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地质所科研人员提出侏罗纪东亚干旱化的新机制

来源:地调局地质所 作者:易治宇 发布时间:2019-10-25

中国大部分地区在中、晚侏罗世期间经历了一次剧烈的干旱化过程,在沉积记录上表现为由上侏罗至下白垩统含蒸发岩和风成砂的红层替代了上三叠至中侏罗统以暗色为主导的含煤系地层(图1)。这次干旱化是东亚古环境演化史上划时代的事件,奠定了晚中生代以来该地区的气候格局,自此,该地区长期延续着行星风系下以干旱为主旋律的气候特征,直到晚新生代青藏高原隆升到一定高度导致东亚季风形成,然而,该事件的时空范围和驱动机制长期以来都是一个谜。针对这一问题,自然资源部中国地质调查局地质研究所/自然资源部深地动力学重点实验室易治宇副研究员、柳永清研究员与佛罗里达大学Joseph Meert教授对华北侏罗系火山岩进行了系统的古地磁和同位素年代学研究,提出了侏罗纪东亚干旱化的新机制。

本研究首次揭示出东亚陆块群中晚侏罗世期间(~174-157 Ma)发生了约2800公里的南向漂移。同时,该研究还对东亚地区海、陆相盆地的沉积记录进行了对比分析,进一步明确了侏罗纪干旱化事件发生的时代为 ~165-155Ma,影响范围超过1000万平方公里。该研究认为是板块运动驱动了东亚地区侏罗纪古环境变迁(图2C)。由于侏罗纪至早白垩世期间欧亚、北美、非洲都记录了一次快速的视极移事件,而华北地块观察到的快速视极移可与上述大陆的视极移路径进行对比(图2B),因此,该研究认为侏罗纪华北地块大规模的南向运动很可能是全球真极移的一部分,是驱动东亚侏罗纪剧烈干旱化的根本原因。

中侏罗至早白垩世期间燕辽地区非常完美地保存了两个生物群的化石,即著名的燕辽生物群和热河生物群,这些生物群的兴衰与燕辽地区古环境变迁密切相关。通过燕辽地区古纬度及古生物演化时间序列对比,该研究进一步认为真极移驱动的环境变迁很可能导致了燕辽生物群在~160-155 Ma的消亡,并为热河生物群在~130-120Ma的重新兴起创造了有利的环境条件(图2A)。

该研究在国家自然科学基金、地质所基本科研业务费及地质调查项目联合资助下,发表于知名地学期刊Geology(Zhiyu Yi*, Yongqing Liu, Joseph G. Meert; A true polar wander trigger for the Great Jurassic East Asian Aridification. Geology. doi: https://doi.org/10.1130/G46641.1)。

 

图1:侏罗纪-早白垩世沉积记录揭示东亚大陆快速干旱化

 

图2:侏罗纪-早白垩世真极移(TPW)驱动东亚环境变迁