白垩纪大洋缺氧事件

白垩纪大洋缺氧事件

(OceanicAnoxicEvents,OAEs)70年代深海钻探的根本成果之一是在白垩纪主要大洋盆地中均发现富有机碳沉积。当时许多学者都注意到了这种有机碳异常富集的地层,并概略地描述为“黑色页岩〞。这种暗色岩层除在许多海洋中有重要记录外,在地表出露的海相地层中也有广泛分布。这一沉积被认为是某些地质时期中全球海洋出现低氧到缺氧条件的结果。大洋缺氧事件这一概念最早是由Schlanger和Jenkyns于1976年提出来的,用于解释深海钻探中发现的白垩纪沉积层中的“黑色页岩〞的成因。之后,大量的研究说明,大洋缺氧事件在地质历史之中不同时期均普遍存在。所谓大洋缺氧事件,是指在相对短暂的某些特定地史时间内,全球或局部海域海洋水体中贫氧层(主要指中底层水)膨大或强化的一种作用。此时,海洋生物大量死亡或灭绝,有机碳大量埋藏,海水的δ13C值出现大的正漂移。大洋缺氧事件成因模式：白垩纪几次主要大洋缺氧事件Aptian-Albian时期大洋缺氧事件Cenomanian-Turonian大洋缺氧事件Coniacian-Santonian大洋缺氧事件一、Aptian-Albian时期大洋缺氧事件Aptian-Albian时期发生屡次的大洋缺氧事件,总称OAE1。比较显著的黑色页岩沉积可以大体上划分为a、b、c、d四次,其中OAE1a(Selli层)可能具有全球的规模。根据对全球各个不同地点的黑色页岩的研究,证实OAE1a很可能是一次古海洋生产力事件,并且标志着白垩纪温室气候的开始,其发生、开展过程表现出极为复杂的性质。例如,OAE1a的启动首先由一个剧烈的13C负异常(0.5‰～3.0‰)开始,87Sr/86Sr同时降低,沉积物中痕量元素急剧升高,钙质超微生物出现灭绝,然后是13C突然增加和长期的13C正偏(>2%)和短时期的黑色页岩沉积OAE1b的屡次黑色页岩沉积大都局限于墨西哥、北大西洋和地中海地区这段时期的主要气候特点是Aptian末期气候变冷和海平面下降,随后Albian早期海平面的上升。早Albian晚期的BiticinellaBioggensis生物带中的OAE1c已经在意大利、美国(WesternInterior

Seaway)、澳大利亚(Toolebue)有所发现,主要与陆源有机质的积累有关,但研究程度较。OAE1d的黑色页岩在特提斯域广泛分布,在南大西洋、南印度洋和东太平洋有零星的分布,它与海相有机质的广泛埋藏相联系。二、Cenomanian-Turonian大洋缺氧事件处于C-T界线之交的OAE2是白垩纪最为显著的缺氧事件之一,富有机质沉积物广泛出现在一系列的沉积环境中;南大西洋的缺氧条件甚至延伸到了光合作用带。OAE2的主要特点是在有机质和碳酸盐中都出现显著的正偏(分别为6‰和2‰),从而表现为全球碳循环的大规模扰动,可能与有机碳的大规模埋藏有关。同时期的海水锶同位素比值出现显著的下降,可能与海底火山的活动相关。这次事件引起了同时期海相浮游生物——主要是具有旋脊的浮游有孔虫Rotalipora的绝灭。最初主要根据生物地层学的证据和地质年代资料的内插,推断OAE2的持续时间为500～800ka(Arthur,1988)和400ka(Caronetal.,1999)。近来应用旋回地层学方法估计事件的持续时间,得到更为准确的估算结果。例如估计OAE2在美国科罗拉多WesternInteriorSeaway持续了720ka(Meyersetal.,2002)、在摩洛哥塔法亚盆地持续了400ka(Kuhnt等,1997),而在加拿大西部那么持续了320ka(Prokophetal.,2001)三、Coniacian-Santonian大洋缺氧事件Coniacian-Santonian缺氧事件总共历时约2.3Ma(87.3～84.6Ma),说明OAE3并不是像OAE1a或者OAE2那样迅速完成的事件,而是如同OAE1b那样属于被延长了的事件。OAE3还是白垩纪长期气候系统演化的一个重要的转折,代表了从白垩纪温室气候向古新世变冷的一个转变。海洋缺氧事件的影响

海洋缺氧事件的发生不仅形成了广泛的富有机碳沉积(黑色页岩)，而且在矿物学、同位素、元素地球化学、有机地球化学及古生态等方面均留下了明显记录。碳稳定同位素是定性地反映古海洋溶解氧含量的有效手段之一。左图中可知：

在世界各Cenomanian-Turonian缺氧事件层内,无一例外地全岩碳酸盐岩碳稳定同位素均出现了不同程度的正偏,

偏幅约2‰结语对大洋缺氧事件的研究，有助于加深人们对古海洋、古气候、古地理、生物复苏机制和板块构造关系的认识，并可能为主要气候和板块变化的