华北盆地大陆化学风化趋势与晚石炭世-早二叠世高纬度冰川旋回的联系

煤田地质与勘探
网络首发时间：2024-12-09 11:04:08

作者

凌紫玉杨敏芳王雷王野张
单位

中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国石油勘探开发研究院中石油煤层气有限责任公司沈阳建筑大学土木工程学院河南城建学院市政与环境工程学院河南省绿色低碳水处理技术与水资源利用国际联合实验室
摘要

【目的和方法】晚古生代冰室期（LPIA;ca. 360～254 Ma）是地质历史时期唯一有记录冰室向温室过渡的时期，可以为冰川-环境-气候的协同演化和未来气候变化提供深时视角。为了深入理解晚石炭世-早二叠世低纬度地区大陆化学风化趋势和高纬度冈瓦纳地区冰川旋回之间的潜在联系，以华北盆地柳江煤田本溪组-太原组的泥岩为研究对象，利用由泥岩的元素地球化学数据计算得到的多种化学风化指标（CIA、CIW和PIA），重建柳江煤田的大陆化学风化趋势和古气候演变特征。【结果】结果显示，低纬度柳江煤田的大陆化学风化作用的周期性变化，包括巴什基尔阶早-中期、莫斯科阶-卡西莫夫阶、阿瑟尔阶早期的3个风化减弱阶段和巴什基尔阶晚期、格舍尔阶的2个风化增强阶段。这种风化趋势的循环交替与高纬度冈瓦纳大陆的冰川旋回密切相关：风化趋势的减弱阶段代表了气候条件向相对凉爽干燥转变，这几乎与高纬度冰期同步，而风化趋势的增强阶段则代表了气候条件向相对温暖湿润的变化，这与高纬度间冰期同步。对比分析发现，间冰期内火山活动频发、大气CO2浓度升高、气候变暖、水文循环增强、海平面上升，共同促进了热带雨林面积缩减和大陆化学风化作用增强，为铝土矿的发育创造了有利条件；而冰期内火山活动减弱、气候变凉、CO2浓度减少、雨林面积扩张，导致大陆风化作用减弱，有利于煤和富有机质泥岩形成。【结论】研究结果揭示了低纬度华北盆地大陆化学风化趋势与高纬度冈瓦纳冰川旋回和沉积矿产（如煤、铝土矿）分布之间的联系，为理解地质历史时期冰川-环境-气候的复杂相互作用机制提供了新视角。
关键词

晚古生代华北盆地化学风化CIA冰期间冰期
引用格式

凌紫玉,杨敏芳,王雷,等.华北盆地大陆化学风化趋势与晚石炭世-早二叠世高纬度冰川旋回的联系[J/OL].煤田地质与勘探,1-9[2024-12-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1155.P.20241206.1218.006.html.