揚子地塊奧陶紀末的大規模氣候波動研究取得進展

　　揚子地塊奧陶-志留系界線附近高分辨率化學蝕變指數（CIA）變化及對比 （A）宜昌王家灣剖面；（B）貴州桐梓南壩子（紅花園附近）剖面。CIAcorr.代表校正的CIA指數（實圓心），垂直虛線代表平均頁巖的CIA值范圍，陰影段代表Hirnantian氣候寒冷期，箭頭指示奧陶紀末的兩次大規模生物絕滅期（I, II），其與氣候的突變相對應；同時還可看出，王家灣剖面從奧陶紀末至早志留紀CIA指數逐漸變小的趨勢。

　　奧陶紀-志留紀轉折期是地質歷史中一個非常關鍵的時期，全球構造、氣候、海洋和生物界都發生了重大的變化，其中最為顯著的就是晚奧陶世末的生物集群絕滅事件和溫室氣候背景下的岡瓦納冰川事件。生物絕滅機制，冰川形成過程、影響范圍以及兩者之間的耦合關系是目前地球科學界研究的熱點，而當時中國南方（揚子地塊）并沒有冰川沉積的地質證據，此冰川事件在該地區的影響及程度只是推測。

　　為了解決這些問題，中科院地質與地球物理研究所博士生嚴德天在做博士學位論文期間，在導師陳代釗研究員、王清晨研究員的指導下，通過對揚子地區上奧陶統-下志留統細碎屑巖的化學成分和化學蝕變指數（CIA）分析，重塑了揚子地區晚奧陶世-早志留世高分辨率古氣候變化過程，并探討了冰川事件與生物集群滅絕的關系。

　　研究結果表明，揚子地區上奧陶統五峰組和下志留統龍馬溪組碎屑巖CIA值分布于75-90之間，指示沉積物經歷了非常強的化學風化作用，反映當時極端溫暖、濕潤的氣候環境。但上奧陶統頂部的觀音橋段CIA值明顯降低（主要分布于60-70之間），且波動頻繁，反映當時化學風化作用不強，總體以寒冷、干燥氣候為主，但很不穩定，經歷了多期寒冷干燥-溫暖濕潤的變化過程，此種情形在以前的研究中并沒有明確提出。在此基礎上，基于觀音橋段底、頂快速氣候轉變界線與兩次生物絕滅事件時限的高度吻合性，他們進一步指出：冰川事件及其引發的海洋環境變化是此轉折期生物集群絕滅的主控因素。此外，該結果也指示了自觀音橋期后揚子和華夏兩地塊快速拼合、隆升的歷史。

　　此項研究成果最近發表在2010年7月出版的國際著名地學期刊Geology第38卷第7期（Yan et al. Large-scale climatic fluctuations in the latest Ordovician on the Yangtze block, south China. Geology, 2010, 38 (7): 599–602）。