寒武纪第三阶南华盆地水体的氧化还原演化历史及其控制机制研究
编号:2769
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更新:2024-04-12 19:50:28 浏览:770次
口头报告
摘要
寒武纪生命大爆发是埃迪卡拉纪-寒武纪转折期的革命性生命演化事件,具有阶段性辐射的特点,并在寒武纪第三阶达到顶峰,以澄江和清江生物群为代表。由于后生动物需要大量的氧气维持基本的新陈代谢活动,海洋的氧化被长期认为是促进寒武纪生命大爆发的重要环境因素。然而,寒武纪第三阶海洋的氧化还原状态及其控制机制仍然存在争议。为了限定寒武纪第三阶南华盆地水体的氧化还原演化历史及其控制机制,我们针对湖北宜昌地区的王家坪剖面(水井沱地层)开展了详细的元素及同位素地球化学研究。结果显示,沿水井沱组底部向上(到事件层),Fe同位素组成逐渐从~−0.15‰上升至~+0.15‰,N同位素组成逐渐从~1.5‰上升至~5.5‰,指示底水和表层水都存在系统的充氧过程。另一方面,沿水井沱组底部向上(到事件层),CIA值逐渐从60上升到70,Sr同位素比值逐渐从~0.709上升至~0.714(排除了受成岩影响的样品),εNd(t)值逐渐从~-8下降到~-11,指示硅酸盐风化逐渐增强并在清江生物群产出层位(事件层)达到顶峰。因此,我们认为硅酸盐风化增强可能导致了寒武纪第三阶南华盆地水体的氧化。首先,大陆硅酸盐风化会消耗大气的二氧化碳而导致大气氧分压升高,随后通过大气与表层水的交互反应使海洋充氧。另一方面,硅酸盐风化增强会给海洋输入大量的营养盐(如P),促进海洋生产力水平的提高,通过产氧光合作用及有机碳埋藏促进海洋的氧化。我们的Zn同位素数据显示,仅在水井沱组最底部的位置出现了超过平均海水的Zn同位素组成(>0.50‰),随后迅速稳定在~0.25‰附近,指示生产力水平在清江生物群产出之前就已经建立,并且保持相对稳定,排除了大陆硅酸盐风化是通过影响生产力水平的方式影响海洋的氧化。因此,我们认为寒武纪第三阶大陆硅酸盐风化的增强导致了大气氧分压的升高,进而促进了南华盆地水体的氧化及随后的寒武纪生命大爆发。
关键词
寒武纪生命大爆发;,南华盆地;,硅酸盐风化;,海洋氧化;
稿件作者
张洪杰
中国科学院地球化学研究所
樊海峰
中国科学院地球化学研究所
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