摘要
寒武纪中晚期的苗岭世和芙蓉世作为寒武纪生命大爆发和奥陶纪生物大辐射之间承前启后的重要时期，见证了以End-Marjuman为代表的灭绝事件，处于一个特殊的“生物礁间隔期”以及“微生物碳酸盐岩复苏期”，经历了以SPICE事件代表的全球碳循环剧烈扰动。这一特殊时期生物和环境的协同演化过程以及地质事件的驱动机制尚待深入研究。徐州地区位于华北板块东南边缘，在苗岭世-芙蓉世时期位于赤道附近的特殊位置，其地层沉积记录发育连续，是研究这一阶段古气候、古海洋变化的理想窗口。 因此本文以岩石学、沉积学、旋回地层学的理论和方法为基础，结合徐州地区3条野外剖面及岩石薄片、磁化率、地球化学数据等资料为基础，对徐州地区寒武系张夏组-凤山组进行了岩石学特征、沉积环境演化、旋回地层、古气候与古海洋环境研究，分析了不同沉积环境下岩石记录的古气候与古海洋信息，探讨了古气候、陆源输入、古海洋初级生产力以及氧化还原状态之间的相互关系及其对轨道周期的响应。 岩石学方面，在徐州地区张夏组-凤山组地层中识别出石灰岩7种、微生物岩3种、白云岩2种共12种岩相类型，并将其成岩演化历史划分为5个阶段。以岩相组合为基础划分了4种米级旋回样式，识别出颗粒滩、藻坪、滩间海（潟湖）、潮上泥（云）坪、风暴沉积5种亚相类型，依据各环境单元的沉积特征和空间展布规律建立了徐州地区张夏组-凤山组陆表海台地沉积体系，恢复了徐州地区的张夏组-凤山组组沉积演化历史。以MS序列为基础的旋回地层分析显示张夏组-凤山组地层所记录的沉积旋回受轨道周期的驱动，并提取了不同级次的轨道周期信号，以405kyr周期为基准调谐后建立了浮动天文年代标尺。以元素地球化学特征为基础分析了各阶段的古气候与古海洋环境特征，以各参数长期变化趋势之间的耦合关系结合华北板块寒武纪中晚期的大地构造背景，探讨了轨道周期对于温室时期低纬度古气候的驱动路径，以及古海洋环境变化对古气候变化的响应，轨道周期通过控制日照量的多少及纬向分布，驱动了低纬度大气环流过程，引起了季风和降雨强度的变化，气候变化改变了陆源通量，古海洋生产力也随之增减，而古海洋氧含量随古海洋生产力反向变化。
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