作者:张行勇 来源:中国科学报 发布时间:2020/5/23 8:43:36
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白垩纪辽西地区大量火山喷发为生物兴盛提供营养

 

生命从海洋中诞生,然后向陆地进军,再向空中辐射。可以说每一次生命进化的重大变革都是地球环境剧变的必然结果。

那么陆地生物又是如何繁衍和进化的?中科院院士张宏福认为,发育于我国华北克拉通北部的燕辽生物群(166-159 Ma)和热河生物群(130-120 Ma)是探讨这一关键问题的最佳切入点。因为燕辽和热河生物群与华北克拉通破坏的启动(约160 Ma)和峰期(约125 Ma)时间完全吻合,预示着二者之间存在某种联系。

我国辽西地区是整个热河生物群分布的中心,保存了独特而完整的中生代地层及一个罕见的化石宝库。近期,西北大学研究生邹东雅和许瑶在导师张宏福院士的指导下,通过对辽西地区义县组玄武岩中橄榄石捕掳晶,和阜新晚白垩纪玄武岩中的地幔橄榄岩捕掳体进行矿物原位主量、微量及Sr-O同位素的研究,发现早白垩纪时期辽西地区的岩石圈地幔已具有富集地幔的特征,橄榄石捕掳晶核部具有较高的δ18O值,而晚白垩纪时期辽西地区的岩石圈地幔表现为更饱满的特性,已开始向“大洋型”岩石圈地幔转换,橄榄岩捕掳体具有低的Fo和亏损的Sr同位素组成。

为此,他们认为白垩纪时期辽西地区的岩石圈地幔与古老难熔的克拉通型岩石圈地幔已明显不同,具有更易熔的特性。从而出现大量的火山喷发,将地球深部物质和能量带到地表,为生物的兴盛提供营养,也致生物群化石得以保存。

其相关研究成果发表于《美国地质学会会刊》和《岩石》上。

张宏福介绍,这一研究为理解热河生物群兴衰的深部地质背景提供了某种启示。因为热河生物群化石主要赋存于两个地层单元:下部的义县组及上部的九佛堂组。它们主要是湖相沉积物,夹杂大量的火山灰物质,义县组底部还沉积几套玄武岩和安山岩组成的火山熔岩。这就说明该时期构造运动活跃,火山活动频发,不仅导致生物集群死亡,将其快速埋藏,而且导致大量新生物的兴盛。

这一独特的地质环境,包括中生代火山-沉积盆地的形成皆是克拉通破坏造就的,它为陆地生物兴衰提供了场所。而克拉通的破坏又是岩石圈构造变动的结果。因此,研究岩石圈的演化过程对理解热河生物群的兴衰具有重要意义。

文章相关信息:https://doi.org/10.1130/B35443.1

https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105478

 
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