科研进展

广州地化所钟玉婷、徐义刚等-EPSL:精确限定热河生物群晚期演化的时间框架

发布时间:2025-10-17 来源:广州地球化学研究所

 热河生物群(Jehol Biota)是全球保存最为精美的早白垩世特异埋藏化石群,包含羽毛恐龙、原始鸟类和早期被子植物等,是研究生物辐射演化和陆地生态系统演化的重要窗口。然而,其晚期阶段(即九佛堂组)的时间跨度由于以往年代学数据精度有限、取样层位不够理想而尚不明确。厘定这一关键时期的时间框架,对于揭示古环境变迁与生物演化之间的耦合关系具有重要意义。

 中国科学院广州地球化学研究所钟玉婷副研究员、徐义刚研究员联合国内外多家科研机构合作,包括中国科学院广州地球化学研究所胡建芳研究员、杨汉卿博士、蔡士玺博士,加州大学戴维斯分校M.H. Huyskens博士、Qing-Zhu Yin教授,中国地质大学(北京)褚润健博士、吴怀春教授,中国科学院南京地质古生物研究所王亚琼副研究员,南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)吴琼博士,中国地质大学(武汉)马强教授等,基于燕山科学钻探项目(YSDP-1)的岩心样品,系统开展了高精度铀-铅地质年代学(CA-ID-TIMS U-Pb)、有机碳同位素、贝叶斯年龄模型与旋回地层学的综合研究。

 该工作成功构建了辽西朝阳盆地九佛堂组高分辨率时间框架,对热河生物群晚期阶段的演化时限提出了新的认识。结合燕山科学钻探项目YSDP-4的已有数据,进一步限定了九佛堂组的形成持续时间。主要研究成果包括:

(1)对九佛堂组关键层位火山灰样品进行了锆石U-Pb高精度定年,并结合贝叶斯年龄-深度模型,显著提升了时间框架分辨率。

(2)精确定义了辽西地区九佛堂组的年代范围为124.44–112.25 Ma,延续自早巴列姆期至早阿尔布期。

(3)首次对热河生物群晚期的珍稀化石层进行了精确定年,朝阳盆地上河首剖面和建昌盆地肖台子剖面两个重要化石层的年代分别为121.09 +0.18/-0.75 Ma 和 121.539 ± 0.085 Ma,为跨盆地的化石对比与演化序列研究提供了精确时间标尺。

(4)约束了热河生物群晚期的时间跨度约为124–121 Ma,较以往认识缩短约1 Ma,表明该阶段的生物演化辐射过程可能更加迅速。

(5)九佛堂组的沉积速率相对稳定(8–16 cm/kyr),反映出在华北克拉通破坏背景下裂谷盆地的持续沉降及大型湖泊的长期发育特征。

图1. (a) 喀左盆地:YSDP-4岩心;(b) 朝阳盆地:YSDP-1岩心/上河首剖面;(c) 建昌盆地:肖台子和三门店剖面;(d) YSDP-4与YSDP-1的δ13Corg有机碳同位素曲线。(a)和(c)分别据Sun et al. (2025)和Yu et al. (2021)修改。红色加粗年龄为本研究获得的U-Pb高精度测年数据,带下划线的年龄源自贝叶斯年龄-深度模型计算。

 该研究不仅提升了九佛堂组及其赋存的热河生物群晚期阶段的年代学精度,也为深入理解早白垩世陆地生态系统演化、火山-构造-气候耦合过程提供了关键时间约束。

 该成果发表于国际学术期刊《Earth and Planetary Science Letters》,研究工作得到了国家自然科学基金基础科学中心项目和面上项目以及广东省基础研究计划项目的联合资助。

 论文信息:Zhong,Y.-T. (钟玉婷),Huyskens,M.H.,Chu,R.-J. (褚润健),Yang,H.-Q. (杨汉卿),Hu,J.-F. (胡建芳),Wang,Y.-Q. (王亚琼),Cai,S.-X. (蔡士玺),Wu,Q. (吴琼),Ma,Q. (马强),Wu,H.-C. (吴怀春),Yin,Q.-Z.,Xu,Y.-G.* (徐义刚),2025. High-precision geochronology of the Early Cretaceous Jiufotang Formation: Temporal constraints on the late phase of the Jehol Biota. Earth and Planetary Science Letters 671,119688.

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X25004868


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