華南地區碳同位素地層對比

除本研究的三個剖面之間的地層對比，也與 Buggisch 等人(2011)研 究華南地區石炭-二疊紀的剖面來進行對比討論。Buggisch 等人(2011)分 析了石炭-二疊紀中國、美國(Kansas)和俄羅斯(Moscow Basin and Urals) 等地區的碳同位素地層，本研究先對中國地區的碳同位素地層進行對比 與討論。Buggisch 等人(2011)在中國地區，分析了貴州納慶剖面、貴州宗 地剖面、江蘇空山剖面的碳酸鹽岩的碳同位素，其中納慶剖面又稱納水 剖面，與本研究納水剖面為同一剖面，而這兩剖面的碳同位素變化趨勢 完全一致(圖 4.21)，顯示在同一地區的鄰近地區的剖面可以記錄相同的碳 同位素訊號。

本研究的納嬈剖面與納慶剖面在石炭紀的碳同位素記錄也有相同的 變化趨勢與幅度(圖 4.21)，平均 ¹³C 數值從 Visean 和 Serpukhovian 的 2~3‰開始增加，在 Gzhelian - Asselian 之間， ¹³C 數值分別增至約 5.8‰

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和5.5‰，為一個明顯的正偏移事件，碳同位素的正偏移通常與有機碳埋

藏、冰的體積增加有關，因當有機碳埋藏增加，會造成大氣中二氧化碳 濃度減少，導致氣候開始變冷，增強冰的成長。相關的例子有：奧陶紀 晚期的 Hirnantian 冰川(Brenchley et al., 1994)，志留紀 Lau 事件(Lehnert et al., 2007; Samtleben et al., 1996; Wenzel and Joachimski, 1996)和早石炭紀 Tournaisian 冰期(Buggisch et al., 2008; Mii et al., 1999; Saltzman, 2002, 2003a; Saltzman et al., 2004)。因此 Buggisch 等人認為造成此 ¹³C 正偏移 事件，是因為冰的體積開始擴張，且在 Gzhelian - Asselian 冰川範圍達到 最大程度。但在宗地剖面和空山剖面沒有記錄此 ¹³C 正偏移事件(圖 4.22)，

反而記錄了 ¹³C 負偏移事件，可能是因為這兩個剖面的沉積相為淺水碳 酸鹽台地(水深 0-50 m )，在冰川開始發育，海水面下降時，兩剖面露出 地表受到天水成岩作用影響，使其碳同位素數值在 Gzhelian - Asselian 呈 負偏移的現象，偏移量分別為3.6‰ (0‰下降到-3.6‰)和 6.7‰ (1.7‰下降 到-5.0‰)，但氧同位素並無同步變化，宗地剖面氧同位素數值在 Gzhelian - Asselian 為負偏移，但空山剖面氧同位素數值在 Gzhelian - Asselian 為正 偏移。

二疊紀中，納嬈剖面與納慶剖面同時從 Asselian 開始 ¹³C 往負偏移 事件，是由於冰期開始萎縮所造成的。在 Artinskian 時期，納嬈剖面繼續 往負偏移直到 Kungurian 時期，此時期的平均碳同位素數值有較輕(1‰左 右)的現象，且同樣的變化趨勢也在氧同位素中呈現(圖 4.2)，氧同位素平 均值為-8‰左右；納水剖面與納慶剖面到 Kungurian 時期也有顯示 ¹³C 負

偏移到較輕的數值，平均值約2‰左右，在納水剖面氧同位素中也呈現同

樣變負的趨勢，氧同位素平均值為-10‰，顯示可能有受到成岩作用的影 響，但 Buggisch 等人在納慶剖面上沒有看到暴露出地表的沉積證據，認

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Age (Ma)

δ¹³C (‰)

納水(本研究) 羅悃(本研究) 納嬈(本研究)

宗地(Buggisch et al., 2011) 空山(Buggisch et al., 2011)

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

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為天水成岩作用不能用來作為此負偏移的解釋，在美國中大陸和莫斯科 盆地旋回沉積的證據，與在冰期、間冰期海平面變化有關，這些海平面 變化也可能影響海洋深層環流，因此經由有機碳的生成、保存、氧化，

會影響深水的 ¹³C (Katz et al., 2007)。Buggisch 等人認為海水面高水位期 間，深水的 ¹³C 會耗盡，造成此碳同位素負偏移的現象。