何 龙, 王云鹏, 陈多福

四川盆地晚奥陶世有机碳、氮同位素异常及其古环境意义

何 龙1,3, 王云鹏2, 陈多福1,4*

(1. 中国科学院 广州地球化学研究所 边缘海与大洋地质重点实验室, 广东 广州 510640; 2. 中国科学院 广州地球化学研究所 有机地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640; 3. 中国科学院大学, 北京 100049; 4. 上海海洋大学 海洋科学学院 上海深渊科学工程技术研究中心, 上海 201306)

晚奥陶世全球海洋环境曾发生重要的改变, 特别是赫南特冰期的气候变冷, 造成了古海洋沉积物中多项地球化学指标出现异常现象, 全球多地区出露的赫南特阶均记录了冰期时出现的碳、氮同位素异常, 但对其产生机制的认识存在争议。四川盆地东南缘三泉剖面和双河剖面的奥陶系五峰组、观音桥段以及志留系龙马溪组的有机碳同位素、总氮同位素等地球化学指标测试结果显示, 三泉剖面和双河剖面的赫南特阶观音桥段泥灰岩有机碳同位素和总氮同位素均出现正偏偏移, 并可与其他地区奥陶系剖面进行对比。其中, 三泉剖面13Corg值分布范围为−31.9‰ ～ −27.9‰, 自五峰组顶部开始偏重, 在观音桥段达到峰值−27.9‰, 偏移幅度约2‰; 双河剖面13Corg平均值为−30.1‰, 观音桥段最大值为−29.1‰, 向正偏移幅度约为1‰左右。这些变化特征揭示, 晚奥陶世有机质的埋藏作用可能改变了海洋溶解无机碳库的碳同位素组成, 并且引起赫南特冰期碳同位素异常。三泉剖面和双河剖面15N平均值分别为1.4‰和1.1‰, 冰期观音桥段15N值正偏幅度在0.5‰～1‰之间, 可能是由于长期的缺氧还原条件促进了海水的反硝化作用, 而冰期时海平面下降限制了反硝化作用的强度, 从而导致氮同位素出现正偏异常。……