 concentration will be estimated by using Ekart et al. (1999) statistic formula against the carbon isotope values of pedogenic calcretes, subsequently a synthetic curve of the Cretaceous -middle Paleogene atmospheric CO2 concentration changes will be composed in a relatively high resolution (over 200-300 sample horizons). According to the atmospheric CO2 concentration change curve and composite paleoclimatic change section sequence, events of rapid climatic change and carbon isotope excursion will be diagnosed and discussed for its mechanisms, relationships to "greenhouse" climate, linkages to coeval geological events (e.g. OAEs, LIPs, K/T, PETM).

拟对早白垩世-始新世深时时期陆相地层沉积学和稳定同位素地球化学重建华南古气候并甄别古气候事件。利用前人生物地层工作，在火山锆石U-Pb同位素年龄校准基础上以及华南建相关地层和气候分析样品有较好地质年代约束前提条件下，通过沉积记录中的岩相、古土壤类型、碎屑气候指数、古土壤和自生黏土矿物组合与相对含量、湖相碳酸盐岩碳氧同位素值等指标综合分析古气候波动及变化样式；利用成壤钙质结核碳同位素值按照有关经验公式对古大气CO2浓度进行定量估算；建立华南这一时期古气候变化复合剖面序列及较高分辨率（200-300层位点）的古大气CO2浓度综合变化曲线；进而辨识快速气候变化及气候事件，研究快速气候变化的成因机制，探究与温室气候的反馈关系及其与相关地质事件（如OAEs、LIPs、K/T、PETM）的联系。

结项摘要

通过火山岩夹层的岩浆锆石及砂岩中碎屑锆石同位素年龄、气候敏感沉积记录和成壤碳酸盐的碳同位素测试分析，对中国南方白垩纪-古近纪深时时期陆相沉积的年代地层、古气候和大气二氧化碳浓度及其变化进行了研究。在前人生物地层基础上进行的锆石年代学分析结果表明，华南赣杭带晚中生代火山-沉积盆地中大多数“组”岩石地层单元并非过去广泛表现的上、下层序关系，更多地显示相关“组”部分或全部呈现侧向进积或侧向相交关系，具有同时异相特征，暗示华南晚中生代岩石地层上下及侧向关系需要重新审视。多种气候敏感沉积指针（粘土矿物、风成沉积、古土壤、湖相碳酸盐的碳氧同位素）研究显示，华南白垩纪时期总体指示气候处于干旱-半干旱条件，局部地区局部时间可能存在凉-冷、湿热-蒸发性气候，白垩纪早、中、晚可能存在气候带东西向或南北向迁移现象。钙质古土壤研究表明，华南较多的晚中生代层位存在高频成壤旋回，单个古土壤旋回的厚度<10 m，其中，江西兴国、广东南雄和四川名山有关剖面及有关层位的单个旋回厚度小<5 m，大多于1-2 m间；按照粗略的时间估算，其单个旋回经历的时限可能<100 ka，大多在20-40 ka之间，表明其成壤作用存在米兰科维奇天文旋回控制的可能。对500多个成壤碳酸盐样品（其中有近100件为重复检测样品）进行了碳同位素测试分析，利用有关转换公式估算了白垩纪-古近纪的古大气二氧化碳浓度，定量重建了古大气二氧化碳浓度的变化曲线，存在OAE、K\Pg界线、PETM等相关事件的碳同位素和地区二氧化碳浓度快速变化的显示。