近日，中国科学院广州地球化学研究所孙明道副研究员、徐义刚研究员等学者合作，在辽西九佛堂组年代学方面取得新进展，相关成果以“terrestrial ecosystem response to early cretaceous global environmental change: a calibrated,high-resolution aptian record from northeast china”为题，发表在国际知名期刊《earth and planetary science letters》。
燕山科学钻探是国家自然科学基金委基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”的核心内容之一，其聚焦华北克拉通热河生物群富集层位，开展全取芯钻探与沉积学-年代学-地球化学-古生物学研究，旨在重建热河生物群期间古气候古环境变化，高分辨率标定全球重大地质事件层位，揭示陆地生物灭绝、进化、迁徙的时间节点和深部过程控制机制。
辽西九佛堂组记录了热河生物群晚期，也是热河生物群面貌最繁盛的时期，普遍发育湖相黑色页岩。前人对九佛堂组内部凝灰岩夹层开展锆石年代学研究，指出其时代为aptian阶早期约122-119 ma，但下部义县组形成于barremian阶约125-121ma，上部整合覆盖的沙海组、阜新组始于albian阶约112-111 ma。因此，已有的九佛堂组内部年龄与上下地层年龄不一致。另一方面，前人指出过九佛堂组记录了早白垩世大洋缺氧事件、板内火山爆炸式喷发事件、风暴事件等，但这些事件具体在哪个层位、沉积学/地球化学标志是什么仍不清楚。
研究团队在辽西喀左盆地开展科学钻探，获取了1497.5m连续完整的九佛堂组岩芯。通过ca-id-tims锆石年代学分析，确定下部1464m和中部852m处两层凝灰岩的时代分别为121.05±0.32 ma 和117.359±0.031 ma，根据贝叶斯年龄-深度模型，基于黑色页岩ca/fe比值、δ13corg等指标建立的天文旋回周期，以及沉积碳同位素偏移特征，指出钻得九佛堂组的持续时间约为 121.3至111.9 ma，大洋缺氧事件oae1a发生在120.2 ma，持续了约45万年；区域板内火山最大规模爆炸式喷发事件发生在117.359 ma；风暴与古水文环境转换事件发生在约114.3 ma。九佛堂组底部记录了oae1a、顶部记录了oae1b事件，两次事件沉积特征十分相似，而上部又存在区域火山静默期，没有合适的定年矿物，是导致之前地层学研究没有识别出晚aptian部分九佛堂组的原因。
本次研究证实湖相沉积能够可靠记录全球碳循环扰动，帮助理解早白垩世气候变化，显著提升深时地球研究的时间分辨率。研究为后续基于磁性地层学、化学地层学、微体古生物学等手段进一步揭示aptian阶全球重大地质事件的陆内响应奠定了良好基础，对热河生物群演化研究有着重要的参考意义。
共有来自6家单位的68位科研人员参加了本文研究工作。
论文信息：ming-dao sun,qin lin,jahandar ramezani,jiang-si liu,zheng-an lu,han-qing yang,jiang-hao bai,shi-xi cai,jun-cai chen,xuan-yu chen,hao cui,guang-chao deng,hai-feng gai,hai-tao gao,jun guo,hao guo,lu-bing hong,yong-sheng hou,yuan-yuan hua,long huang,kai kong,chao-peng li,xu-ran liang,zhe liu,liang liu, ben liu, shang-li liu, xiao-jun long, chang lu , gui-mei lu, kai luo, si-yuan ma, fei mo, qing-long ouyang, xue-song shi, zhao-yang sun, yi-zhuo sun, he tang, feng tian, han-ming wang, xing wang, xi wang, li-wei wang, dan wang, yu-xuan wei, wei wu, chao wu, he xiao, chuan-mao yang, fan yang, bin-yan yin, xiao-xiao yu, wan-feng zhang, zhi-hua zhang, rui-peng zhao, chang-sheng zheng, qin zhou, zu-yang zou, ze-xian cui, qiang ma, liang ma, jian-xi zhu, jian-fang hu, gang-jian wei, yu-ting zhong, jun shen, ti zeng, yi-gang xu，2025，terrestrial ecosystem response to early cretaceous global environmental change: a calibrated, high-resolution aptian record from northeast china，653，119206，doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119206.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119206
图1 喀左盆地地质剖面图与科学钻探位置
图2 凌源钻孔岩芯照片 (856m左下-840 m右上）
见黑色页岩夹厚层凝灰岩。凝灰岩具粒序分选，形成于火山单次爆炸式喷发。
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