新元古代地球表生环境与生态系统发生重大变革,是早期生命与环境协同演化研究的重要前沿领域。自然资源部中国地质调查局地质研究所朱祥坤研究员课题组就该领域一些关键问题进行深入研究,取得了系列性创新成果。 贵州铜仁大塘坡组底部火山凝灰岩锆石SIMS定年图 一是确定了Sturtian冰期的结束时间。课题组通过对贵州铜仁将军山剖面成冰纪非冰期沉积底部火山凝灰岩层的U-Pb锆石定年分析,界定了Sturtian冰期的结束时间约为659 Ma,为完善新元古代成冰纪地层框架提供了依据。 新余地区4个成冰纪条带状铁建造剖面的铁同位素组成变化图     二是建立了成冰纪条带状铁建造的形成模型。课题组对我国华南新余地区成冰纪BIF剖面的研究结果表明,其铁同位素组成从底部到顶部逐渐变重,这一趋势很有可能是一种全球性普遍现象。课题组提出了含铁建造的铁同位素主要受铁的沉淀比例控制,而非“水体铁同位素变化梯度”,并建立了新的成冰纪条带状铁建造的形成模型。 南华盆地不同水深成冰系非冰期地层有机碳同位素分布图     三是证实了新元古代非冰期(大塘坡期)海洋存在有机碳库。有机碳库氧化被认为是新元古代地层δ13Ccarb负异常的主要原因,但目前还存在争议。课题组对华南南华盆地不同水深成冰纪非冰期δ13Ccarb负异常相当层位的δ13Corg开展研究,结果显示南华盆地δ13Corg的空间分布存在明显差异,证实了成冰纪非冰期南华盆地深水地区存在有机碳库。该成果对理解新元古代表生环境及生命演化具有重要意义。 华南陆块与南澳陆块不同剖面的锌同位素组成变化趋势图     四是提出了古海洋研究的新的全球性指标——锌同位素组成。课题组对华南峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组盖帽碳酸盐岩系统锌同位素的研究显示,九龙湾剖面锌同位素演化趋势与南澳Nuccaleena剖面相应层位高度一致。不同陆块上两个剖面所记录的极其相似的锌同位素演化特征,证实了锌同位素具有全球尺度的一致性,为古海洋研究提供了一个新的全球性参数。

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