第八届青年地学论坛

寒武纪苗岭世与芙蓉世之交的碳同位素正漂移“SPICE”事件（漂移幅度可达～5‰），是显生宙最大全球碳循环的扰动之一，其成因一直存在争议。早期学者认为有机碳埋藏是驱动SPICE事件主要机制，但随后的学者研究认为SPICE事件与大陆风化、营养盐循环和海洋氧化还原条件变化等多种因素相关。为更好理解这些驱动机制的关联，我们对华北地台辽宁、北京地区的晚寒武世碳酸盐岩地层开展了锌同位素研究，结合沉积学、三叶虫化石带及碳同位素地层学，探讨SPICE事件成因。研究表明，华北地台不同剖面SPICE事件中的碳酸盐岩锌同位素曲线演化特征具有相似性，揭示了区内广泛的海洋锌循环扰动。在pre-SPICE至SPICE早期，δ⁶⁶Zn发生明显负漂，期间对应着Zn/Ca比增加，反映了大陆风化增强将大量轻Zn同位素输送到海洋。增强的大陆风化会将更多来自地表的营养盐输送至海洋，促进了海洋初级生产力和有机碳的埋藏。在SPICE上升后期，δ⁶⁶Zn和δ¹³C_carb的协同正漂反映了有机埋藏主导的海洋锌循环波动，大量的有机碳埋藏会导致大气含氧量相对上升，有助于先前埋藏在相对浅水区沉积物中的轻锌再活化。在SPICE末期，大陆风化强度相对减弱，δ⁶⁶Zn逐渐恢复到最初背景值，标志着海洋的锌循环逐渐趋于稳定。本次研究揭示了大陆风化和有机质埋藏对SPICE事件中的生物必需营养元素循环的影响，认为大陆风化增强和有机碳埋藏速率提升是驱动SPICE事件的关键机制。
 

SPICE；锌同位素；大陆风化；有机碳埋藏