山东胶莱盆地K-Pg界线新发现

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doi：10.12029/gc20170116

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许克民, 旷红伟, 秦杰, 汪又平, 彭楠, 宁振国, 张富中, 柳永清. 2017. 山东胶莱盆地K-Pg界线新发现[J]. 中国地质, 44(1): 194-195. 复制到剪切板

XU Kemin, KUANG Hongwei, QIN Jie, WANG Youping, PENG Nan, NING Zhenguo, ZHANG Fuzhong, LIU Yongqing. 2017. New discovery of terrestrial K-Pg boundary from Jiaolai Basin of Shandong Province[J]. Medical Journal of Wuhan University, 44(1): 194-195. (in Chinese with English abstract). 复制到剪切板

山东胶莱盆地K-Pg界线新发现

许克民¹, 旷红伟², 秦杰¹, 汪又平¹, 彭楠², 宁振国¹, 张富中¹, 柳永清²

1. 山东省地质调查院, 山东济南 250014;
2. 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037

作者简介：许克民, 男, 1969年生, 研究员, 工程硕士学位, 主要研究方向为区域地质; E-mail:sdxkm8701@sina.com。

通讯作者：旷红伟, 女, 1969年生, 博士, 教授, 研究方向为地层学与沉积学; E-mail:kuanghw@126.com。

文献标志码：A

New discovery of terrestrial K-Pg boundary from Jiaolai Basin of Shandong Province

XU Kemin¹, KUANG Hongwei², QIN Jie¹, WANG Youping¹, PENG Nan², NING Zhenguo¹, ZHANG Fuzhong¹, LIU Yongqing²

1. Shandong Institute of Geological Survey, Jinan 250014, Shandong, China;
2. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

1 研究目的 (Objective)

山东胶莱盆地为晚中生代—新生代叠合盆地, 不仅保存着极为丰富的白垩系恐龙足迹和骨骼化石, 也发育连续的白垩纪至古近纪早期地层层序, 其中极有可能存在K-Pg界线并记录有关重要事件的地层信息。基于部署在胶莱盆地中部的科学钻探JK1井, 本研究拟探索、查验K-Pg界线及其科学证据。

2 研究方法 (Methods)

胶莱盆地中部胶州断块区是潜在的K-Pg界线易于揭露处。山东地质调查院与中国地质科学院地质研究所合作, 在胶莱盆地开展了广泛的野外地质调查, 通过多次考察和论证, 在胶州市东辛置村北确定科研钻探井一口 (JK1井), 完钻井深664.7 m, 全取心, 并进行了自然电位、自然伽玛 (GR)、与普通电阻率测井。在532.5~537.0 m处GR出现全井极大值, 电阻率低值, 岩性为湖相灰绿色钙质泥岩, 遂将该井段定位为潜在K-Pg界线目标层段。在该层段内, 以8~10 cm间距为取样间隔, 采用连续刻槽取样方法, 共采集了孢粉、微体样品100件, 地球化学 (Ir元素及铂族元素、微量元素与稀土元素) 等分析测试样品41件。在详细研究岩石地层、生物地层、年代地层特征及沉积环境与古气候特征基础上, 通过综合研究和多学科证据锁定K-Pg界线, 并提出拟建立的白垩系—古近系 (K-Pg) 界线层型剖面。

3 研究结果 (Results)

(1) 62号样品 (相当于第12层中部 (井深537.3~ 537.4 m, 厚度10 cm) 中Ir、Ru、∑PGE等的异常不受岩性与沉积、成岩环境的控制, 表明其来源的特殊性。62号样品Ir含量0.37 ng/g, 是剖面背景值的10倍, 大陆上地壳平均值的16倍, 同层铂族元素之间的比值 (U/Ir、Pd/Ir、Pd/Ru、Pt/Ir、Pt/Ru) 与CⅠ炭质球粒陨石、已有海相、陆相K-Pg界线黏土层的比值极为相近, 同时, 与北美西部K-Pg界线附近的孢粉植物群较相似, GR测井值出现极高正异常, 推断该Ir异常很可能与白垩纪末期的陨石撞击事件有关, 故暂将此处定义为K-Pg界线。

(2) 在胶州JK1井K-Pg界线黏土层及其上下14.6 m (井深524.8~539.4 m) 厚的湖相泥岩中, 自上而下按厚度0.1~3.0 m不等取得17个孢粉段, 共分析出孢粉84属140种。在K-Pg界线以下的13~17孢粉段 (井深537.4~539.4 m) 总共仅有孢粉32属41种, 而在界线以上的1~12孢粉段 (井深524.8~537.4 m) 孢粉属种呈爆发式增长, 达到82属136种, 新出现52属99种, 新生率达267.57%。说明绝灭现象不明显, 新生现象极为显著。属种分布变化也很截然, 界线下0.1 m中孢粉仅有16属18种, 界线以上0.2 m中猛增至30属40种。

(3) 在K-Pg界线以下, 孢粉组合中蕨类孢子占优势, 界线以上被子植物花粉逐渐占据优势至绝对优势, 种类爆发式增多, 蕨类孢子含量明显减少。

(4) 典型花粉Aquilapollenites界线以下未见踪迹, 界线以上5.4 m (井深532.0 m) 处开始大量出现, 延续至井深524.8 m处略有减少, 未见有晚白垩世绝灭种的出现。Aquilapollenitesspinulosus在胶州K-Pg界线剖面上出现, 证明了胶州K-Pg界线划分的准确性和可靠性。

图 1 胶州JK1井K-Pg界线附近元素地球化学值的垂向分布 Fig.1 Vertical distribution of trace element values near the K-Pg boundary in Well JK1 in Jiaozhou, Shandong Province

(5) 在界线以下的13~17孢粉段属于Schizaeoisporites-Classopollis-Symplocospollenites组合, 时代属马斯特里赫特期晚期。K-Pg界线以上的1~12孢粉段含有2个孢粉组合, 5~12孢粉段以Schizaeoisporites-Quercoidites-Salixipollenites组合为代表, 时代属早古新世丹尼期, 1~4孢粉段以Ulmipollenites-Ulmoideipites-Aquilapollenites组合为代表, 时代属中古新世赛兰特期。与其他地区也可得到很好的对比。

(6) 在K-Pg界线以下1.3 m处含有介形类Eucypris extend, E. cf. jiangnianensi, E. debiloides, Cypridea cf. cavernos, C. cf. jingshanensis, C. sp., Talicyprideareticulata, Mongolocyprisdistributa, Rhombicyprideasublatiovata, Hetercupriscfhepuensis, 以Eucyprisextenda含量最多, 其中只有2种在界线上有出现, 有8种在界线上再未出现。K-Pg界线以上1.4 m和2.2 m处新出现的介形类有Eucypriscfextenda, Candona cf. hunanensis, Metacypris sp.等3个种。

4 结论 (Conclusions)

经科学钻探和岩心的系统研究证实, 山东胶州K-Pg界线处出现了K-Pg界线的典型特征:明显的自然伽马值与Ir的异常、界线上下孢粉属种的绝灭新生。本研究结果表明, 建议的K-Pg界线证据较充分; 特别是地外元素Ir异常的发现还可能与晚白垩世末期恐龙绝灭的陨石撞击事件关联。

5 致谢 (Acknowledgments)

本文由中国地质调查局工作项目“胶东地区白垩纪区域地质、盆地发育与区域岩石地层系统调查研究” (1212011120106)、国家自然科学基金项目 (41272021, 41372109, 41672111) 共同资助。