早三叠世海水的碳同位素组成与演化——来自四川盆地东部的研究
摘要
作为地球历史中最严重生物灭绝事件之后的生态萧条时间间隔的早三叠世海水的碳同位素组成与演化为人们所高度关注, 但研究仍处于较低水平. 本文测试了四川盆地东部二叠纪末至早三叠世113个海相碳酸盐样品的碳、氧同位素组成, 建立了相应的碳同位素演化曲线, 同时分析了样品的CaO, MgO, Mn和Sr含量, 并对少数受热化学硫酸盐还原作用影响的碳同位素组成样品进行了校正, 以使样品的碳同位素组成对海水都具有较好的代表性. 研究表明, 四川盆地东部早三叠世海相碳酸盐的<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值具显生宙最大的波动范围, 在约5 Ma的时间中<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值从约-2‰的最小值变化到8‰的最大值, 变化幅度达10‰, 这与前人在贵州建立的同期碳酸盐碳同位素演化曲线类似, 但与下扬子安徽巢湖地区同时代演化曲线存在显著的差别(<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值从约-6‰的最小值变化到4‰). 早三叠世全球范围大陆植被的减少、海洋钙质无脊椎动物和海相碳酸盐数量的减少, 以及海洋系统中菌、藻类的过度繁盛、产甲烷菌活跃可能是早三叠世海水极高的<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值和同位素组成大幅度波动的重要原因, 甲烷的形成可能在局部地方大幅度提高了海水的<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值(并可能导致了白云石的沉淀); 这可能也是早三叠世碳同位素组成具有一定地方性色彩的原因, 这种现象在早-中三叠世界线附近结束, 海水<italic>δ</italic><sup>13</sup>C值得以稳定, 表明地球系统生态环境得以重建和恢复. 作为碳同位素调节器的大陆植被和海洋钙质无脊椎动物在地球生态系统中具有不可替代的作用, 我们不但要保护热带雨林, 也要像保护热带雨林那样保护海洋钙质无脊椎动物.