扬子东南缘早寒武世氮同位素特征及其古海洋环境意义

作     者：宋颖 刘宇 向庭弘 周小琳 曹光耀 张璐 

作者机构：深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院 中国地质调查局沉积地质研究中心 中国地质调查局成都地质调查中心 成都理工大学沉积与生物地球化学国际研究中心 重庆市地质矿产勘查开发局607地质队 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室 成都理工大学沉积地质研究院 自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室 

出 版 物：《沉积学报》 (Acta Sedimentologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42102142) 

主　　题：早寒武世 氧化还原 氮循环 生物大爆发 

摘      要：【目的】早寒武世生物大爆发通常被认为与硝酸盐浓度增加有关，然而最新研究表明该时期硝酸盐浓度无明显变化。为查明硝酸盐对生物大爆发的影响，本文重建了这一时期古海洋环境与氮循环特征。【方法】以扬子东南缘斜坡区钻孔岩心（ZK0202井）为研究对象，通过对主量元素、微量元素、稀土元素、碳—氮同位素等地球化学指标进行实验分析。【结果】研究结果显示，早寒武幸运阶—第二阶中期（526 Ma）古海洋以深化变层的分层海洋为特征，同期固氮和反硝化作用都有发育，以固氮作用为主。第二阶晚期—第三阶早期（ca. 526～518 Ma）古海洋以强烈缺氧硫化为特征，固氮作用是最重要的氮循环途径。第三阶中晚期（518 Ma）古海洋以次氧化—氧化为主，固氮作用依然发育。氧化还原状态的演化可能与海平面变化及热液作用引起的高初级生产力有关，而持续的固氮作用显示了同期硝酸盐浓度维持在较低水平。【结论】硝酸盐的多寡或许不是生物大爆发的主控因素，海洋氧化和丰富的食物链底层生物可能是生物大爆发的重要诱因。上述研究成果进一步提升了华南扬子东南缘早寒武世斜坡区古海洋环境与氮循环研究程度，为正确认识该时期生物—环境协同演化机制提供了新的参考。