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    我国学者在晚二叠世-早三叠世火山作用与生物绝灭关系研究方面取得重要进展

    日期 2019-12-18   来源:地球科学部   作者:李薇 陈康  【 】   【打印】   【关闭

    图1 华南巢湖地区晚二叠世-早三叠世汞含量、汞同位素及其它环境指标组成特征

     

    图2 印度Guryul Ravin地区晚二叠世-早三叠世汞含量、汞同位素及其它环境指标组成特征

      在国家自然科学基金项目(批准号:41673011,41473006,41272025)等的资助下,中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室赵来时和陈中强研究组在晚二叠世-早三叠世火山作用与生物绝灭及后期复苏关系的研究方面取得重要进展。相关成果以“Global Mercury Cycle during the End-Permian Mass Extinction and Subsequent Early Triassic Recovery”(晚二叠世生物大绝灭及早三叠世生物复苏期间的全球汞异常)为题,于2019年5月1日在线发表在Earth and Planetary Science Letters(《地球与行星科学通报》)上。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.02.026。

      二叠纪-三叠纪之交发生了显生宙以来最大的一次生物绝灭事件,并伴随着环境和气候的灾变。与之具有时间耦合关系的西伯利亚大火成岩省被广泛认为可能是此次生物与环境恶化的主要原因,但西伯利亚火山与生物绝灭过程之间的因果联系因为缺少直接有效的地球化学证据而依然扑朔迷离。另外,绝灭后生态系统在早三叠世经历了极其漫长和曲折的复苏,其与西伯利亚大火成岩省是否有关尚未可知。

      为了解决上述科学问题,该研究组在华南和印度选取了多个不同水深的二叠纪-三叠纪剖面,利用汞元素及其同位素,对火山作用记录进行了示踪。研究显示,多个剖面在绝灭区间都表现出了汞元素的富集(图1和图2)。汞同位素组成证实了大气火山汞的来源,揭示了西伯利亚火山作用与晚二叠世生物大绝灭的相关性。另外,汞含量和汞同位素在不同水深的剖面中表现出了一定的梯度变化。相对于浅水相剖面,深水剖面由于较少受到陆源汞的干扰而能更好地记录原始火山大气汞的信号。相反,早三叠世样品中的汞含量很低,且与铝含量存在明显的相关性。同时早三叠世样品具有相对较低的Δ199Hg值(图1和图2),指示了主要为陆源汞的输入,暗示了西伯利亚大火成岩省在早三叠世并没有强烈的喷发。相关研究不仅证实了西伯利亚火山和二叠纪-三叠纪生物大绝灭及后期生物复苏之间的关系,还新发现了汞含量及汞同位素在不同沉积相中存在梯度的变化,为汞元素在古老地层的应用提供了理论依据和新视角。




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