埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期扬子南缘海氧化还原状态时空演变

埃迪卡拉纪到寒武纪的地质历史过渡时期，地球上见证了埃迪卡拉生物的繁盛、灭绝以及寒武纪生命大爆发。与之对应的是大气在新元古代晚期发生了地球历史上第二次氧增长事件。当该事件进行到埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期时，古海洋的氧化进程和程度仍亟待明悉。我国扬子地块南缘，从震旦系到下寒武统，浅海-深海相地层层序连续，岩性组合和生物化石丰富，地层学和年代学框架完善，是研究这一时期（551Ma~525Ma）海洋从浅部到深部氧化还原状态的理想地区。本申请项目拟通过对该区深海、斜坡和浅海相的代表性震旦系-寒武系界线剖面，在C、Sr同位素地层学基础上，分别开展Fe组分（辅助以氧化还原敏感金属元素U、V、Mo、Ni、Cu等），和氧化还原敏感非金属元素I（辅助以Ce异常）的地球化学研究，综合分析不同指标，半定量地确定海水含氧量，揭示埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期内扬子南缘海盆整体从浅到深的氧化还原状态空间分布和随时间的演化。

埃迪卡拉纪到寒武纪的地质历史过渡时期，地球上见证了埃迪卡拉生物的繁盛、灭绝以及寒武纪生命大爆发。与之对应的是大气在新元古代晚期发生了地球历史上第二次氧增长事件。当该事件进行到埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期，古海洋的氧化进程和程度仍亟待明悉。我国扬子地块南缘，从埃迪卡拉系到下寒武统，浅海-深海相地层层序连续，岩性组合和生物化石丰富，地层学和年代学框架完善，是研究这一时期（551Ma~525Ma）海洋从浅到深氧化还原状态的理想地区。本项目按计划对该区代表性深水、斜坡及浅海相剖面中的深色岩系（页岩、硅质岩等）和浅色岩系（碳酸盐岩等）分别开展了Fe 组分（辅助以氧化还原敏感元素U、Mo 等）和氧化还原敏感非金属元素I（辅助以Ce 异常）的研究。根据不同指标氧化还原电位异同，半定量地确定海水氧化程度。不同剖面间根据古生物、C、Sr 同位素及年代地层学进行对比，在此基础上综合氧化还原地球化学指标，揭示了扬子地块南缘海在埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期具有如下氧化还原结构。埃迪卡拉纪末期深海至斜坡都为缺氧富铁海，由于强烈的细菌硫还原过程斜坡-浅海出现短暂硫化，上涌海水甚至导致浅海透光带短暂缺氧硫化，这不利于生命活动。而由于大气氧含量增加，浅层海水不断出现氧化，导致化变层降低，这是一个动态的过程。进入寒武纪后，虽然浅海出现过缺氧事件，但是硫化环境逐渐消失，海盆总体上由浅至深逐渐恢复含氧量。这种环境背景的演化与埃迪卡拉生物灭绝及后续的寒武纪生命演化相吻合。