宋海军教授团队在海相红层的时空分布规律领域取得新进展
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   近日,我校地球科学学院和生物地质与环境地质国家重点实验室宋海军教授团队在自然子刊Nature Communications》上发表题为“The onset of widespread marine red beds and the evolution of ferruginous oceans”的学术论文,阐述了地质历史时期海相红层的时空分布规律和形成机制,揭示了38亿年以来海洋铁含量的变化,并提出全球范围的海相红层在5.8亿年前出现,代表了深海的氧化时间。

 

我们都知道现代大气和海洋中都存在大量氧气,是地球生命得以生存和繁衍的关键要素。而地球初始形成时大气和海洋中的氧气匮乏,地表广泛分布着条带状铁建造(BIF),表明当时的海洋是一种缺氧铁化的海洋。寒武纪生命大爆发之后的显生宙,海洋中也多次出现缺氧事件,被认为是导致多次生物大灭绝的主要原因之一。从前寒武纪的铁化海洋-到显生宙缺氧海洋-再到现代的有氧海洋是如何演化的?这是地球科学领域亟待解决的科学问题之一。

宋海军教授团队系统研究了地质历史时期海相红层(marine red bed, MRB)的时空分布规律。发现从埃迪卡拉纪到显生宙全球范围的海相红层出现了多次,与全球范围的海洋缺氧事件(OAE)相对应,比如白垩纪OAE1OAE2,早侏罗世缺氧事件,早三叠世缺氧事件,晚泥盆世缺氧事件,寒武纪缺氧事件以及埃迪卡拉纪缺氧事件。海相红层形成于大洋缺氧事件的后期,伴随着缺氧事件的结束,缺氧海水中的亚铁离子被氧化为三价,形成红色赤铁矿,侵染同时期的沉积物,形成红层。因此,海相红层可以用来指示缺氧事件,其出现层位对应缺氧事件的后期,同时伴随着碳同位素的负偏。

前寒武纪的条带状铁建造指示了一种缺氧铁化的海洋,海水中的亚铁离子浓度>50 uM。海相红层的化学和地质特征表明其形成时的亚铁离子浓度约为4nM~50uM。因此从前寒武纪广泛分布的条带状铁建造向埃迪卡拉纪-显生宙的海相红层转变,代表了海洋从铁化缺氧海洋向正常海洋的转变。


论文信息

Title: The onset of widespread marine red beds and the evolution of ferruginous oceans

Authors: Song, H., Jiang, G., Poulton, S. W., Wignall, P. B., Tong, J., Song, H. Y., An, Z., Chu, D.,

               Tian, L., She, Z., and Wang, C.

Source: Nature Communications, v. 8, no. 399

Published online: 30 August 2017

DOL: 10.1038/s41467-41017-00502-x.

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-00502-x