新视角下的埃迪卡拉纪海洋环境―基于岩芯样品黄铁矿的矿物学和原位微区SIMS同位素分析
批准号:
42072036
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
王伟
依托单位:
学科分类:
古生物、古人类和古生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王伟
中文摘要
埃迪卡拉纪是早期多细胞生命辐射的关键时期,探讨该时期海洋环境变化对认识早期生命演化的环境影响机制具有重要意义。硫同位素是重建该时期海洋环境演化过程的重要指标,但以往研究大多使用全岩黄铁矿硫同位素指标,忽略了沉积地层中黄铁矿本身形成环境及成岩过程的复杂性。本研究以华南不同沉积相区埃迪卡拉纪岩芯为研究对象,在掌握区域岩相变化和综合地化特征基础上,以新鲜岩芯样品的岩石学、黄铁矿的矿物学和微区硫同位素组成特征为突破口,探讨引起全岩黄铁矿硫同位素变化的原因,综合评估其在恢复古环境中的可靠程度。研究也将对比不同沉积相区黄铁矿的矿物学和同位素组成特征,推导其所反映的古海洋环境在深水和浅水区的差异;尝试从黄铁矿形成过程及其所反映的环境信息角度,探寻该时期“蓝田生物群”和最大碳同位素负漂事件(EN3/DOUNCE)的发生原因。分析结果将为探讨该时期海洋环境的演化过程及其与早期生命演化的关系提供新证据。
英文摘要
Lying between the termination of the Neoproterozoic global glaciation and the onset of Cambrian explosion, the Ediacaran represents a key transitional period in the Earth history and witnesses the emergence and diversification of metazoans in the late Neoproterozoic. Ediacaran oceanic environment plays important role in understanding the evolution mechanism of early life. Thereinto, sulfur isotope is a critical geochemical index in the reconstruction of Ediacaran ocean redox conditions. Previous studies mostly applied bulk-rock pyrite sulfur isotope as oceanic redox index, however, the inherent complexity of sedimentary pyrites and their various post-depositional diagenetic processes have often been neglected. In this context, mechanisms causing variations of bulk-rock pyrite sulfur isotope and its fidelity on reconstructing ocean redox state are still open to debate. In this project, on the basis of previous high-resolution lithostratigraphic study and comprehensive bulk-rock geochemical index analysis, we will carry out detailed petrological observation, as well as mineralogical and in-situ SIMS sulfur isotopic measurements on different types of sedimentary pyrites collected from both Ediacaran deep- and shallow-water facies drill-cores of South China. Our goal is to explore the cause of various bulk-rock pyrite sulfur isotopes, and estimate the reliability of bulk-rock pyrite sulfur isotopic index on reconstructing the palaeoenvironment. The study also aims to compare the petrological, mineralogical and in-situ SIMS sulfur isotopic patterns of sedimentary pyrites in different depositional facies in order to infer the oceanic environment. Based on the integrated studies of sedimentary pyrites, our study would try to seek the possible cause and mechanism of occurrence of key Ediacaran geological events, such as the occurrence of the Lantian biota and EN3/DOUNCE. The proposed research will provide important clues for understanding the evolution process of the Ediacaran ocean, as well as its coevolutionary relationship with the evolution of early life.
埃迪卡拉纪是早期多细胞生命辐射的关键时期,探讨该时期海洋环境变化对认识早期生命演化的环境影响机制具有重要意义。硫同位素是重建该时期海洋环境演化过程的重要指标,但以往研究大多使用全岩黄铁矿硫同位素指标,忽略了沉积地层中黄铁矿本身形成环境及成岩过程的复杂性。本研究以埃迪卡拉纪深水相蓝田岩芯样品为研究对象,系统分析了埃迪卡拉系蓝田组硫同位素组成复杂变化的原因,认为全岩硫同位素值的变化应由样品中草莓状黄铁矿和自形/半自形黄铁矿组成比例不同导致,指出了形成于开放水体环境、未经成岩作用改造的草莓状黄铁矿的硫同位素组成最有可能代表底层水体的同位素分馏状态,可作为恢复古海洋氧化还原条件的研究载体。研究估算了埃迪卡拉纪硫酸根浓度,认为埃迪卡拉纪硫酸根库容量可能已经足够满足深层海水的氧化。研究也揭示了微米尺度下单个自形/半自形黄铁矿颗粒内存在极端的硫同位素组成差异,强调黄铁矿生长过程中微环境的快速变化和不同硫来源的复杂混合机制。黄铁矿作为碎屑岩中广泛存在的沉积矿物,在蓝田生物群丘尔藻化石化过程后期起到了关键作用,黄铁矿化更有利于化石体的保存。.研究系统总结了华南扬子地台14条不同沉积相区地化数据,认为埃迪卡拉纪早期扬子地台古海洋环境在盆地尺度下以缺氧铁化环境为主,而在埃迪卡拉纪中期的古海洋中,局限在斜坡相的缺氧硫化水体在扬子地台的分布范围发生显著扩张,可能与埃迪卡拉纪中期地球表生环境的氧化程度增强有关。.在本项目产出成果支撑下,我们对研究内容进行了拓展,系统总结讨论了古元古代早中期大氧化事件及碳循环扰动事件,详细分析了扬子地台北部金瓜墩剖面陡山沱组下部重晶石结核的形成过程;进行了中生代鄂尔多斯盆地铜川组油页岩沉积环境研究,认为铜川组油页岩沉积在含氧-次氧化的湖泊底层水条件下;较浅的氧化还原界面结合较高的沉积速率和较高的初级生产力可能在铜川组油页岩的形成和沉积保存中起到了关键作用。
华南扬子地台埃迪卡拉纪陡山沱期碳同位素组成和总有机碳含量
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批准号:U1562104
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王伟
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依托单位:
华南下扬子区埃迪卡拉纪高分辨率同位素地层和古海洋环境的演化
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批准号:41302020
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王伟
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依托单位:
二叠系海相碳酸盐岩碳锶稳定同位素地层划分对比方案及应用
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批准号:41273004
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2012
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负责人:王伟
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依托单位:
基于化石网的中国古生物学研究成果的科普宣传
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批准号:40820005
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王伟
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依托单位:
自然和实验室环境中化石形成过程模拟
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批准号:40773051
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项目类别:面上项目
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资助金额:44.0万元
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批准年份:2007
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负责人:王伟
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依托单位:
中国、日本、伊郎二叠纪--三叠纪之交的锶同位素异常事件
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批准号:40273005
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2002
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负责人:王伟
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依托单位:
华南二叠--三叠纪火山灰沉降事件
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批准号:49673177
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项目类别:面上项目
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资助金额:12.0万元
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批准年份:1996
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负责人:王伟
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依托单位:
国内基金
海外基金