膏盐沉积通常形成于中低纬度地区的封闭、半封闭沉积环境中，是干旱气候和蒸发相环境的敏感沉积物，具有重要的事件地层学、古地理学和古环境指示意义。寒武纪早期是地质历史中一次大规模的膏盐沉积期，在华北板块寒武系下部地层中就广泛发育有膏盐沉积，这为探讨含膏盐沉积地层的时代，以及该时期华北板块的古地理位置和古环境变化提供了实证材料。
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近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队的万斌副研究员指导硕士研究生郑文涛，与南京大学科研人员合作，系统总结了华北板块寒武纪早期膏盐沉积的地理分布范围及地层赋存特征，并探讨其对应的事件地层学、古地理学和古环境意义。相关成果近期发表在国际地学专业期刊《亚洲地质》（Journal of Asian Earth Sciences）上。
华北板块早寒武世膏盐沉积的地层分布
研究发现，华北板块寒武系广泛分布的主要是浅水台地相碎屑岩-碳酸盐岩组合，下寒武统地层具有“两灰加两红”的沉积模式。膏盐沉积主要发育在下寒武统的两套红色岩系中，表现为石膏、石盐假晶和膏溶角砾岩等。膏盐沉积的地理分布，集中在华北板块东缘的胶辽徐淮地区和南缘晋陕豫交界区，并在东北缘的辽宁太子河-浑江流域地区和南缘的豫西地区形成两个沉积中心。综合生物地层学、化学地层学和碎屑锆石年代学等证据，表明华北板块这两套膏盐沉积的确切时代为早寒武世都匀期（514-509 Ma），推测该时期发生了重要的干旱事件，可以作为准确限定含膏盐沉积时代的地层对比标志。
华北板块早寒武世古地理位置恢复（514-509 Ma）
膏盐沉积的形成还与所处的纬度密切相关。现代膏盐沉积主要呈带状分布在南北纬30°附近，地史上蒸发岩沉积的古纬度也大都分布这个区间。因此，在总结早寒武世膏盐沉积地理分布特征的基础上，结合最新的古地磁、生物古地理和沉积物源等证据，本次研究认为华北板块在都匀期的地理位置是位于北纬20°- 30°之间，贴近冈瓦纳大陆西缘，主体呈北西-南东向展布。
华北板块早寒武世膏盐沉积与生物-环境演化事件综合图
寒武纪早期是后生动物起源和演化的关键时期，发生过两次生物灭绝事件，分别是古杯动物大灭绝事件（AECE）以及莱德利基虫类和小油栉虫类大灭绝事件（ROECE）。本次研究发现，华北板块寒武纪早期膏盐沉积和这两次大灭绝事件在时空关系上具有较高的耦合性，进而推测膏盐沉积所代表的多期海退和高温干旱事件，导致了海水盐度的增加和底栖动物栖息地的丧失，可能是造成以古杯动物和莱德利基虫等为代表的底栖生物灭绝的重要环境因素。
本研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院、现代古生物学和地层学国家重点实验室的联合资助。
◎论文相关信息：
Zheng Wentao, Wang Xiaopeng, Wan Bin*, Pang Ke, Tang Qing. Journal of Asian Earth Sciences. 2023 242:105489.
https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2022.105489
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