<trans-title>Early Permian Mudrock Deposits and Deep-time Land Surface Temperature Reconstruction, Southern North China

YANG JiangHai; WANGYuan; LIU Jia; MA Rui; DU YuanSheng; LIU Chao; YU WenChao

doi:10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

Volume 39 Issue 3

Jun. 2021

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YANG JiangHai, WANGYuan, LIU Jia, MA Rui, DU YuanSheng, LIU Chao, YU WenChao. Early Permian Mudrock Deposits and Deep-time Land Surface Temperature Reconstruction, Southern North China[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(3): 540-549. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

Citation:

YANG JiangHai, WANGYuan, LIU Jia, MA Rui, DU YuanSheng, LIU Chao, YU WenChao. Early Permian Mudrock Deposits and Deep-time Land Surface Temperature Reconstruction, Southern North China[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(3): 540-549. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

Early Permian Mudrock Deposits and Deep-time Land Surface Temperature Reconstruction, Southern North China

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

YANG JiangHai^{1, 2
,},
WANGYuan²,
LIU Jia²,
MA Rui²,
DU YuanSheng^{1, 2},
LIU Chao¹,
YU WenChao²

1.
State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China
2.
School of Earth Sciences, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China

Funds:

National Natural Science Foundation of China 41572078, 41872106

National Key Experimental Project of Biogeography and Environmental Geology GKZ18Y660, GPMR201609

Received Date: 2020-06-16
Rev Recd Date: 2020-10-10
Publish Date: 2021-06-10

Abstract

Earth has experienced multiple greenhouse and icehouse periods and their inter-transformations， and extreme climatic events （e.g.， ‘snowball’ Earth， hyperthermal hothouse） in its geological past. The Permian was a critical period for the evolution from the late Paleozoic ice age to the Mesozoic greenhouse. One of the main challenges to understanding climate evolution in the Permian has been the acquisition of high-precision age-constrained quantitative data regarding successive paleoclimate changes. This work reviews geochronological and geochemical weathering data reported in recent studies of Permo-Carboniferous coal-bearing successions in southern North China. From this data， a high-precision chronostratigraphic framework is established for strata from the Benxi Formation through to the Taiyuan and Shanxi to Xiashihezi Formations， tracking chemical weathering trends in mudrock-source regions in southern North China. The weathering trends correlate very well with the glacial-deglacial sequence in high-latitude Gondwana continents. The proposed land surface MAT （mean temperature） - τ_Na （sodium depletion index） transfer function reconstructs the MAT variations for southern North China in the time interval ~300-286 Ma. The MAT curve reflects climate warming during the earliest Asselian and late Sakmarian deglaciations， and indicates climate cooling with the initiation of the Asselian and subsequent Artinskian glaciations.
- southern North China,
- deep-time paleoclimate,
- mudrock,
- weathering geochemistry,
- land surface paleotemperature

References

[1]	Montañez I P， Tabor N J， Niemeier D， et al. CO2-forced climate and vegetation instability during Late Paleozoic deglaciation［J］. Science， 2007， 315（5808）： 87-91
[2]	孙枢，王成善. "深时"（Deep Time）研究与沉积学［J］. 沉积学报，2009，27（5）：792-810. Sun Su， Wang Chengshan. Deep time and sedimentology［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2009， 27（5）： 792-810.
[3]	Parrish J T， Soreghan G S. Sedimentary geology and the future of paleoclimate studies［J］. The Sedimentary Record， 2013， 11： 4-10.
[4]	NRC. Understanding Earth’s deep past： Lessons for our climate future［M］. Washington， D. C.： The National Academies Press， 2011： 1-208.
[5]	王成善，王天天，陈曦，等. 深时古气候对未来气候变化的启示［J］. 地学前缘，2017，24（1）：1-17. Wang Chengshan， Wang Tiantian， Chen Xi， et al. Paleoclimate implications for future climate change［J］. Earth Science Frontiers， 2017， 24（1）： 1-17.
[6]	杨江海，马严.源—汇沉积过程的深时古气候意义［J］. 地球科学，2017，42（11）：1910-1921. Yang Jianghai， Ma Yan. Paleoclimate perspectives of source- to-sink sedimentary processes［J］. Earth Science， 2017， 42（11）： 1910-1921.
[7]	Hoffman P F， Kaufman A J， Halverson G P， et al. A Neoproterozoic snowball Earth［J］. Science， 1998， 281（5381）： 1342-1246.
[8]	Klages J P， Salzmann U， Bickert T， et al. Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth［J］. Nature， 2020， 580（7801）： 81-86.
[9]	Robert C， Kennett J P. Antarctic subtropical humid episode at the Paleocene-Eocene boundary： Clay-mineral evidence［J］. Geology， 1994， 22（3）： 211-214.
[10]	Weijers J W H， Schouten S， Sluijs A， et al. Warm arctic continents during the Palaeocene-Eocene thermal maximum［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2007， 261（1/2）： 230-238.
[11]	Liu Z H， Pagani M， Zinniker D， et al. Global cooling during the Eocene-Oligocene climate transition［J］. Science， 2009， 323（5918）： 1187-1190.
[12]	Robert C， Kennett J P. Antarctic continental weathering changes during Eocene-Oligocene cryosphere expansion： Clay mineral and oxygen isotope evidence［J］. Geology， 1997， 25（7）： 587-590.
[13]	Montañez I P， Poulsen C J. The Late Paleozoic Ice Age： An evolving paradigm［J］. Annual Review of Earth and Planetary Sciences， 2013， 41： 629-656.
[14]	Fielding C R， Frank T D， Birgenheier L P， et al. Stratigraphic imprint of the Late Palaeozoic Ice Age in eastern Australia： A record of alternating glacial and nonglacial climate regime［J］. Journal of the Geological Society， 2008， 165（1）： 129-140.
[15]	Isbell J L， Henry L C， Gulbranson E L， et al. Glacial paradoxes during the Late Paleozoic Ice Age： Evaluating the equilibrium line altitude as a control on glaciation［J］. Gondwana Research， 2012， 22（1）： 1-19.
[16]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S. Voluminous silicic eruptions during Late Permian Emeishan igneous province and link to climate cooling［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2015， 432： 166-175.
[17]	Soreghan G S， Soreghan M J， Heavens N G. Explosive volcanism as a key driver of the Late Paleozoic Ice Age［J］. Geology， 2019， 47（7）： 600-604.
[18]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Early Wuchiapingian cooling linked to Emeishan basaltic weathering？［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2018， 492： 102-111.
[19]	McKenzie N R， Horton B K， Loomis S E， et al. Continental arc volcanism as the principal driver of icehouse-greenhouse variability［J］. Science， 2016， 352（6284）： 444-447.
[20]	Metcalfe I， Crowley J L， Nicoll R S， et al. High-precision U-Pb CA-TIMS calibration of Middle Permian to Lower Triassic sequences， mass extinction and extreme climate-change in eastern Australian Gondwana［J］. Gondwana Research， 2015， 28（1）： 61-81.
[21]	Garbelli C， Shen S Z， Immenhauser A， et al. Timing of Early and Middle Permian deglaciation of the southern hemisphere： Brachiopod-based 87Sr/86Sr calibration［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2019， 516： 122-135.
[22]	Isbell J L， Koch Z J， Szablewski G M， et al. Permian glacigenic deposits in the Transantarctic Mountains， Antarctica［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 59-70.
[23]	Isbell J L， Cole D I， Catuneanu O. Carboniferous-Permian glaciation in the main Karoo Basin， South Africa： Stratigraphy， depositional controls， and glacial dynamics［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 71-82.
[24]	Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. The Late Paleozoic Ice Age—A review of current understanding and synthesis of global climate patterns［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 343-354.
[25]	Angiolini L， Jadoul F， Leng M J， et al. How cold were the Early Permian glacial tropics？ Testing sea-surface temperature using the oxygen isotope composition of rigorously screened brachiopod shells［J］. Journal of the Geological Society， 2009， 166（5）： 933-945.
[26]	Grossman E L， Yancey T E， Jones T E， et al. Glaciation， aridification， and carbon sequestration in the Permo-Carboniferous： The isotopic record from low latitudes［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 268（3/4）： 222-233.
[27]	Korte C， Jasper T， Kozur H W， et al. δ18O and δ13C of Permian brachiopods： A record of seawater evolution and continental glaciation［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2005， 224（4）： 333-351.
[28]	Korte C， Jones P J， Brand U， et al. Oxygen isotope values from high-latitudes： Clues for Permian sea-surface temperature gradients and Late Palaeozoic deglaciation［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 269（1/2）： 1-16.
[29]	Chen B， Joachimski M M， Shen S Z， et al. Permian ice volume and palaeoclimate history： Oxygen isotope proxies revisited［J］. Gondwana Research， 2013， 24（7）： 77-89.
[30]	Beard J A， Ivany L C， Runnegar B. Gradients in seasonality and seawater oxygen isotopic composition along the Early Permian Gondwanan coast， SE Australia［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2015， 425： 219-231.
[31]	Wang W Q， Garbelli C， Zhang F F， et al. A high-resolution Middle to Late Permian paleotemperature curve reconstructed using oxygen isotopes of well-preserved brachiopod shells［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2020， 540： 116245.
[32]	Tabor N J， DiMichele W A， Montañez I P， et al. Late Paleozoic continental warming of a cold tropical basin and floristic change in western Pangea［J］. International Journal of Coal Geology， 2013， 119： 177-186.
[33]	Goddéris Y， Donnadieu Y， Carretier S， et al. Onset and ending of the Late Palaeozoic ice age triggered by tectonically paced rock weathering［J］. Nature Geoscience， 2017， 10（5）： 382-386.
[34]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Global continental weathering trends across the Early Permian glacial to postglacial transition： Correlating high- and low- paleolatitude sedimentary records［J］. Geology， 2014， 42（10）： 835-838.
[35]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Reconstructing Early Permian tropical climates from chemical weathering indices［J］. GSA Bulletin， 2016， 128（5/6）： 739-751.
[36]	Yang J H， Du Y S. Weathering geochemistry and palaeoclimate implication of the Early Permian mudstones from eastern Henan province， North China［J］. Journal of Palaeogeography， 2017， 6（4）： 370-380.
[37]	Yang J H， Cawood P A， Montañez I P， et al. Enhanced continental weathering and large igneous province induced climate warming at the Permo-Carboniferous transition［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2020， 534： 116074.
[38]	Torsvik T H， van der Voo R， Doubrovine P V， et al. Deep mantle structure as a reference frame for movements in and on the Earth［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2014， 111（24）： 8735-8740.
[39]	Cawood P A， Wang Y J， Xu Y J， et al. Locating South China in Rodinia and Gondwana： A fragment of greater India lithosphere？［J］. Geology， 2013， 41（8）： 903-906.
[40]	Embleton B J J， McElhinny M W， Ma X H， et al. Permo-Triassic magnetostratigraphy in China： The type section near Taiyuan， Shanxi province， North China［J］. Geophysical Journal International， 1996， 126（2）： 382-388.
[41]	朱鸿，杨关秀，盛阿兴. 河南禹州大风口剖面二叠纪地层古地磁研究［J］. 地质学报，1996，70（2）：121-128. Zhu Hong， Yang Guanxiu， Sheng Axing. A study on palaeomagnetism of Permian strata in the Dafengkou section， Yuzhou， Henan province［J］. Acta Geologica Sinica， 1996， 70（2）： 121-128.
[42]	Huang B C， Yan Y G， Piper J D A， et al. Paleomagnetic constraints on the paleogeography of the East Asian blocks during Late Paleozoic and Early Mesozoic times［J］. Earth-Science Reviews， 2018， 186： 8-36.
[43]	张泓. 山西大宁盆地晚古生代煤系岩石地层划分与对比［J］. 地层学杂志，1989，13（4）：279-289. Zhang Hong. Division and correlation of the Permo-Carboniferous coal-bearing lithostratigraphy in Datong-Ningwu Basin， Shanxi province［J］. Journal of Stratigraphy， 1989， 13（4）： 279-289.
[44]	裴放. 河南省华北型石炭—二叠纪地层多重划分与对比［J］. 河南地质，1998，16（4）：273-280. Pei Fang. North China type Permo-Carboniferous multiple stratigraphic division and correlation in Henan province［J］. Henan Geology， 1998， 16（4）： 273-280.
[45]	王鸿桢，楚旭春，刘本培，等. 中国古地理图集［M］. 北京：地图出版社，1985：1-283. Wang Hongzhen， Chu Xuchun， Liu Benpei， et al. Atlas of the palaeogeography of China［M］. Beijing： Cartographic Publishing House， 1985： 1-283.
[46]	王志浩，祁玉平. 我国北方石炭—二叠系牙形刺序列再认识［J］. 微体古生物学报，2003，20（3）：225-243. Wang Zhihao， Qi Yuping. Review of Carboniferous-Permian conodont biostratigraphy in North China［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2003， 20（3）： 225-243.
[47]	万世禄，丁惠. 华北地台石炭、二叠纪牙形石研究新发现及其地质意义［J］. 煤炭学报，1987（1）：13-16. Wan Shilu， Ding Hui. New discovery in the study of Permo-Carboniferous conodonts in North China Platform and its geological significance［J］. Journal of China Coal Society， 1987（1）： 13-16.
[48]	Wang Y， Yang J， Ma R， et al. Age constraint on the Lower Taiyuan Formation in southern North China and its paleogeographic implication［J］. submitted， 2020.
[49]	张泓，沈光隆，何宗莲. 华北板块晚古生代古气候变化对聚煤作用的控制［J］. 地质学报，1999，73（2）：131-139. Zhang Hong， Shen Guanglong， He Zonglian. Control of palaeoclimatic change on Late Palaeozoic coal accumulation of the North China Plate［J］. Acta Geologica Sinica， 1999， 73（2）： 131-139.
[50]	钟蓉，孙善平，付泽明. 山东及邻区晚石炭世-早二叠世火山事件沉积及地层对比［J］. 地质学报，1996，70（2）：142-152. Zhong Rong， Sun Shanping， Fu Zeming. Volcanic event deposits and stratigraphic correlation of the Late Carboniferous-Early Permian in Shangdong and adjacent regions［J］. Acta Geologica Sinica， 1996， 70（2）： 142-152.
[51]	李洪颜，徐义刚，黄小龙，等. 华北克拉通北缘晚古生代活化：山西宁武—静乐盆地上石炭统太原组碎屑锆石U-Pb测年及Hf同位素证据［J］. 科学通报，2009，54（5）：632-640. Li Hongyan， Xu Yigang， Huang Xiaolong， et al. Activation of northern margin of the North China Craton in Late Paleozoic： Evidence from U-Pb dating and Hf isotopes of detrital zircons from the Upper Carboniferous Taiyuan Formation in the Ningwu-Jingle Basin［J］. Chinese Science Bulletin， 2009， 54（5）： 632-640.
[52]	马收先，李增学，吕大炜. 南华北石炭—二叠系陆表海层序古地理演化［J］. 沉积学报，2010，28（3）：497-508. Ma Shouxian， Li Zengxue， Dawei Lü. Sequence paleogeographical evolution of epicontinental deposit of Permo-Carboniferous in southern North China［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2010， 28（3）： 497-508.
[53]	Zhu X Q， Zhu W B， Ge R F， et al. Late Paleozoic provenance shift in the south-central North China Craton： Implications for tectonic evolution and crustal growth［J］. Gondwana Research， 2014， 25（1）： 383-400.
[54]	周安朝，贾炳文，马美玲，等. 华北板块北缘晚古生代火山事件沉积的全序列及其主要特征［J］. 地质论评，2001，47（2）：175-183. Zhou Anchao， Jia Bingwen， Ma Meiling， et al. The whole sequences of volcanic event deposits on the north margin of the North China Plate and their features［J］. Geological Review， 2001， 47（2）： 175-183.
[55]	张开均. 华北板块东缘晚古生代火山活动及其大地构造含义［J］. 中国煤田地质，1998，10（3）：10-11，20. Zhang Kaijun. Late andesitic volcanism of Late Palacozoic Era along the eastern margin of North China Plate and its tectonic implications［J］. Coal Geology of China， 1998， 10： 10-11， 20.
[56]	宋俊俊，宋慧波，胡斌. 豫西北太原组的时代：来自䗴类化石的证据［J］. 微体古生物学报，2014，31（2）：190-204. Song Junjun， Song Huibo， Hu Bin. Geologic age of the Taiyuan Formation in northwest Henan province： Evidences from fusulinids （foraminifera）［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2014， 31（2）： 190-204.
[57]	高莲凤，丁惠，万晓樵. 豫淮盆地太原组顶部斯威特刺（Sweetognathus）种的分类修正及其地层意义［J］. 微体古生物学报，2005，22（4）：370-382. Gao Lianfeng， Ding Hui， Wan Xiaoqiao. Taxonomic revision of conodont Sweetognathus species in the uppermost Taiyuan Formation， Yuhuai Basin and its significance［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2005， 22（4）： 370-382.
[58]	裴放. 河南省华北型石炭纪—二叠纪䗴和牙形石生物地层［J］. 地层学杂志，2004，28（4）：344-353. Pei Fang. The North China type Permo-Carboniferous fusulinid and conodont biostratigraphic units of Henan province［J］. Journal of Stratigraphy， 1998， 28（4）： 344-353.
[59]	沈树忠，张华，张义春，等. 中国二叠纪综合地层和时间框架［J］. 中国科学：地球科学，2019，49（1）：160-193. Shen Shuzhong， Zhang Hua， Zhang Yicun， et al. Permian integrative stratigraphy and timescale of China［J］. Science China： Earth Sciences， 2019， 49（1）： 160-193.
[60]	Nesbitt H W， Young G M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites［J］. Nature， 1982， 299（5885）： 715-717.
[61]	杨守业，韦刚健，石学法. 地球化学方法示踪东亚大陆边缘源汇沉积过程与环境演变［J］. 矿物岩石地球化学通报，2015，34（5）：902-910. Yang Shouye， Wei Gangjian， Shi Xuefa. Geochemical approaches of tracing source-to-sink sediment processes and environmental changes at the East Asian continental margin［J］. Bulletin of Mineralogy， Petrology and Geochemistry， 2015， 34（5）： 902-910.
[62]	Clift P D， Hodges K V， Heslop D， et al. Correlation of Himalayan exhumation rates and Asian monsoon intensity［J］. Nature Geoscience， 2008， 1（12）： 875-880.
[63]	Nesbitt H W， Young G M， McLennan S M， et al. Effects of chemical weathering and sorting on the petrogenesis of siliciclastic sediments， with implications for provenance studies［J］. The Journal of Geology， 1996， 104（5）： 525-542.
[64]	Nesbitt H W， Young G M. Petrogenesis of sediments in the absence of chemical weathering： Effects of abrasion and sorting on bulk composition and mineralogy［J］. Sedimentology， 1996， 43（2）： 341-358.
[65]	Nesbitt H W， Fedo C M， Young G M. Quartz and feldspar stability， steady and non-steady-state weathering， and petrogenesis of siliciclastic sands and mud［J］. The Journal of Geology， 1997， 105（2）： 173-191.
[66]	Garzanti E， Padoan M， Setti M， et al. Weathering geochemistry and Sr-Nd fingerprints of equatorial upper Nile and Congo muds［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2013， 14（2）： 292-316.
[67]	McLennan S M， Hemming S， McDaniel D K， et al. Geochemical approaches to sedimentation， provenance， and tectonics［M］//Johnsson M J， Basu A. Processes controlling the composition of clastic sediments. Boulder， America： Geological Society of America， 1993： 21-40.
[68]	Govin A， Holzwarth U， Heslop D， et al. Distribution of major elements in Atlantic surface sediments （36°N-49°S）： Imprint of terrigenous input and continental weathering［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2012， 13（1）： Q01013.
[69]	Buggle B， Glaser B， Hambach U， et al. An evaluation of geochemical weathering indices in loess-paleosol studies［J］. Quaternary International， 2011， 240（1/2）： 12-21.
[70]	Fedo C M， Nesbitt H W， Young G M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols， with implications for paleoweathering conditions and provenance［J］. Geology， 1995， 23（10）： 921-924.
[71]	Nesbitt H W， Young G M. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1984， 48（7）： 1523-1534.
[72]	Parker A. An index of weathering for silicate rocks［J］. Geological Magazine， 1970， 107（6）： 501-504.
[73]	Gaillardet J， Dupré B， Allegrè C J. Geochemistry of large river suspended sediments： Silicate weathering or recycling tracer？［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1999， 63（23/24）： 4037-4051.
[74]	Rasmussen C， Brantley S， deB. Richter D，et al. Strong climate and tectonic control on plagioclase weathering in granitic terrain［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2011， 301（3/4）： 521-530.
[75]	Tabor N J， Poulsen C J. Palaeoclimate across the Late Pennsylvanian-Early Permian tropical palaeolatitudes： A review of climate indicators， their distribution， and relation to palaeophysiographic climate factors［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 268（3/4）： 293-310.
[76]	Tabor N J， Montanez I P， Scotese C R， et al. Paleosol archives of environmental and climatic history in paleotropical western Pangea during the Latest Pennsylvanian through Early Permian［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J I. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 291-303.
[77]	Michel L A， Tabor N J， Montañez I P， et al. Chronostratigraphy and paleoclimatology of the Lodève Basin， France： Evidence for a pan-tropical aridification event across the Carboniferous-Permian boundary［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2015， 430： 118-131.
[78]	Kessler J L P， Soreghan G S， Wacker H J. Equatorial aridity in western Pangea： Lower Permian loessite and dolomitic paleosols in northeastern New Mexico， U.S.A.［J］. Journal of Sedimentary Research， 2001， 71（5）： 817-832.
[79]	Stollhofen H， Werner M， Stanistreet I G， et al. Single-zircon U-Pb dating of Carboniferous-Permian tuffs， Namibia， and the intercontinental deglaciation cycle framework［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 83-96.
[80]	Griffis N P， Montanez I P， Mundil R， et al. Coupled stratigraphic and U-Pb zircon age constraints on the Late Paleozoic icehouse-to-greenhouse turnover in south-central Gondwana［J］. Geology， 2019， 47（12）： 1146-1150.
[81]	Griffis N P， Mundil R， Montañez I P， et al. A new stratigraphic framework built on U-Pb single-zircon TIMS ages and implications for the timing of the penultimate icehouse （Paraná Basin， Brazil）［J］. GSA Bulletin， 2018， 130（5/6）： 848-858.
[82]	Taboada A C， Neves J P， Weinschütz L C， et al. Eurydesma-Lyonia fauna （Early Permian） from the Itararé group， Paraná Basin （Brazil）： A paleobiogeographic W-E trans-Gondwanan marine connection［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2016， 449： 431-454.
[83]	Riebe C S， Kirchner J W， Finkel R C. Erosional and climatic effects on long-term chemical weathering rates in granitic landscapes spanning diverse climate regimes［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2004， 224（3/4）： 547-562.
[84]	Ferrier K L， Riebe C S， Hahm W J. Testing for supply-limited and kinetic-limited chemical erosion in field measurements of regolith production and chemical depletion［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2016， 17（6）： 2270-2285.
[85]	Xu Y G， Wei X， Luo Z Y， et al. The Early Permian Tarim large igneous province： Main characteristics and a plume incubation model［J］. Lithos， 2014， 204： 20-35.
[86]	Yang S F， Chen H L， Li Z L， et al. Early Permian Tarim Large Igneous province in northwest China［J］. Science China Earth Sciences， 2013， 56（12）： 2015-2016.
[87]	Shellnutt J G. The Panjal traps［M］//Sensarma S， Storey B C. Large igneous provinces from Gondwana and adjacent regions. London： The Geological Society of London， 2018： 59-86.
[88]	Shellnutt J G， Bhat G M， Brookfield M E， et al. No link between the Panjal Traps （Kashmir） and the Late Permian［J］. Geophysical Research Letters， 2011， 38（19）： L19308.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

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0 引言

气候是影响人类生存发展的重要自然因素，与社会经济生活息息相关。人类与气候的关系经历了从早期的忍耐抗争，到后来的顺应利用，再到现在的保护维系，而未来社会的发展与气候变化的联系将更加紧密。为准确预测未来气候变化，迫切需要对地球过去的气候历史，包括变化事件及其控制机制进行更为系统的理解和认识^[1-3]。美国国家研究理事会在2011年发布了名为“Understanding Earth′s deep past: lessons for our climate future”的调研报告^[4]，美国国家自然科学基金委在2017年启动了“Paleo Perspectives on Climate Change （P2C2）”研究计划，并在2020年发布了地球科学未来十年的战略报告，提出了12个优先科学问题，其中第8个问题即为“地球的过去揭示了什么样的气候系统和动力机制”。我国学者也较早注意到深时研究的重要性^[2,5-6]，2016年由中国科学院地学部和国家自然科学基金委联合资助的“中国沉积学发展战略”调研将“深时气候学”列为10个调研主题之一。2019年启动的深时数字地球（DDE）国际大科学计划也将深时古气候演化作为主要的研究目标。

地球自新元古代以来经历了大幅度的气候变化，发生了多次的冰室—温室气候转换和极端气候事件^[2-4]，后者包括晚新元古代的雪球地球^[7]、晚白垩世的温室最暖期^[8]、古新世—始新世极热期^[9-10]等等，前者包括古新世—渐新世从温室到冰室的转变^[11-12]、二叠纪从冰室到温室的转变^[13]等等。二叠纪是晚古生代冰期到中生代温室转变的关键时期，高纬冈瓦纳地区出现阶段性冰川活动且冰川规模和强度减弱，气候整体变暖，大气CO₂浓度从约300 mL/m³上升到大于1 000 mL/m³，代表了地球有陆地植被以来唯一一次冰室—温室气候转换^[1,14-15]，是认识地球大幅度气候变化、理解气候—冰川—大气CO₂—火山活动相互联系的重要窗口^[16-19]。通过二叠纪中—高纬地区冰川沉积记录，前人确定了早二叠世早期的大规模冰川活动和随后东澳大利亚的三次区域/山岳型冰川活动^{[14-15,20-24]}（早二叠世晚期、中二叠世中期和晚二叠世早期四次冰川活动），通过海相生物壳氧同位素组成重建了中—低纬地区的海水古温度变化趋势^[25-31]，但是对陆地古气候的定量研究较少^[32]，对气候冷暖演变的机制及其与火山活动、化学风化和构造运动的内在联系还存在较大争议^[17,19,33]。我们对华北南部晚石炭—早二叠世的泥岩沉积序列开展了详细的年代地层学和沉积风化地球化学研究，提出了定量估算陆地古温度的新方法，识别出早二叠世Asselian早期和Sakmarian晚期的两次变暖事件^[34-37]。本文将华北南缘石炭纪末—早二叠世地层的年龄和组成数据进行总结，定量重建了华北南部约300 Ma至286 Ma间的陆地古温度变化曲线。

5 结论

本文系统总结了华北南部从本溪组、太原组、山西组到下石盒子组的同位素时代和泥岩风化地球化学数据，建立了石炭纪末—早二叠世（~302~286 Ma）的高精度年代地层格架，揭示了这一时期华北南缘陆地表层的化学风化趋势。华北南部石炭纪末—早二叠世滨海泥岩记录的陆地化学风化趋势与高纬冈瓦纳冰川型沉积序列具有很好的对比关系，即化学风化强度的升高和降低分别对应于冰川的消融和扩张。利用前人提出的MAT（陆地表层温度）-τ_Na（化学风化强度）转换方程，我们定量重建了华北南部在约300~286 Ma的陆地表层温度变化曲线，揭示早二叠世低纬地区陆地古温度对两次冰川消融和冰川扩张事件的响应。

Reference (88)

[1]	Montañez I P， Tabor N J， Niemeier D， et al. CO2-forced climate and vegetation instability during Late Paleozoic deglaciation［J］. Science， 2007， 315（5808）： 87-91
[2]	孙枢，王成善. "深时"（Deep Time）研究与沉积学［J］. 沉积学报，2009，27（5）：792-810.	Sun Su， Wang Chengshan. Deep time and sedimentology［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2009， 27（5）： 792-810.
[3]	Parrish J T， Soreghan G S. Sedimentary geology and the future of paleoclimate studies［J］. The Sedimentary Record， 2013， 11： 4-10.
[4]	NRC. Understanding Earth’s deep past： Lessons for our climate future［M］. Washington， D. C.： The National Academies Press， 2011： 1-208.
[5]	王成善，王天天，陈曦，等. 深时古气候对未来气候变化的启示［J］. 地学前缘，2017，24（1）：1-17.	Wang Chengshan， Wang Tiantian， Chen Xi， et al. Paleoclimate implications for future climate change［J］. Earth Science Frontiers， 2017， 24（1）： 1-17.
[6]	杨江海，马严.源—汇沉积过程的深时古气候意义［J］. 地球科学，2017，42（11）：1910-1921.	Yang Jianghai， Ma Yan. Paleoclimate perspectives of source- to-sink sedimentary processes［J］. Earth Science， 2017， 42（11）： 1910-1921.
[7]	Hoffman P F， Kaufman A J， Halverson G P， et al. A Neoproterozoic snowball Earth［J］. Science， 1998， 281（5381）： 1342-1246.
[8]	Klages J P， Salzmann U， Bickert T， et al. Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth［J］. Nature， 2020， 580（7801）： 81-86.
[9]	Robert C， Kennett J P. Antarctic subtropical humid episode at the Paleocene-Eocene boundary： Clay-mineral evidence［J］. Geology， 1994， 22（3）： 211-214.
[10]	Weijers J W H， Schouten S， Sluijs A， et al. Warm arctic continents during the Palaeocene-Eocene thermal maximum［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2007， 261（1/2）： 230-238.
[11]	Liu Z H， Pagani M， Zinniker D， et al. Global cooling during the Eocene-Oligocene climate transition［J］. Science， 2009， 323（5918）： 1187-1190.
[12]	Robert C， Kennett J P. Antarctic continental weathering changes during Eocene-Oligocene cryosphere expansion： Clay mineral and oxygen isotope evidence［J］. Geology， 1997， 25（7）： 587-590.
[13]	Montañez I P， Poulsen C J. The Late Paleozoic Ice Age： An evolving paradigm［J］. Annual Review of Earth and Planetary Sciences， 2013， 41： 629-656.
[14]	Fielding C R， Frank T D， Birgenheier L P， et al. Stratigraphic imprint of the Late Palaeozoic Ice Age in eastern Australia： A record of alternating glacial and nonglacial climate regime［J］. Journal of the Geological Society， 2008， 165（1）： 129-140.
[15]	Isbell J L， Henry L C， Gulbranson E L， et al. Glacial paradoxes during the Late Paleozoic Ice Age： Evaluating the equilibrium line altitude as a control on glaciation［J］. Gondwana Research， 2012， 22（1）： 1-19.
[16]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S. Voluminous silicic eruptions during Late Permian Emeishan igneous province and link to climate cooling［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2015， 432： 166-175.
[17]	Soreghan G S， Soreghan M J， Heavens N G. Explosive volcanism as a key driver of the Late Paleozoic Ice Age［J］. Geology， 2019， 47（7）： 600-604.
[18]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Early Wuchiapingian cooling linked to Emeishan basaltic weathering？［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2018， 492： 102-111.
[19]	McKenzie N R， Horton B K， Loomis S E， et al. Continental arc volcanism as the principal driver of icehouse-greenhouse variability［J］. Science， 2016， 352（6284）： 444-447.
[20]	Metcalfe I， Crowley J L， Nicoll R S， et al. High-precision U-Pb CA-TIMS calibration of Middle Permian to Lower Triassic sequences， mass extinction and extreme climate-change in eastern Australian Gondwana［J］. Gondwana Research， 2015， 28（1）： 61-81.
[21]	Garbelli C， Shen S Z， Immenhauser A， et al. Timing of Early and Middle Permian deglaciation of the southern hemisphere： Brachiopod-based 87Sr/86Sr calibration［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2019， 516： 122-135.
[22]	Isbell J L， Koch Z J， Szablewski G M， et al. Permian glacigenic deposits in the Transantarctic Mountains， Antarctica［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 59-70.
[23]	Isbell J L， Cole D I， Catuneanu O. Carboniferous-Permian glaciation in the main Karoo Basin， South Africa： Stratigraphy， depositional controls， and glacial dynamics［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 71-82.
[24]	Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. The Late Paleozoic Ice Age—A review of current understanding and synthesis of global climate patterns［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 343-354.
[25]	Angiolini L， Jadoul F， Leng M J， et al. How cold were the Early Permian glacial tropics？ Testing sea-surface temperature using the oxygen isotope composition of rigorously screened brachiopod shells［J］. Journal of the Geological Society， 2009， 166（5）： 933-945.
[26]	Grossman E L， Yancey T E， Jones T E， et al. Glaciation， aridification， and carbon sequestration in the Permo-Carboniferous： The isotopic record from low latitudes［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 268（3/4）： 222-233.
[27]	Korte C， Jasper T， Kozur H W， et al. δ18O and δ13C of Permian brachiopods： A record of seawater evolution and continental glaciation［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2005， 224（4）： 333-351.
[28]	Korte C， Jones P J， Brand U， et al. Oxygen isotope values from high-latitudes： Clues for Permian sea-surface temperature gradients and Late Palaeozoic deglaciation［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 269（1/2）： 1-16.
[29]	Chen B， Joachimski M M， Shen S Z， et al. Permian ice volume and palaeoclimate history： Oxygen isotope proxies revisited［J］. Gondwana Research， 2013， 24（7）： 77-89.
[30]	Beard J A， Ivany L C， Runnegar B. Gradients in seasonality and seawater oxygen isotopic composition along the Early Permian Gondwanan coast， SE Australia［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2015， 425： 219-231.
[31]	Wang W Q， Garbelli C， Zhang F F， et al. A high-resolution Middle to Late Permian paleotemperature curve reconstructed using oxygen isotopes of well-preserved brachiopod shells［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2020， 540： 116245.
[32]	Tabor N J， DiMichele W A， Montañez I P， et al. Late Paleozoic continental warming of a cold tropical basin and floristic change in western Pangea［J］. International Journal of Coal Geology， 2013， 119： 177-186.
[33]	Goddéris Y， Donnadieu Y， Carretier S， et al. Onset and ending of the Late Palaeozoic ice age triggered by tectonically paced rock weathering［J］. Nature Geoscience， 2017， 10（5）： 382-386.
[34]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Global continental weathering trends across the Early Permian glacial to postglacial transition： Correlating high- and low- paleolatitude sedimentary records［J］. Geology， 2014， 42（10）： 835-838.
[35]	Yang J H， Cawood P A， Du Y S， et al. Reconstructing Early Permian tropical climates from chemical weathering indices［J］. GSA Bulletin， 2016， 128（5/6）： 739-751.
[36]	Yang J H， Du Y S. Weathering geochemistry and palaeoclimate implication of the Early Permian mudstones from eastern Henan province， North China［J］. Journal of Palaeogeography， 2017， 6（4）： 370-380.
[37]	Yang J H， Cawood P A， Montañez I P， et al. Enhanced continental weathering and large igneous province induced climate warming at the Permo-Carboniferous transition［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2020， 534： 116074.
[38]	Torsvik T H， van der Voo R， Doubrovine P V， et al. Deep mantle structure as a reference frame for movements in and on the Earth［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2014， 111（24）： 8735-8740.
[39]	Cawood P A， Wang Y J， Xu Y J， et al. Locating South China in Rodinia and Gondwana： A fragment of greater India lithosphere？［J］. Geology， 2013， 41（8）： 903-906.
[40]	Embleton B J J， McElhinny M W， Ma X H， et al. Permo-Triassic magnetostratigraphy in China： The type section near Taiyuan， Shanxi province， North China［J］. Geophysical Journal International， 1996， 126（2）： 382-388.
[41]	朱鸿，杨关秀，盛阿兴. 河南禹州大风口剖面二叠纪地层古地磁研究［J］. 地质学报，1996，70（2）：121-128.	Zhu Hong， Yang Guanxiu， Sheng Axing. A study on palaeomagnetism of Permian strata in the Dafengkou section， Yuzhou， Henan province［J］. Acta Geologica Sinica， 1996， 70（2）： 121-128.
[42]	Huang B C， Yan Y G， Piper J D A， et al. Paleomagnetic constraints on the paleogeography of the East Asian blocks during Late Paleozoic and Early Mesozoic times［J］. Earth-Science Reviews， 2018， 186： 8-36.
[43]	张泓. 山西大宁盆地晚古生代煤系岩石地层划分与对比［J］. 地层学杂志，1989，13（4）：279-289.	Zhang Hong. Division and correlation of the Permo-Carboniferous coal-bearing lithostratigraphy in Datong-Ningwu Basin， Shanxi province［J］. Journal of Stratigraphy， 1989， 13（4）： 279-289.
[44]	裴放. 河南省华北型石炭—二叠纪地层多重划分与对比［J］. 河南地质，1998，16（4）：273-280.	Pei Fang. North China type Permo-Carboniferous multiple stratigraphic division and correlation in Henan province［J］. Henan Geology， 1998， 16（4）： 273-280.
[45]	王鸿桢，楚旭春，刘本培，等. 中国古地理图集［M］. 北京：地图出版社，1985：1-283.	Wang Hongzhen， Chu Xuchun， Liu Benpei， et al. Atlas of the palaeogeography of China［M］. Beijing： Cartographic Publishing House， 1985： 1-283.
[46]	王志浩，祁玉平. 我国北方石炭—二叠系牙形刺序列再认识［J］. 微体古生物学报，2003，20（3）：225-243.	Wang Zhihao， Qi Yuping. Review of Carboniferous-Permian conodont biostratigraphy in North China［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2003， 20（3）： 225-243.
[47]	万世禄，丁惠. 华北地台石炭、二叠纪牙形石研究新发现及其地质意义［J］. 煤炭学报，1987（1）：13-16.	Wan Shilu， Ding Hui. New discovery in the study of Permo-Carboniferous conodonts in North China Platform and its geological significance［J］. Journal of China Coal Society， 1987（1）： 13-16.
[48]	Wang Y， Yang J， Ma R， et al. Age constraint on the Lower Taiyuan Formation in southern North China and its paleogeographic implication［J］. submitted， 2020.
[49]	张泓，沈光隆，何宗莲. 华北板块晚古生代古气候变化对聚煤作用的控制［J］. 地质学报，1999，73（2）：131-139.	Zhang Hong， Shen Guanglong， He Zonglian. Control of palaeoclimatic change on Late Palaeozoic coal accumulation of the North China Plate［J］. Acta Geologica Sinica， 1999， 73（2）： 131-139.
[50]	钟蓉，孙善平，付泽明. 山东及邻区晚石炭世-早二叠世火山事件沉积及地层对比［J］. 地质学报，1996，70（2）：142-152.	Zhong Rong， Sun Shanping， Fu Zeming. Volcanic event deposits and stratigraphic correlation of the Late Carboniferous-Early Permian in Shangdong and adjacent regions［J］. Acta Geologica Sinica， 1996， 70（2）： 142-152.
[51]	李洪颜，徐义刚，黄小龙，等. 华北克拉通北缘晚古生代活化：山西宁武—静乐盆地上石炭统太原组碎屑锆石U-Pb测年及Hf同位素证据［J］. 科学通报，2009，54（5）：632-640.	Li Hongyan， Xu Yigang， Huang Xiaolong， et al. Activation of northern margin of the North China Craton in Late Paleozoic： Evidence from U-Pb dating and Hf isotopes of detrital zircons from the Upper Carboniferous Taiyuan Formation in the Ningwu-Jingle Basin［J］. Chinese Science Bulletin， 2009， 54（5）： 632-640.
[52]	马收先，李增学，吕大炜. 南华北石炭—二叠系陆表海层序古地理演化［J］. 沉积学报，2010，28（3）：497-508.	Ma Shouxian， Li Zengxue， Dawei Lü. Sequence paleogeographical evolution of epicontinental deposit of Permo-Carboniferous in southern North China［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2010， 28（3）： 497-508.
[53]	Zhu X Q， Zhu W B， Ge R F， et al. Late Paleozoic provenance shift in the south-central North China Craton： Implications for tectonic evolution and crustal growth［J］. Gondwana Research， 2014， 25（1）： 383-400.
[54]	周安朝，贾炳文，马美玲，等. 华北板块北缘晚古生代火山事件沉积的全序列及其主要特征［J］. 地质论评，2001，47（2）：175-183.	Zhou Anchao， Jia Bingwen， Ma Meiling， et al. The whole sequences of volcanic event deposits on the north margin of the North China Plate and their features［J］. Geological Review， 2001， 47（2）： 175-183.
[55]	张开均. 华北板块东缘晚古生代火山活动及其大地构造含义［J］. 中国煤田地质，1998，10（3）：10-11，20.	Zhang Kaijun. Late andesitic volcanism of Late Palacozoic Era along the eastern margin of North China Plate and its tectonic implications［J］. Coal Geology of China， 1998， 10： 10-11， 20.
[56]	宋俊俊，宋慧波，胡斌. 豫西北太原组的时代：来自䗴类化石的证据［J］. 微体古生物学报，2014，31（2）：190-204.	Song Junjun， Song Huibo， Hu Bin. Geologic age of the Taiyuan Formation in northwest Henan province： Evidences from fusulinids （foraminifera）［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2014， 31（2）： 190-204.
[57]	高莲凤，丁惠，万晓樵. 豫淮盆地太原组顶部斯威特刺（Sweetognathus）种的分类修正及其地层意义［J］. 微体古生物学报，2005，22（4）：370-382.	Gao Lianfeng， Ding Hui， Wan Xiaoqiao. Taxonomic revision of conodont Sweetognathus species in the uppermost Taiyuan Formation， Yuhuai Basin and its significance［J］. Acta Micropalaeontologica Sinica， 2005， 22（4）： 370-382.
[58]	裴放. 河南省华北型石炭纪—二叠纪䗴和牙形石生物地层［J］. 地层学杂志，2004，28（4）：344-353.	Pei Fang. The North China type Permo-Carboniferous fusulinid and conodont biostratigraphic units of Henan province［J］. Journal of Stratigraphy， 1998， 28（4）： 344-353.
[59]	沈树忠，张华，张义春，等. 中国二叠纪综合地层和时间框架［J］. 中国科学：地球科学，2019，49（1）：160-193.	Shen Shuzhong， Zhang Hua， Zhang Yicun， et al. Permian integrative stratigraphy and timescale of China［J］. Science China： Earth Sciences， 2019， 49（1）： 160-193.
[60]	Nesbitt H W， Young G M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites［J］. Nature， 1982， 299（5885）： 715-717.
[61]	杨守业，韦刚健，石学法. 地球化学方法示踪东亚大陆边缘源汇沉积过程与环境演变［J］. 矿物岩石地球化学通报，2015，34（5）：902-910.	Yang Shouye， Wei Gangjian， Shi Xuefa. Geochemical approaches of tracing source-to-sink sediment processes and environmental changes at the East Asian continental margin［J］. Bulletin of Mineralogy， Petrology and Geochemistry， 2015， 34（5）： 902-910.
[62]	Clift P D， Hodges K V， Heslop D， et al. Correlation of Himalayan exhumation rates and Asian monsoon intensity［J］. Nature Geoscience， 2008， 1（12）： 875-880.
[63]	Nesbitt H W， Young G M， McLennan S M， et al. Effects of chemical weathering and sorting on the petrogenesis of siliciclastic sediments， with implications for provenance studies［J］. The Journal of Geology， 1996， 104（5）： 525-542.
[64]	Nesbitt H W， Young G M. Petrogenesis of sediments in the absence of chemical weathering： Effects of abrasion and sorting on bulk composition and mineralogy［J］. Sedimentology， 1996， 43（2）： 341-358.
[65]	Nesbitt H W， Fedo C M， Young G M. Quartz and feldspar stability， steady and non-steady-state weathering， and petrogenesis of siliciclastic sands and mud［J］. The Journal of Geology， 1997， 105（2）： 173-191.
[66]	Garzanti E， Padoan M， Setti M， et al. Weathering geochemistry and Sr-Nd fingerprints of equatorial upper Nile and Congo muds［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2013， 14（2）： 292-316.
[67]	McLennan S M， Hemming S， McDaniel D K， et al. Geochemical approaches to sedimentation， provenance， and tectonics［M］//Johnsson M J， Basu A. Processes controlling the composition of clastic sediments. Boulder， America： Geological Society of America， 1993： 21-40.
[68]	Govin A， Holzwarth U， Heslop D， et al. Distribution of major elements in Atlantic surface sediments （36°N-49°S）： Imprint of terrigenous input and continental weathering［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2012， 13（1）： Q01013.
[69]	Buggle B， Glaser B， Hambach U， et al. An evaluation of geochemical weathering indices in loess-paleosol studies［J］. Quaternary International， 2011， 240（1/2）： 12-21.
[70]	Fedo C M， Nesbitt H W， Young G M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols， with implications for paleoweathering conditions and provenance［J］. Geology， 1995， 23（10）： 921-924.
[71]	Nesbitt H W， Young G M. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1984， 48（7）： 1523-1534.
[72]	Parker A. An index of weathering for silicate rocks［J］. Geological Magazine， 1970， 107（6）： 501-504.
[73]	Gaillardet J， Dupré B， Allegrè C J. Geochemistry of large river suspended sediments： Silicate weathering or recycling tracer？［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1999， 63（23/24）： 4037-4051.
[74]	Rasmussen C， Brantley S， deB. Richter D，et al. Strong climate and tectonic control on plagioclase weathering in granitic terrain［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2011， 301（3/4）： 521-530.
[75]	Tabor N J， Poulsen C J. Palaeoclimate across the Late Pennsylvanian-Early Permian tropical palaeolatitudes： A review of climate indicators， their distribution， and relation to palaeophysiographic climate factors［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2008， 268（3/4）： 293-310.
[76]	Tabor N J， Montanez I P， Scotese C R， et al. Paleosol archives of environmental and climatic history in paleotropical western Pangea during the Latest Pennsylvanian through Early Permian［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J I. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 291-303.
[77]	Michel L A， Tabor N J， Montañez I P， et al. Chronostratigraphy and paleoclimatology of the Lodève Basin， France： Evidence for a pan-tropical aridification event across the Carboniferous-Permian boundary［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2015， 430： 118-131.
[78]	Kessler J L P， Soreghan G S， Wacker H J. Equatorial aridity in western Pangea： Lower Permian loessite and dolomitic paleosols in northeastern New Mexico， U.S.A.［J］. Journal of Sedimentary Research， 2001， 71（5）： 817-832.
[79]	Stollhofen H， Werner M， Stanistreet I G， et al. Single-zircon U-Pb dating of Carboniferous-Permian tuffs， Namibia， and the intercontinental deglaciation cycle framework［M］//Fielding C R， Frank T D， Isbell J L. Resolving the Late Paleozoic ice age in time and space. Boulder， America： Geological Society of America， 2008： 83-96.
[80]	Griffis N P， Montanez I P， Mundil R， et al. Coupled stratigraphic and U-Pb zircon age constraints on the Late Paleozoic icehouse-to-greenhouse turnover in south-central Gondwana［J］. Geology， 2019， 47（12）： 1146-1150.
[81]	Griffis N P， Mundil R， Montañez I P， et al. A new stratigraphic framework built on U-Pb single-zircon TIMS ages and implications for the timing of the penultimate icehouse （Paraná Basin， Brazil）［J］. GSA Bulletin， 2018， 130（5/6）： 848-858.
[82]	Taboada A C， Neves J P， Weinschütz L C， et al. Eurydesma-Lyonia fauna （Early Permian） from the Itararé group， Paraná Basin （Brazil）： A paleobiogeographic W-E trans-Gondwanan marine connection［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2016， 449： 431-454.
[83]	Riebe C S， Kirchner J W， Finkel R C. Erosional and climatic effects on long-term chemical weathering rates in granitic landscapes spanning diverse climate regimes［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2004， 224（3/4）： 547-562.
[84]	Ferrier K L， Riebe C S， Hahm W J. Testing for supply-limited and kinetic-limited chemical erosion in field measurements of regolith production and chemical depletion［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2016， 17（6）： 2270-2285.
[85]	Xu Y G， Wei X， Luo Z Y， et al. The Early Permian Tarim large igneous province： Main characteristics and a plume incubation model［J］. Lithos， 2014， 204： 20-35.
[86]	Yang S F， Chen H L， Li Z L， et al. Early Permian Tarim Large Igneous province in northwest China［J］. Science China Earth Sciences， 2013， 56（12）： 2015-2016.
[87]	Shellnutt J G. The Panjal traps［M］//Sensarma S， Storey B C. Large igneous provinces from Gondwana and adjacent regions. London： The Geological Society of London， 2018： 59-86.
[88]	Shellnutt J G， Bhat G M， Brookfield M E， et al. No link between the Panjal Traps （Kashmir） and the Late Permian［J］. Geophysical Research Letters， 2011， 38（19）： L19308.

Early Permian Mudrock Deposits and Deep-time Land Surface Temperature Reconstruction, Southern North China

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.092

1. State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China

2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China

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1. State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China 2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China

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