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寒武纪早期氮循环波动与后生动物多样化

14、古生物、古地理与古环境 > 专题9：地史关键生物演化期重要营养元素循环和环境背景

埃迪卡拉纪晚期-寒武纪早期的后生动物快速多样化是地史上最引人注目的生物演化事件之一。许多学者认为这一重要生物事件与当时海洋氧化还原状态的演化及营养元素循环变化有关，但他们之间确切的内在联系并不十分清楚。为进一步探索这一问题，本文对华南寒武纪早期牛蹄塘组两条深水相剖面开展了系统的氮同位素（δ15N）和有机碳同位素（δ13Corg）研究，旨在更好地揭示这一关键时期氮循环、海洋氧化还原状态和生物演化的关系。在研究剖面上，牛蹄塘组δ13Corg均存在着较大变化，但对应的的δ15N值始终很低，主要介于-1‰到+2‰之间。我们认为，牛蹄塘组较低的δ15N值是由于再循环铵（NH4+）的同化吸收和生物氮固定共同作用的结果，但NH4+的同化作用贡献可能更大。同时，本文系统总结和对比了目前华南牛蹄塘组沉积期已经发表的δ15N数据，结果表明δ15N在时空上存在较大的差异，其范围主要在-1‰到+7‰之间。这种δ15N差异可能指示了华南寒武纪早期有氧和无氧氮循环共存，海洋氧化还原条件存在动态变化，在空间上具有不均一性，这与其他地球化学指标得到的结果一致。海洋氧化还原条件随时间的波动以及空间差异性可能控制了寒武纪早期后生动物的分布和演化轨迹。