埃迪卡拉纪-寒武纪地层中硒、砷等微量生命元素的含量和分布规律

研究我国晚前寒武纪埃迪卡拉纪-寒武纪这一地球生物发展演化典型转折时期地层中硒、砷等微量生命元素含量、分布和变化规律，特别是在典型生物门类起源、发展、衰亡、复苏、辐射等不同演化阶段的发展变化规律，探索地球早期生命元素的含量和分布规律以及变化规律，探讨其对生物发展演化的可能影响。本项目的研究，可为了解地球早期生命元素发展变化规律、探索早期地球环境与生物发展的协同关系及规律等提供新的线索，还可为晚前寒武纪埃迪卡拉纪-寒武纪地层的划分对比等提供新的地球化学指标。本项目的研究，不但可为探索埃迪卡拉纪-寒武纪环境变化等提供新的实例和新的线索，也为研究今天和未来的生物与环境的协调关系及全球变化，提供参考。

埃迪卡拉纪至早寒武世(ca. 635-520 Ma)是地史上生物演化的重要阶段之一。为探究这段地球时期的生物必需微量元素的分布富集规律，本项目对湖北三峡地区、湖南石门和桃源、陕西大巴山、广东广宁、贵州瓮安、北京西山、陕西洛南、山东张夏、云南晋宁等地典型的埃迪卡拉纪-寒武纪地层剖面中2631件岩石样品进行了主、微量和稀土元素的含量分析,对元素的分布富集规律等进行了研究，主要取得以下进展：.1）建立了我国典型地区埃迪卡拉纪-寒武纪地层中硒、砷等生命微量元素含量的演化柱；2）发现在华南地区的整个埃迪卡拉纪-寒武纪地层中，相对于上地壳平均含量，Se是23个微量元素中富集系数最大，随后依次是Mo、As、Cd和Zn；3）这些元素含量在剖面中变化很大。其中硒含量最高的层位是牛蹄塘组底部、玉案山组（筇竹寺组）底部、鲁家坪组上段的底部、水井沱组上部等相当于寒武纪第二统下部的地层，为20-303.23 mg/kg；其次是陡山沱组第四段（陡IV）,为20-80 mg/kg；As的最富集层位为陡IV。4）相对于下伏的南沱组中元素的平均含量，仅陡山沱组、岩家河组、水井沱组中Se, Mo和As的含量显著增加。Se在埃迪卡拉纪至早寒武世几个大的生物变革事件的地层层位中都出现了强富集现象。5）相比于没有生物大变革的南华系大塘坡组，和生物变革程度较小的奥陶-志留之交的相同类型的黑色页岩，Se含量是后者的10-20倍以上，且元素之间富集程度的排序不同，在埃迪卡拉纪至早寒武世地层中，富集系数最大的元素是硒，而在其它时代的黑色页岩中，硒都不是富集系数最大的元素。.微量生命元素Se, As, Mo等在陡山沱组、牛蹄塘组底部显著富集可能是相应地史时期生物变革、辐射事件的重要环境因素。推测Se、As和Mo的显著富集对埃迪卡拉纪和早寒武世新的生物类型的出现和生物快速演化具有促进作用，同时，硒的富集程度也可能是一个敏感的生物变革程度指示元素，其含量愈高，指示生物变革程度愈大。所以，生命元素不但对现今的生物的生长发育和生命活动产生重要影响，同时也对地史时期生物变革产生重要影响。今后需要关注的两个科学问题：1）砷、硒等生命必需微量元素的地质历史过程，2）分布富集规律与生物变革-发生、发展、辐射、绝灭等生物事件的定量关系。

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