新元古代极大无机碳同位素(δ13Ccarb)负漂移事件的最新进展

下坊组古家含砾岩段的冰期证据古家含砾岩段是新余铁矿层之下的一段标志层，其中的砾石成因一直存在争论，本文通过偏光显微镜观察砾石薄片以及碳、氧同位素分析的方法，从形态上确定了砾石的蚀变特征，从化学成分上确定了砾石的形成环境。

砾石形成于新元古冰期，冰川融水参与了方解石化蚀变，埋深之后受压力及高温作用，内部发生重结晶，原岩结构及大部分矿物成分均已改变。

通过地层对比同层位地层具有冰期成因特征，从地层年龄上也符合Stutian冰期，因此可以推断砾石属于冰期沉积。

标签：古家组；砾石；显微镜观察；碳氧同位素1 简介新元古代下坊组是“新余式”铁矿的赋矿地层，其下段有一层标志性的地层，即古家含砾岩段，其广泛分布于赣中南地区，厚度及岩性变化较大。

新余附近该层厚度约22米，岩性为黄灰色含砾砂质千枚岩（江西省区域地质志，2015）。

砾石直径为0.5-20厘米，呈滚圆状。

经过长年的钻探资料显示，该层稳定出露于矿层底板之下50到100米范围内，在井头至芳洲的东段矿区（包括良山铁矿）由于地层翻转，该标志层成为了预测矿层埋深的有效工具。

但目前关于砾石的成因一直存在争论，主要有两大观点，其一是认为该含砾层为一套冰碛层（余志庆、汤家富、符鹤琴，1989），或不稳定的海盆冰筏沉积（江西省区域地质志，2015）。

另一种不同观点则认为该砾石为动力变质形成的“假砾石”（曾书明等，2010）。

本次研究共采集到钻孔岩心样品七个，分别来自新余铁矿田的三个不同矿区，其中包括东段的铁坑矿区三个，中段的金溪矿区一个，西段的松山外围矿区三个，涵盖范围广，具有良好的代表性。

2显微镜薄片观察将标本中的砾石磨制成厚度约0.03mm的薄片，在偏光显微镜下仔细观察，砾石周围岩石矿物成分主要为绢云母与石英，受区域变质作用，均呈定向排列，石英颗粒拉长，长轴与绢云母平行排列，显示低绿片岩相。

几乎不含碳酸盐矿物，滴5%稀盐酸亦不起泡。

不透明矿物主要为钛铁矿，均已白钛矿化，呈星点状分布，含量极低。

倒数第二次冰消期西太平洋边缘海地区δ13C值快速负偏事件及其成因卢苗安;马宗晋;陈木宏;隋淑珍【期刊名称】《第四纪研究》【年(卷),期】2002(022)004【摘要】南海地区NS93-5柱样在倒数第二次冰消期出现浮游有孔虫壳体δ13C 值快速负偏(幅度达1.7‰),来自世界各大洋的深海记录和来自北美洲、欧洲、中国等地的陆相记录均指示当时存在大体同步的δ13C值变化表明:倒数第二次冰消期时存在一次全球尺度的δ13C值快速负偏事件,δ13C值在约0.131 MaB.P.达到负偏极值,其负偏幅度多在0.5‰～1‰,局部地区负偏幅度＞2‰.当时δ13C值的变化呈突然快速负偏、而后指数曲线状缓慢回返,而且δ13C值的突然快速负偏对应大气甲烷浓度快速增加、全球快速升温及冰盖开始快速消融等特点,表明大洋环流格局的变化引起海底天然气水合物突然失稳分解并释放大量甲烷可能是其直接成因,释放地点推测是在西太平洋边缘海地区.【总页数】10页(P349-358)【作者】卢苗安;马宗晋;陈木宏;隋淑珍【作者单位】中国地震局地质研究所,北京,100029;中国地震局地质研究所,北京,100029;中国科学院南海海洋研究所,广州,510301;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P5【相关文献】1.末次冰消期热带湖光岩玛珥湖记录的气候事件与GISP2记录的对比 [J], 王文远;刘嘉麒;彭平安;J.Negendank2.南海北部末次冰消期及快速气候回返事件 [J], 王律江;卞云华;汪品先3.末次冰消期东亚季风区西北缘气候快速变化事件 [J], 李森;强明瑞;李保生;高尚玉4.末次冰消期以来白令海盆的冰筏碎屑事件与古海洋学演变记录 [J], 陈志华;陈毅;王汝建;黄元辉;刘欣德;王磊;邹建军5.两高分辨率黄土剖面末次冰消期气候事件的差异探讨 [J], 管清玉;潘保田;高红山;李琼;李炳元;王均平;苏怀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新元古代极大无机碳同位素（δ13Ccarb）负漂移事件的最新进展摘要：新元古代晚期发生了地质历史上全球范围内最大的无机碳同位素（δ13Ccarb）负漂移事件，也被定义为“Shuram曲线（SE）事件”。

传统观点认为SE事件反映了这一时期海洋碳循环的异常波动，极有可能源于海洋中超大型溶解有机碳库的氧化。

然而，此种机制难以解释SE事件中部分现象如全球有机碳同位素（δ13Corg）较大的差异性。

近几年来，不断有学者质疑上述观点，并认为SE事件遭受了成岩作用而不能反映原始的海洋碳循环过程。

这一机制得到该时期碳酸盐岩氧同位素（δ18Ocarb）与δ13Ccarb间线性关系的支持，但难以解释SE事件中部分特征如SE事件的全球性。

因此，目前关于SE事件的两种机制均具有一定的合理性但也存在一定程度的缺陷。

关键词：SE事件；超大型溶解有机碳库；成岩作用；新元古代引言过去几十年内，碳同位素地层学已作为全球地层对比的重要手段之一。

前寒武纪，特别是新元古代化石的极度贫乏，导致生物地层学的缺失，进而导致这一时期碳同位素地层学被广泛的用于区域甚至全球地层划分和对比（Halverson etal.，2005）。

此外，碳与生命的新陈代谢密切相关。

自养生物的代谢作用将无机碳转变为有机碳，而异养生物的代谢作用又将有机碳转变为无机碳。

需要指出的是，光合自养生物易繁盛于氧化的沉积环境，而化能自养生物和异养生物则易繁盛于缺氧的沉积环境。

因此，碳同位素也被用来示踪地质历史时期海洋化学的演化过程。

在新元古代化学地层学不断深入研究的过程中，一个非同寻常的碳同位素曲线首次报道于阿曼地区埃迪卡拉纪Shuram组（Burns and Matter，1993）。

这一碳同位素曲线已被命名为“Shuram曲线（SE）事件”。

在等级次序上，1000 Myr（百万年）内碳同位素曲线及其量级的记录显示最负的碳同位素发现于新元古代地层（图1）。

目前为止，两种机制被用来解释SE事件：（1）SE事件记录的是原始的碳同位素信号，可能源于埃迪卡拉纪超大型溶解有机碳库的氧化（Rothman et al.，2003；Fike et al.，2006；McFadden et al.，2008）；（2）SE事件记录的是遭受成岩作用的碳同位素信号（Derry，2010）。

地球科学原理之16 冰期旋回中δ13C规律变化的解释和分析广东海洋大学廖永岩（电子信箱：rock6783@）上一回我们已分析了冰期旋回中δ13C和δ18O的变化规律。

在这里，我们先来了解一下当今权威学术界对这一现象的的解释。

1 目前学术界对δ13C和δ18O规律变化的解释目前为止，学术界对冰期后直接盖在冰碛岩上的碳酸盐岩帽里的δ13C从强负值开始强烈正漂，及整个冰期旋回中δ13C的规律变化，有很多种解释（Kimura, et. al., 1997; Kaufman, et. al., 1991; Derry, et. al., 1992; Hoffman, et. al., 1998; Dickens, et. al., 1995; Kennedy, et. al., 2001; Kennett, et. al., 2000; Bains, et. al., 1999; Kennet and Stott, 1991; Zachos, et. al., 1993; Eldholm and Thomas, 1993; Zachos, et. al., 1994）。

归纳起来，主要有以下三种：生物量变化说（Kimura, et. al., 1997; Kaufman, et. al., 1991; Derry, et. al., 1992）；甲烷渗漏说（Dickens, et. al., 1995; Kennedy, et. al., 2001; Kennett, et. al., 2000）；火山脱气说（Hoffman, et. al., 1998; Kennet and Stott, 1991; Zachos, et. al., 1993; Eldholm and Thomas, 1993; Zachos, et. al., 1994）。

坚持第一种观点的学者认为，冰期后形成的碳酸盐岩帽中的δ13C负异常，是由于冰期形成，温度变低，进行光合作用的植物受温度的影响，生物量下降，光合作用减弱。

稳定同位素记录与环境、生命演化中的重大事件4032膂地质论评GEOLOGICALREVIEWV o1.54No.2Mar.2008稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件周树青¨,黄海平¨,史晓颖,林畅松¨,胡尊伟D1)中国地质大学能源学院,北京,100083;2)中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083内容提要:自从地球诞生以来经历了许多重大事件:早期生命的出现,大气氧化事件(Atmosphericoxygenation),雪球地球及多次生物绝灭与复苏事件.稳定同位素记录在古环境和生命演化研究中具有重要意义,在记录环境变化和生命演化的重大事件中发挥着重大作用:碳同位素的分馏记录了最早生命的开始,硫同位素的非质量相关分馏(Independentmassfractionationofsulphurisotopes)记录了大气中氧含量的重大变化,而在显生宙的几次重大生物灭绝事件中,均有碳同位素的负向漂移.关键词:碳同位素;硫同位素;最早生命;大气氧化事件;生物绝灭自从地球诞生以来,地球上经历了许多重大事件:早期生命的出现,大气氧化事件及多次生物绝灭与复苏事件.生命是何时开始的?生命又怎样进行演化?在生物演化的漫长历史中,生物与环境怎样相互作用?生物灭绝与复苏伴随着怎样的环境条件?近年来,随着人类生存环境的恶化,人类探索外星生命的兴趣与日俱增,生命起源,演化及与环境的协同演化问题,成为许多学科关注的焦点,吸引了生物,地质,化学等许多领域的学者,研究方法也从生物化石,元素地球化学,同位素地球化学到分子化石.与有机分子,生物结构相比,生物过程的同位素证据更抗高温破坏(Hayeseta1.,1983).稳定同位素在古环境和生命演化研究中具重要的意义. 1最早生命的证据——碳同位素的分馏地质记录中最古老的生命证据可以追溯到3.5～3.8Ga.格陵兰古太古代的变质沉积岩中,有机质.C的变化范围为一22‰～一500(Mojzsiseta1.,1996;Rosingeta1.,1996).观测到的低.C有机质位于磷灰石晶体内,碳同位素没有受到明显的变质作用改变(Mojzsiseta1.,1996).这些变质沉积岩的低.C值(Rosingeta1.,1999)被广泛接受为生物成因,可能是地球生命最古老的化学证据(Banerjeeeta1.,2006).南非Kaapvaat和澳大利亚Pilbara克拉通3.2～3.5Ga的火山岩沉积序列中的同位素记录更有说服力,碳酸盐的.C值平均为O±2‰(V eizereta1.,1989),有机质的.C值范围为一25‰～一410(Strausseta1.,1992;Des Marais,1997).古太古代有机质较低的C值指示其生态系统主要受自养生物控制,在C0含量很高的情况下, 戊糖磷酸盐分异作用通常产生最大的分馏作用(Schidlowskieta1.,1993).然而,Hayes(2001)认为,古太古代地层序列中有机质的.C值指示了各种微生物的自养同化分异作用,特别是在厌氧条件下.与三羧酸逆循环(reversetricarboxylicacidcycle),3-羟基丙酸盐循环(3一hydroxypropionatecycle),戊糖磷酸盐循环(pentosephosphatecycle)和乙酰基一辅酶A循环(acetyl—CoAcycle)的碳同化作用伴随的同位素分异范围可从<10‰到>400.古太古代碳酸盐和干酪根的同位素记录是一致的,这些同位素记录也和化学自养微生物(包括产甲烷菌)及不产氧的光合自养细菌的同位素分异一致(Schidlowskieta1.,1983).注:本文为"长江学者和创新团队发展计划"项目(批准号IRT0546,重大地质突变期生物与环境协同演化)的成果.收稿日期:2007—05—28;改回El期:2007—07—16;责任编辑:章雨旭.作者简介:周树青,女,1969年生.博士研究生,矿产普查与勘探专业,主要从事石油地质,地球化学研究.通讯地址:100083,北京市海淀区学院路29号,中国地质大学能源学院博士生;电话:O1O一82320603;Email:zsqhn~126.corn.地质论评2地球第一次氧化事件——碳,硫同位素证据MacGregor(1927)提出,古元古代空气氧化还原状态发生了改变.>2.45Ga的沉积序列为包含岩屑沥青铀矿,菱铁矿和黄铁矿(Rasmusseneta1.,1999;Englandeta1.,2002),还原浅水相铁的形成(Beukeseta1.,1990),不富含氧化一还原敏感元素的高碳页岩和无氧化古土壤(Holland,1994)的冲积沉积,早期成岩黄铁矿的S与海水的硫酸盐含量(<200gM)一致(Habichteta1.,2002).相反,<2.22Ga的沉积序列包含了红层(Chandler,1980),富CaSO4的蒸发盐(Chandler,1988;Tabakheta1.,1999),氧化浅水相铁的形成(Beukeseta1.,1992).这些序列上面为氧化古土壤(Ryeeta1.,1998)覆盖,其S与海水的硫酸盐含量(>200~M)一致(Strauss,2002).尽管仍有人认为这种现象是由不同的沉积后作用和不同构造环境引起的,而非空气氧水平的增加(Dimrotheta1.,1976;Clemmeyeta1.,1982;Phillipseta1.,1987;Ohmotoeta1.,1996),但这种变化是空气氧含量在2.45～2.22Ga之间增加的强有力证据.2.1硫同位素的非质量相关分馏Farquhar等(2OOO)发现,硫同位素非质量相关分馏为追踪空气中氧含量的变化提供了新的工具. >2.47Ga的老地层单元的硫化物和硫酸盐中,硫的MIF值(用△船S表示)范围为一2.5‰～+8.1‰,而<1.9Ga的地层中所有硫化物和硫酸盐的l△船sl<o.4‰(Farquhareta1.,2000;Onoeta1., 2003).硫同位素中产生MIF的已知机理是气相的光解作用(Farquhareta1.,2001),这种作用已经在现代空气中观察到(Romeroeta1.,2002).太古宙记录中大量MIF信号的保存可能与空气中缺乏臭氧屏蔽有关,高能紫外线深深穿透,将S0.光解成元素硫和水溶硫相.太古宙空气中,元素硫颗粒和水溶硫的同位素组成没有彻底交换,因此它们的部分MIF信号被传递到地表;在空气氧含量大于1OPAL(PAL指目前空气水平)时,硫被氧化成硫酸盐,发生交换,失去大多数MIF信号(Pavloveta1.,2002).从厌氧到有氧空气的转变解释了1.9Ga以后地层中的硫化物和硫酸盐缺乏>0.4%o 的l△..sl值,这段时间内空气的氧气分压超过了10_.PAL.因此,通过确定硫化物和硫酸盐的l△船sl<o.4‰的时间,可以确定氧气分压开始大于10PAL的时间.Bekker等(2004)研究了存在于2.32Ga南非Rooihoogte和TimeballHill组富有机质页岩的黄铁矿,黄铁矿硫同位素组成的变化范围很大,但没有非质量相关分馏的证据,指示这些地层单元沉积时空气的氧气分压已经大于10_.PAL.在Rooihoogte组底部圆形菱铁矿,上TimeballHill组广泛而厚的豆粒状和鲕粒状铁矿石的形成指示了空气中氧的含量上升很明显,这些单元可能沉积在第二个和第三个早元古代冰期事件中.2.2碳同位素证据2.2.1干酪根的"C变化在>2.1Ga的干酪根中,.C.值分布分散,从…20%065%0,许多值小于一35%0;相反,<2.0Ga的干酪根中,.C0值分布范围狭窄,为一2O‰～一35‰,没有超过一36‰的(图1).形成<一35‰海相干酪根.C.要求厌氧的,低硫酸盐的深水体,在2.1Ga以后,这种低碳同位素的消失指示了深海已经被氧化或硫酸盐化(DesMarais, 2001).Canfield(1998)关于中元古代深海硫酸盐水平的看法与碳同位素证据一致.22Ga以前CO:浓度高,O:浓度低,"原核牛物世界".fc墓瞥辫溉[..}霾筝警2lGa以后CO:浓度降低,O:浓度升高,"真核生物明显"图1.C,.Cc0(空白的方框),.C.值(有阴影的方框)的分布范围(据DesMarais,2001)盯b,.Cc02(openboxes)and.c0Evalues(shadedboxes)(DesMarais,2001)2.2.2碳酸盐的"C变化古元古代具有很大的,全球性的¨C曲值漂移(Barkereta1.,1989;Karhueta1.,1996)(图2).在2.3～2.2Ga,每一个正和负同位素漂移都被记录在多个盆地中,因此可能代表了广泛的事件;而在2.44～2.39Ga,1.92～1.97Ga,非常正的.Crb值仅出现在单独的沉积盆地中,因此还没有建立它们记录的全球事件(Melezhiketa1.,1999).那些真正西一西第2期周树青等:稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件反映古元古代全球¨C的正向漂移指示了碳做为有机质的埋藏率屡次从小于全球碳流量的2O变化到大于全球碳流量的5O(Karhueta1.,1996).这些有机质埋藏事件释放了等量的氧气,它们依次反应,增加了Fe和sO～的含量.因此,这期间频繁的同位素漂移可能与氧化事件及其引起的非常气候变化如雪球地球等有关.漠￡一距今时间(Ga)图2元古宙碳酸盐的同位素组成,"?"表示单个盆地的资料,并不反映全球的同位素漂移(据DesMarais, 2001)Fig.2Carbonisotopiccomposition(Crb)of Proterozoiccarbonatesversusage,questionmarks("?") highlightdatapointsthatrepresentsinglebasinsand thereforemightreflectonlyregional,ratherthanglobal, isotopicexcursions(DesMarais,2001).Cm臂和¨Ccarb值也与古元古代2.3～2.0Ga的环境氧化一致.2.2～2.06Ga,大的正.C值指示了有机质埋藏相对速率的增加(Barkereta1.,1989;Karhueta1.,1996).有机质净埋藏速率的增加导致了O.,sO:一和沉积Fe¨的浓度增加,这些氧化物可能将曾经在全球广泛存在的产甲烷菌一甲基营养菌循环赶进更局限的沉积和深盆地区.象今天一样,氧化呼吸和细菌硫酸盐还原变成氧利用和分解的主要方式.这些反应产生的碳同位素分馏很小(Blaireta1.,1985;Kaplaneta1.,1964),很少有机会形成¨C.值<一35‰的沉积有机质,与2.1Ga以后的.Co记录一致.在1.9Ga以后,与生物CO.同化作用有关的同位素分异成为控制￡oc幅度的主要机制.3新元古代"雪球地球"新元古代经历了超大陆的形成和解体,可能持续数百万年的全球冰期(Knoll,1991).因此这个时期经历了与古元古代类似的同位素漂移并不让人吃惊.在中元古代晚期和新元古代早期,地层的.C阻rb变化中等(一1‰～+4‰)(Kaheta1., 1999),在其后的8亿年时间里,.C呈现例外的正值,这种正的¨C值(+5‰～+10%o)几次被明显的.C阻rb负偏移(-2%0～一6‰)所打断(Knollet a1.,1986).这些负偏移与多次全球冰期一致(Kaufmaneta1.,1995),最负的.Crb值出现在冰期后的"盖帽碳酸盐"中,其.C值接近地幔的一6%0.冰期前后出现了10%o～15‰的碳同位素负漂移.Hoffman(1999)把冰期前高于5‰的碳酸盐岩的碳同位素记录归因于赤道附近的Rodinia超大陆的裂解:裂解大大提高了生物初级产率,而冰期生物产率几乎降至零,造成碳同位素显着的负漂移.至于帽碳酸盐岩的.C值达到一6‰,是由于雪球地球事件期间洋中脊排出的CO.所致:其地幔来源的CO2的¨C值正好为一6%0.4显生宙"集群绝灭事件"4.1显生宙"集群绝灭事件"居住在地球上的生物,目前9O以上的物种已经绝灭.然而,绝灭的速率是不均匀的.在地质历史上有几次大的集群绝灭事件,>7O以上的物种在数百万年内突然死亡.发生的大灾难直接影响到地表一半以上的生命,导致整个生态系统坍塌(Raup,1992).集群绝灭事件发生后,由于新的种属增生,占据了空的生态领域,因此集群绝灭控制了生命的演化.显生宙化石记录表明发生了5次重大的集群绝灭(表1)和22次较小的集群绝灭(Sepkoski,1986). 最大的集群绝灭事件发生在二叠纪末期,约8O～95的物种(species)和5O以上的科(families)绝灭(Hoffman,1989).第二个最大的集群绝灭发生在奥陶纪末期,导致大多数造礁动物,1/3的苔藓虫和腕足类,三叶虫,笔石死亡,总计约100个以上的海洋生物科绝灭(BrenchleY eta1.,2001).发生在白垩纪一古近纪界限的显生宙最着名的集群绝灭基本上是五次集群绝灭事件中最轻的,陨石撞击使恐龙绝灭,终止了菊石,双壳类,海洋爬行类,箭石,翼龙和许多陆生植物种(Alvarezeta1.,1980),许多浮游生物,包括有孔虫,含钙的微型浮游生物,硅藻土, 腰鞭毛虫和浅水腕足类动物,软体动物,海胆纲动物,鱼类也受到严重影响,而大多数哺乳动物,鸟类地质论评和许多现生的爬行类,两栖类,蕨类植物和被子植物相对不受影响.表1显生宙5次重大生物绝灭的强度(据Hallameta1..1997)Table1IntensityofthefivemajorPhanerozoicmass extinctionsIafterHallameta1..1997)Families(科)Genera(属)集群绝灭观察到的计算的物种观察到的计算的物种事件绝灭()损失()绝灭()损失()晚奥陶纪25846085晚泥盆纪22795783二叠纪末51958295三叠纪末22795380白垩纪末167047764.2"集群绝灭事件"期间同位素变化海相碳酸盐矿物研究表明,通常古代海洋的.C本来为0‰(PDB)(Claytoneta1.,1959; Schidlowskieta1.,1975;Keitheta1.,l964).然而,后来认识到,偏离PDB标准代表了海相环境中¨C的长期变化而非分析噪音,这个记录具有潜在丰富的地层和古环境信息(Schoelleta1.,1980;V eizereta1.,l980;Wadleigheta1.,l982;Arthureta1.,1985;Holsereta1.,l986;Zachoseta1., 1986),碳酸盐C的变化与全球的碳,氧和硫循环密切地联系在一起(Kumpeta1.,1986;Holsereta1.,1988).现在建立的过去3.5Ga的.C变化在±3%o(Veizereta1.,1976),"Crb的巨大变化通常联系着巨大的地层记录事件,包括二叠纪一三叠纪生物绝灭事件(Holsereta1.,1988,1989; Oberhfinslieta1.,1989),白垩纪一古近纪生物绝灭事件(Holsereta1.,l988;Zachoseta1.,l989),奥陶纪一志留纪的冰期和生物绝灭(Marshalleta1., l990;Wangeta1.,l993;Brenchleyeta1.,l994)和前寒武纪一寒武纪界限等(Magaritzeta1.,1986; Brasier,1990)(图3).上扬子地区在泥盆纪一石炭纪,石炭纪一二叠纪和二叠纪一三叠纪界线附近均出现了.C的强烈负偏移,这是地质界线处生物绝灭更替造成的,它代表了生态较为萧条的时间间隔(黄思静,l997).4.3二叠纪一三叠纪"集群绝灭事件"期间同位素变化Kajiwara等(1994)通过系统分析日本Tenjinmaru和Sasayama地区二叠一三叠系界线附近以燧石为主的远洋沉积序列中全岩硫化物同位素.入./l/I..PT..I(1E图3显生宙.Crb长期变化曲线(据Ripperdan,2001) Fig.3Secularvariationincarbonate.Cvalues duringthePhanerozoic(Ripperdan,2001)的连续变化,发现整个中二叠统,沉积硫化物的硫同位素通常很低(SDT=一39%o～一25%o),但是在上二叠统开始时,SDT系统增加,一直持续到下三叠统(一20%o～-2%o).显着的漂移发生在二叠纪末期的"集群绝灭事件"期间,SDT回复到低值(--41%o～一23%o).硫同位素比值显示了大的停滞,缺氧,分层的海洋,它可能开始形成于上二叠统的下部,一直持续到下三叠统的下部,随后是二叠纪一三叠纪之交的巨大混合和颠覆.上扬子地区(贵州罗甸沫阳,四川广元上寺和重庆中梁山)的海相碳酸盐在早二叠世及晚二叠世吴家坪期的C具有极大的正值,为3.2‰～4.4%o,反映了这段地质历史时期生物过度繁盛和有机碳的高速埋藏.晚二叠世长兴(大隆)期的.C值急剧降低,并在三叠纪初达到极小值一2.2%o,反映了二叠系一三叠系界线附近生物的迅速衰亡和集体绝灭(黄思静,1994).二叠纪末有机质的碳同位素也表现为突然的改变,干酪根的.C从上二叠统的一29%o,改变到界限上的一33%o,然后返回到下三叠统的一29%o.集群绝灭绝灭之后降低的表面水的初次生产率可解释观察到的C变化(Scholleeta1.,1995;Wangeta1.,1994).5结语近年一般都接受第一次大气圈氧化发生在古元古代初,约2.45～2.22Ga,大气圈的第二次重大氧化事件发生在中元古代末至新元古代初,约1.0～0.85Ga.由于氧含量的增加,温室气体减少,导致了全球冰期,形成了雪球地球事件,碳同位素的强烈漂移记录了这两次氧化事件.环境的改变必然引起生物的改变,第一次氧化事件前以缺氧环境为主,干第2期周树青等:稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件229 酪根.C.值分布分散,从--200～一65‰,许多值小于一35%o,形成<一35%o海相干酪根.C.;相反,第一次氧化事件后的干酪根中,.C.值分布范围狭窄,为--200～一35%o,没有超过一36‰的,这种低碳同位素的消失指示了深海已经被氧化或硫酸盐化.生命需要有碳的加入,生命演化常常伴随着碳同位素的分馏作用.保存在地层中的海相碳酸盐和有机质的碳同位素值的变化在记录生命演化中起着重大的作用:碳同位素的分馏记录了最早生命的开始,在显生宙的几次重大生物灭绝事件中,均有碳同位素的负向漂移.稳定同位素的变化与环境的演化具有密切的关系,成为支持古气候假设和精细地层对比的有力工具:硫同位素的非质量相关分馏记录了大气中氧含量的重大变化,而古元古代和新元古代期间碳酸盐中碳同位素的剧烈波动也与氧化事件及其引起的"雪球地球"事件有关.稳定同位素在地层对比,海平面变化等方面也有广泛的应用.随着测试技术的不断进步及与元素地球化学,分子地球化学等的结合,稳定同位素在环境和生命演化研究中必将发挥越来越大的作用.参考文献/References黄思静.1997.上扬子地台区晚古生代海相碳酸盐岩的碳同位素研究.地质,71(1):45～53.黄思静.1994.上扬子二叠系一三叠系初海相碳酸盐岩的碳同位素组成与生物绝灭事件.地球化学,23(1):60~68.AlvarezLW,AlvarezW,AsaroFandMichelHV.198O. 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