基于米兰科维奇旋回与SPICE事件的徐州地区寒武纪天文年代标尺与地层划分研究

华北寒武系内部年龄缺乏高精度约束，影响全球地层对比。本研究通过徐州地区寒武系磁化率数据识别米兰科维奇旋回，结合碳同位素漂移曲线（SPICE事件）和原位Rb-Sr测年，构建了512.30±2.9 Ma至490.03±2.9 Ma的高分辨率天文年代标尺，明确了馒头组、张夏组和炒米店组的底界年龄与持续时间，为华北寒武纪气候-生物-环境演化研究提供精确年代学证据。

　　

寒武纪作为显生宙关键的转折期，记录了地球表层多圈层复杂的相互作用。然而，华北板块寒武系长期以来存在下界地层划分争议，岩性地层单位缺乏统一标准，严重阻碍了对这一关键时期生物与环境响应机制的深入理解。徐州地区寒武系虽沉积连续完整，但受限于定年技术，其年代地层框架仍存争议。

中国矿业大学（徐州）的研究团队通过整合旋回地层学、原位Rb-Sr测年和碳同位素事件（SPICE）年代学证据，首次构建了华北徐州地区寒武系第四阶至第十阶早期（512.30±2.9 Ma至490.03±2.9 Ma）的高分辨率天文年代标尺。研究识别出持续约1.6–1.8 Myr的SPICE事件（峰值年龄494.6±2.9 Ma），并利用馒头组底部海绿石原位Rb-Sr测年（513 Ma）作为锚点，通过405 kyr长偏心率周期校准，将磁化率深度序列转化为时间序列。

关键技术包括：1）基于X射线衍射（XRD）鉴定海绿石1M/1Md多型结构；2）原位Rb-Sr激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱（LA-MC-ICP-MS）测年；3）磁化率（MS）频谱分析识别米兰科维奇旋回；4）碳同位素（δ¹³C）曲线对比全球SPICE事件。

研究结果

1. 海绿石年龄测定
   XRD确认样品为1M型海绿石（特征峰10.00 ?），原位Rb-Sr测年获得馒头组底界年龄513 Ma，误差±1.9 Myr（MSWD=1.3）。

2. 米兰科维奇旋回响应
   磁化率频谱分析识别出13.80 m（S1）、12.39 m（S2）和8.20 m（S3）三个长偏心率周期，野外验证显示4个短偏心率层束组成405 kyr旋回（图10a,c,e），5个岁差层束组成短偏心率旋回（图10b,d,f）。

3. 年代标尺建立
   锚定513 Ma（Rb-Sr年龄）和494.6 Ma（SPICE峰值），构建22.27±0.2 Myr的天文年代标尺。馒头组（第四阶-苗岭统早期）、张夏组（苗岭-芙蓉统）和炒米店组（芙蓉统中-第十阶早期）底界年龄分别为512.30±2.9 Ma、504.00±2.9 Ma和495.74±2.9 Ma，持续时间分别为8.30±0.2 Myr、8.26±0.2 Myr和5.71±0.2 Myr。

结论与意义
该研究通过多方法交叉验证，首次将华北寒武系年代精度提升至±0.2 Myr级别，标准化了徐州地区岩性地层划分。SPICE事件（494.6 Ma）与全球记录的对比，证实了华北板块与冈瓦纳大陆西北缘的古地理位置关联。建立的405 kyr调谐时间序列为探索寒武纪气候-生物-环境协同演化提供了高分辨率年代框架，成果发表于《Sedimentary Geology》。研究团队特别致谢澳大利亚阿德莱德大学提供的原位Rb-Sr测年技术支持，强调该方法在古老沉积岩定年中的突破性应用。