第八届青年地学论坛

奥陶纪-志留纪转折期是一个重要的地质历史时期，探究该时期的生物和环境演化机制一直是学者们关注的热点。碳和氮元素不仅是大气的重要组成元素，也是海洋中生物所必须的营养元素，然而，目前关于晚奥陶世-早志留世古海洋的碳-氮循环机理研究还比较缺乏。因此，本次研究利用同位素地球化学和元素地球化学的方法，对华南扬子地区海相沉积地层的δ¹³C和δ¹⁵N值进行分析，并在空间上进行对比研究。结果显示晚奥陶-早志留时期扬子地区沉积物的δ¹⁵N值在空间上具有显著的差异性，这与该时期扬子海的海洋水化学条件与海洋分层有关，即在深水地区以缺氧氮循环(强烈反硝化作用)为主，相反，浅水地区以有氧氮循环为主。浅水地区较高的δ¹⁵N值是海洋水体中发生了部分反硝化作用，将¹⁴N以N₂释放到大气中，导致海洋中剩余氮库富含¹⁵N并具有较高的δ¹⁵N值。相反，深水地区由于氧化还原分层表现为缺氧条件，强烈反硝化作用导致该区域的硝酸盐被完全消耗，进而该地区硝酸盐库主要以微生物固氮作用形成的生物可利用氮为主，进而使得这一区域的δ¹⁵N值为接近大气N₂的低δ¹⁵N值。此外，晚奥陶-早志留时期扬子海浅水地区沉积物较深水地区具有更高的δ¹³C值与浅水地区更强的碳酸盐岩风化以及上升洋流引发的生产力提高有关。
 

奥陶纪,志留纪,碳同位素,氮同位素,华南地区