埃迪卡拉纪古海洋碳异常的地质意义.pptVIP

埃迪卡拉纪古海洋有机碳同位素异常及其地质意义 碳同位素漂移原因 1、雪球地球假说 在580-750Ma之间，至少发生一次地球上持续千万年的海洋被冰封住事件，地表海洋的生物产率曾经中断了数百万年，导致δ13C负异常： 2、“甲烷泄露”假说 新元古代冰期，由于气温低，在永久冻土层和大陆边缘海底沉积物中，可能形成了地球历史上数量最大的天然气水合物，冰期之后气候变暖，海侵使大陆架和内部盆地的大面积永久冻土层被海水淹没 , 甲烷水合物分解 , 释放甲烷进人大气 , 大气中甲烷气体含量增加, 增强了温室效应。盖帽碳盐岩及其同位素异常是因为极端寒冷气候过后 ,甲烷在碳酸盐过饱和海洋中氧化的结果 。 埃迪卡拉系以一套广泛分布的盖帽碳酸盐岩为特征,底部年龄约635Ma 主要包括3种相类型: 1、台内陆架和陆架边缘地区以碳酸盐岩沉积为主, 2、台内泻湖则发育互层状碳酸盐岩和黑色页岩 3 、而深水盆地相区主要为黑色泥岩. 我们选择了两条保存较好的剖面开展晚埃迪卡拉纪至早寒武世的化学地层研究： 一条是九龙湾-季家坡剖面, 属浅水台地相沉积, 位于宜昌三峡地区; 另一条是龙鼻嘴剖面,属深水盆地沉积, 位于湖南吉首地区。 三峡地区九龙湾-季家坡剖面碳同位素变化  从图我们可以看出，与台地相剖面的不同在于龙鼻嘴剖面没有大于-30‰的数据. 前人对该剖面进行过有机碳同位素的分析(WangJ 等, 2012), 尽管所采用的脱碳酸盐的方法不同, 但是分析结果与之非常相近. 碳酸盐岩的碳同位素组成易受成岩作用的影响，有研究者据13Ccarb和18O的共变关系, 认为陡山沱组顶部及其相当地层的13Ccarb 负异常是成岩作用或与自生碳酸盐岩沉积有关. 但该异常在华南地区不同沉积环境下的多条剖面上都有记录，在其他大陆近于同期的地层中也广泛存在, 很难用成岩作用和自生碳酸盐岩解释。生物降解和热成熟过程可能会改变有机碳同位素的组成,通常小于2‰.在九龙湾-季家坡剖面对于贫有机质的碳酸盐岩的灯影组和家河组下部, 样品中由海洋自生光合作用微生物产生的有机碳含量较低, 少量陆源碎屑或再循环有机碳的加入可能会改变全岩有机碳的同位素值,加上自生光合作用产生的有机碳在成岩过程中比来自碎屑和再循环的有机碳更容易被分解,从而使后者对全岩13Corg的影响效应被放大，通常会造成δ13Corg和δ13Ccarb的强烈解耦以及δ13Corg变化幅度的减弱. 由次级生产力(如化能自养微生物和甲烷氧化菌)产生的有机质通常比光合作用产生的有机质具有更低的13Corg值.如果这些有机质及时埋藏, 则会导致岩石记录具有很低的13Corg值.我们认为陡山沱组中下部和早寒武世地层中较低的13Corg和较高的?13Ccarb-org值,可能部分源于化能自养或甲烷氧化微生物对总有机质贡献的结果, 因此,三峡地区这种受岩相控制的13Corg变化可能与分层海洋环境中由于氧化还原界面波动导致的区域性环境变化相关. 龙鼻嘴剖面和岩屋潭剖面极负的13Corg值需要13C更为亏损的碳源, 在龙鼻嘴剖面的13Corg值同样也存在显著的在纵向上存在较大的变化, 变化幅度超过6‰,这个特征也很难用DOC库的强烈缓冲作用来.很可能反映了次级生产力产生的有机质对总有机质贡献的差异，或海洋表层生产力有较大的波动。 结论 DOC库的缓冲作用会形成相对均一的δ13Corg记录，比如在三峡地区的陡山沱组中下部. 埃迪卡拉纪13Corg值纵向上和横向上的巨大变化很难用巨大DOC库的缓冲作用来解释, 因为DOC库的缓冲作用会形成相对均一的δ13Corg记录. 埃迪卡拉纪13Corg 在空间上的变化主要源于在不同水深和不同沉积环境中产生有机质的微生物类型的差异, 其根本原因可能是海水分层和氧化还原界面波动对区域环境变化的明显影响. 谢谢！ 埃迪卡拉系（635Ma——542Ma）是地球演化史上的重大过渡期，发生了一系列事件，如海洋化学条件的波动和早期动物的爆发式演化等，并对地球表层系统产生了重要影响。埃迪卡拉系也是地球历史上碳循环的重大波动期，近年来, 学者们对埃迪卡拉系开展了大量的13C 化学地层研究。 埃迪卡拉纪13C 变化存在两个显著的特点: 1 、极低的无机碳同位素负异常，已在多条剖面上识别，其变化幅度远大于显生宙已知的记录。 2、有机碳同位素(δ13Corg)和无机碳同位素（δ13Ccarb)组成具解耦变化 碳同位素漂移原因 1九家龙- 季家坡剖面 2龙鼻 嘴剖面 1九家龙- 季家坡剖面 2龙鼻 嘴剖面 在浅色厚层白云岩为主的蛤蟆井段和白马驮段, 13 Corg 值相对 较高, 在27‰~24‰波