海平面变化的古生代年代学

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1、层序地层学文献《AChronologyofPaleozoicSea-LevelChanges》的翻译海平面变化的古生代年代学古生代时期（距今542~251个百万年）的海平面大部分都已识别，但是前后连贯随历史演绎的海平面的变化一直没有建立起来。我们通过分析克拉通边缘及克拉通内部的盆地层序重建了整个古生代的海平面变化的历史。对每个海平面事件发生的时刻和达到范围的界定估计揭示了海平面变化的大小才是影响准确度的估计。长期的海平面变化史显示寒武纪以来海平面逐渐上升，在晚奥陶纪达到最高点但持续不久，就因Hirnantian的冰河作用引起海平面的下降。随

2、后除了海平面在逐渐下降的过程中出现了小幅度的回升，其高点在中/晚泥盆世边界附近的中志留系、以及最晚的石炭纪地层中有记录。海平面变化的低点在早泥盆世--靠近密西西比河和比西法尼亚的边界，以及晚二叠世中有记录。已确定古生代的172次海平面的变化事件，其变化值在数十米到125米之间。尽管近年来在中生代和新生代海平面变化方面的数据整合已经取得重大进展，但是相对很少有人关注重新整理或拼合古生代海平面变化数据，这些数据（古生代海平面的）的覆盖范围基本上也是琐碎的。古生代历史占据整个显生宙历史的一半以上，有一些地球演化史上最有趣的未解之难题。尚未勘探的古

3、生代的地层被认为是含有碳氢化合物的非常重要的地层。因此重建这个时代变化的海平面可以作为一个地质勘探的工具，并籍此唤醒对古生代地球科学研究的兴趣。海平面变化曲线可以提供很好的沉积模型预测，因此在地质勘探中非常宝贵。这些曲线提供了沿大陆边缘基底的长期变化趋势和单独的排水渠道，这些是油气迁移的通道从而找到油气藏。在局部构造影响最小的并且没有发生变形（或者在构造可以进行修正）的地层记录中，这些曲线在一阶的相关性方面起到辅助作用。相对海平面高点和低点变化的幅度、频率，以及海侵时的大陆架上的沉积间断及浓缩段（这时有机沉积物开始富集）和海退时大陆架上沉积

4、物暴露的时间及侵蚀对我们判断其延伸范围也是重要的。在这里我们提出了一个关于古生代海平面变化历史的一个半定量的模型。它是基于古生代广泛分布的地层层序的数据（有各种质量可靠生物地层定年界定的）建立起来的。尽管先前重建的区域海平面的变化史的时间是离散的（没有连贯在一起），但它们在海平面长期和短期变化趋势方面提供了丰富的资料----这是我们整合这些建立连贯的海平面演化史的宝贵资料。特别是，在北美和澳洲相对稳定的克拉通边缘及克拉桶内盆地获得的研究资料更是不可或缺的。在随后的讨论中，我们会指定不同时间段的参考区（这些资料主要来自于北美和澳洲，但也有非洲

5、北部和南部，西北欧以及中国的资料）。我们解读在这些参考区内构造活动平静时期的趁机记录来确定海平面的变化。建立的数据库（RDs）通过与世界其它地方的对比来确定大范围的海进海退以及局部的海平面变化事件提供参考。受制于篇幅限制，本文对我们的主要发现做一个简要的论述。古生代海平面变化事件的时限和规模在解决综合分析世界范围内的质量和应用不同的数据来界定单独一个海平面变化事件的时限和规模所遇到的难题并非仅现于古生代；在更新的时代内仍然有出现。然而，古生代因有其特定的一套限定参数而别于其他时代。例如，大多数的古生代的海洋地壳已经俯冲完毕（只有极少量的仰冲

6、蛇绿混杂岩），这就使得不能直接通过洋壳的平均年龄来破译海平面长期变化的趋势。古生代地层还强烈的向克拉通边缘盆地外延，以拥有大量的不整合及特定的动物种群为特点。因此，这些特性使得这些盆地是研究以不整合为边界的地层单元（沉积层序）的理想场所。这些以不整合为边界的对地层的划分，经过一个世纪相关有用的研究，业已形成现在的古生代地质学。时间的精确程度对于任何一个（时刻）全球海平面的合成至关重要。地质的时间精确度近年来总的来看有很大的提高。近来古生代地质时代时限的变化使得古生代的地质时代的精确度一直处于不断变化的状态。最新的地质年代的时间尺度是由Gra

7、dstein编制的。地质年代中的一些部分近来已得到修正，在这里被我们采纳。通过40Ar/39Ar同位素定年以及天文学定年方面的校正，地质时代的精确度会进一步提高。然而除了少数几个地质时代的边界是用放射性同位素定年确定的，多数的古生代的地质界限使用化石来确定的。因此，某一生物延限带就是我们在层序界面不那么确定的所产生的最小误差。两个盆地地层对比确定之间（时代）关系的精确水平取决于参与对比所采用的生物化石的对比。对于古生代的地层，生物年代地层的对比一般是才用特定的生物化石组合---它们一般具有特定属性（区别于其它的）。在条件允许的情况下这尤为需

8、要多种特定的化石组合，以加强地层对比的可信度，提高信噪比。重建工作的第二个重要问题就是海平面升降幅度的不确定性。在古生代，我们缺乏反映冰量的间接数据，如用同位素（因为几次剧烈的成