华南埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期硅岩的铁组分与深水环境指示

埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期古海洋的氧化还原环境关系到埃迪卡拉动物群的演化、绝灭以及"寒武纪生命大爆发"，研究意义相当重要。虽然寒武纪之前地球经历了两次全球性的大气氧增加事件并导致某些盆地深海被完全氧化，但像华南盆地还依然有缺氧的深海存在。华南盆地深水是怎样的缺氧状态呢？是缺氧含铁的，还是硫化的呢？本项目拟以古海洋环境与地球早期生命（真核多细胞生物）演化为研究背景，以华南埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期沉积的黑色硅岩为研究对象，利用细屑沉积岩中各种Fe组分能够明确区分出沉积水体的各种氧化还原环境的方法，确定埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期华南盆地深部水体究竟是缺氧含铁的，还是硫化的，恢复该时期华南盆地氧化还原状态在空间上的分布和时间上的演化特征，探讨它们形成的可能原因，加深对埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期华南盆地水体化学结构的认识，为揭示"寒武纪生命大爆发"前海洋化学转变与生命演化的关系提供依据。

埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期古海洋的氧化还原环境关系到埃迪卡拉动物群的演化、绝灭以及“寒武纪生命大爆发”，研究意义相当重要。虽然寒武纪之前地球经历了两次全球性的大气氧增加事件并导致某些盆地完全被氧化，但像南华盆地还依然有缺氧的深海存在。南华盆地是地球早期生命演化的重要场所之一，其深水是怎样的缺氧状态呢？是缺氧富铁的，还是硫化的呢？按照原定计划，本项目以古海洋环境与地球早期生命（真核多细胞生物）演化为研究背景，以华南保存的埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期沉积的碳酸盐岩、黑色硅岩、页岩为研究对象，主要利用细屑沉积岩中各种铁组分能够明确区分出沉积水体的各种氧化还原环境的方法，已经基本厘清了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期南华盆地古海洋的氧化还原环境及其在空间上的分布和时间上的演化特征，达到了预期目标。研究结果表明：（1）埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期南华盆地深水盆地总体是缺氧富铁的，仅在早寒武世早期出现短暂硫化；（2）斜坡带水体总体也是缺氧富铁的，但常常出现硫化的环境并贯穿整个过渡期；（3）虽然南华盆地斜坡带和深水盆地依然缺氧，但盆地水体逐渐被氧化，硫酸盐含量在斜坡带和深水盆地都逐步增加；（4）正是由于南华盆地水体的硫酸盐浓度逐渐增加，缺氧环境下强烈的细菌硫酸盐还原作用（BSR）产生过量的H2S造成斜坡水体常出现动态的硫化环境；（5）留茶坡/老堡期末期发生海退造成海平面下降，陆源输入大量硫酸盐能够抵达此前的深水盆地，并在缺氧环境下导致强烈的细菌硫酸盐还原作用（BSR）产生过量的H2S造成早寒武世早期盆地出现短暂硫化环境；（6）埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期南华盆地可能依然是分层海洋，具有表层海水氧化、深水盆地缺氧富铁而斜坡带水体为动态硫化环境的似“三明治”海洋化学结构。本研究进一步加深了对埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期南华盆地水体化学结构的认识，为揭示“寒武纪生命大爆发”前海洋化学转变与生命演化的关系奠定了基础。