柳永清、旷红伟团队-PR，Palaeo-3等：新元古代冰川沉积学研究取得进展

　　新元古代期间地球系统发生了一系列重大变革，包括成冰纪时期（720-635Ma）的冰川事件，科学家据此提出了著名的雪球地球假说。该假说认为当时全球被冰完全覆盖，然而，自此假说提出以来，就不断受到冰川沉积记录的挑战。近年来，旋回性的冰川和非冰沉积相的演变，以及相应的冰盖和无冰海洋的转换等成为热议的话题。中国地质科学院地质研究所柳永清研究员和旷红伟教授团队通过对神农架地区成冰系的系统地质调查和综合研究，获得了一系列新的研究进展与成果。

　　本研究根据成冰系的沉积特征和充填序列，建立了神农架地区系统成冰系多重地层对比格架（图1），并基于冰川旋回地层学研究提出了南沱期冰川演化的新模式。研究团队在南沱组中识别出三次冰进——冰退旋回演化过程，即冰川早期演化阶段的冰川从东部或东南部向着西南部的海盆运动，并形成了水下冲积扇沉积；随后阶段冰川再次发生冰进——冰退旋回，海平面相对上升，沉积序列向上岩性逐渐变细；最后当冰盖到达海岸线，发生向神农架西南和西北海洋方向的冰进，崩解的冰山上掉落的碎屑在深水纹泥中形成了坠石。综上并结合古地貌和古地理演化特征，总结了神农架南沱期冰川具有从东部陆地环境向西部海洋环境发生冰进——冰退的动态旋回演化规律（图2）。

　　　　图1 神农架成冰系地层对比格架

　　　　图2 神农架地区南沱期冰川旋回沉积模型

　　在聚焦南沱期冰川进退演化规律的同时，进一步开展了南沱组中部红层这一全球Marinoan冰期地层中广泛存在的特殊沉积层研究，其中重点基于红层作为古气候的替代指标，能够反映南沱冰期沉积环境及古气候的属性，探究Marinoan冰期是否存在温暖和开放环境这一备受争议的热点问题。结果表明，南沱组中部的紫红色层状冰碛岩、紫红色砂岩，以及紫红色和灰绿色粉砂岩分别代表了冰川湖泊的远端和非冰川作用下的正常湖泊环境（图3），代表了开阔流动水体环境的存在，暗示着Marinoan冰期时全球并不完全处于冰封状态，雪球地球晚期的全球大陆冰川可能短暂打开过，或存在着类似间冰期的气候背景。

　　　　图3 神农架南沱组中部地层古气候相关地球化学指标曲线图 

     上述研究是对前人工作的进一步拓展和延伸，同时也为国际成冰纪冰川沉积学和动力学研究增添了新的参考资料，成果分别发表在国际SCI期刊：《Precambrian Research》（Chen X, Kuang H*, Liu Y*, et al. 2021. Revisiting the Nantuo Formation in Shennongjia, South China: A new depositional model and multiple glacial cycles in the Cryogenian. Precambrian Research, 356: 106132）；《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》（Bai H, Kuang H*, Liu Y*, Peng N*, Chen X, Wang Y. 2020. Marinoan-aged red beds at Shennongjia, South China: Evidence against global-scale glaciation during the Cryogenian. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 559, 109967）。

     此外，近年来该研究团队还发表了与冰川事件和冰川沉积相关的系列文章（文后所列），并且正在与奥地利维也纳大学Daniel Le Heron教授及英国伦敦霍洛威大学Bethan Davis教授等团队合作，共同申请了北京市科委国际创新资源合作项目“前寒武纪末次冰期与地球、环境和生命演化”，承担2022年北京第22届国际沉积学大会野外考察路线（候选）等。拟通过上述国际交流互访、互派研究生访学、引领和促进中国冰川沉积学科向前发展。

本成果为国家重点研发计划课题（2016YFC0601001），国家自然科学基金委项目（42072135、41472082），中国地质调查局项目（DD20160120-01、DD20190002和DD20190005），北京市科委国际创新资源合作项目（Z201100008320007）和国家留学基金委博士生联合培养项目（201908110328）的联合资助。

文章链接:

       https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301926821000425?via%3Dihub#!

       https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018220304120?via%3Dihub

    附：近年来该团队发表的与冰川沉积学相关的其他论文：

1.     Xiaoshuai Chen, Hongwei Kuang*, Yongqing Liu*, Yuchong Wang, Zhenrui Yang, Thomas Matthew Vandyk, Daniel Paul Le Heron, Shiyan Wang, Yuansheng Geng, Huaqing Bai, Nan Peng, Xiaoxu Xia. 2020. Subglacial bedforms and landscapes formed by ice sheet of the Ediacaran-Cambrian age in west Henan, North China. Precambrian Research, 344, 105727.

2.    Daniel Paul Le Heron*, Thomas Matthew Vandyk, Hongwei Kuang*, Yongqing Liu, Xiaoshuai Chen, et al. 2019. Bird’s-eye view of an Ediacaran subglacial landscape. Geology, 47(8): 705-709.

3.   旷红伟, 柳永清, 耿元生, 白华青, 彭楠, 范正秀, 宋换新, 夏晓旭, 王玉冲, 陈骁帅. 中国中新元古代重要沉积地质事件及其意义. 古地理学报, 2019, 21(1): 1-30.

4.   旷红伟, 柳永清, 彭楠, 朱志才, 王玉冲, 刘海, 宋换新, 唐永, 宋昌贵, 范正秀, 夏晓旭, 陈骁帅, 2019. 陡山沱组盖帽碳酸盐岩C同位素特征及形成环境—以扬子北缘神农架地区为例. 地质学报, 93, 2139–2157.

5.   王玉冲, 旷红伟, 彭楠, 柳永清, 范正秀, 夏晓旭, 陈骁帅, 郑行海, 孙宇翔, 2018. 扬子克拉通北缘神农架南华系莲沱组寒冷气候的沉积学证据:冻融构造. 古地理学报, 20, 579–594.

6.  旷红伟, 柳永清, 彭楠, 朱志才, 王玉冲, 范正秀, 夏晓旭, 宋换新, 唐永, 陈骁帅, 郑行海, 2017. 神农架成冰系“南沱组”宏观藻应属大塘坡组的新证据. 中国地质, 44, 1257–1258.