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地质地球所发现深海氧化与寒武纪“生物大爆发

  地质大地深海氧化与寒武系“大灭绝”的关系

  在埃迪卡拉 - 寒武纪(EC)的转折点上,包括构造模式,古海洋学,古气候学和生物学,同时发生了重大变化。其中最重要的是新元古代始新世狄拉克拉动物群的灭绝和早寒武世后生物群后生动物的爆发分歧,辐射和生态扩张(即“寒武纪大爆炸”)。目前,这个关键时期的快速生物辐射和生态扩张的驱动机制是国际学术界关注的热点问题,但也有很大的差异。尽管一些研究人员认为,这一时期大气氧浓度的增加和伴随的深海氧化是这一生物事件的环境触发因素之一,但由于缺乏详细的进化研究,其氧化还原电位尚未得到很好的研究在这个重要转折点上的深海国家转型进程尚不明朗。另外,由于地层对比的限制,海洋氧化与生物辐射之间的关系尚未得到很好的描述。
\\ u0026>中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究室与建国博士后导师室合作研究员赵琛代表的指导下,选择湘西近西边界的欧共体深水剖面作为研究对象,以δ13Corg, δ34间谍和铁成分分析在EC转折点重建深海演变的手段。结果表明,E-C海洋的演变可以分为两个阶段(阶段1和阶段2)。阶段1:高FeHR / FeT比值(所有样品> 0.38)和低Fep / FeHR比率(大多数样品低于0.8%)表明在这段时间内深海是厌氧的并且没有铁.Fep / FeHR之比牛蹄塘组下部两个样品均在0.8以上,说明前寒武纪期间这种富含铁和缺氧的海水被短暂的硫化和缺氧水代替,δ13Corg和δ34Spy值有一定的耦合关系。阶段2:FeHR / FeT比值与Fh / FeHR比值有明显的差异(P <0.38),但不超过0.5。 δ34Spy从30‰迅速下降到-10‰,与δ13Corg明显地解耦,表明深海在此期间由缺氧迅速变为富氧环境,这与大量海绵和海绵状骨头的出现是一致的。根据地层和生物学资料,从碳同位素地层学的对比可以看出,早期的阿塔达坂澄江动物群深海快速转化为氧化态几乎与时间相关(图2),表明大气快速海洋曝气(如深海氧化)是早寒武世生物群的重要环境驱动力,生态分化快,辐射扩张快。深海氧化表明当时大气 - 海洋氧浓度升高到临界值,为依靠早期有氧代谢扩散的环境和发育(遗传)创新提供了前所未有的机会,引发了生物群落的发展,快速形态分化和身体形态设计和扩大的复杂性。同时,深海氧化增加了资源的可利用性,扩大了适合生物生存的生态空间(或范围),进一步刺激了大生物的快速生态发展和辐射。
\\ u0026>这一成果最近发表在国际地球化学期刊“化学地质学”(Wang et al。,从埃迪卡拉 - 寒武纪过渡期的缺氧到深海演化及其对生物辐射的影响。化学地质.2012,306-307。图1:变异湘西龙圩子剖面附近碳,硫同位素和铁组分图2湘西龙虎嘴剖面碳,硫同位素和铁组分变化图2同位素对比图

  关键词:研究设计,化学信息,出版物

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