新元古代陡山沱组－灯影组中 C-Sr 同位素演化及其古环境意义

碳酸盐岩中碳同位素组成的演化对于古环境研究重要意义。笔者研究了浙江煤山剖面的新元古代地层陡山沱组和灯影组中δ13C，δ18O，87Sr/86Sr以及微量元素含量的演化。所分析的87Sr/86Sr值都大于0.714，同时大多数Mn/Sr比值在4～20之间。因为Sr在海洋中的存留时间很长（约3Ma），盖帽碳酸盐的87Sr/86Sr可指示冰期海水的Sr同位素组成，而在雪球事件期间87Sr/86Sr不可能这么高。在冰期之后，由于冰期前沉积的大量碳酸盐岩和冰期时喷发的玄武岩与陆壳岩石一起风化，海洋87Sr/86Sr也不会升到如此之高，可以认为所研究地层87Sr/86Sr已被成岩改造。大多数δ13O大于－10，并且δ13O和δ13C之间不存在明显的相关关系，表明大多数样品记录了初始的碳同位素组成。δ13C的演化曲线在碳酸盐盖帽以及陡出沱组－灯影组交界呈现明显的负漂移（－4‰～－3‰），在主要的陡山沱和灯影时期则最高升至＋3‰～＋4‰。碳酸盐盖帽中的δ13C负漂移可能由多种原因造成，例如：因为在雪球事件时海洋中光合作用几乎完全中止，造成海水与海底热液中CO2（约－6‰）的δ13C值趋同；冰期后即使生物产量已经快速恢复，但是极高的碳酸盐沉积速率仍会造成较低的δ13C值；原来甲烷水合物在冰期后中释放出甲烷；冰期后原来分层的海洋发生垂向洋流。目前尚不能唯一地确定碳酸盐盖幔中的δ13C负漂移是由某一个原因造成的，可能是由几个因素共同作用的结果。随着生物产量、大气中CO2含量和洋流都在雪球事件之后逐渐恢复正常，陡山沱组碳酸盐岩中δ13C也逐渐升高到正常的正值。当大气中巨量的CO2通过风化、碳酸盐岩沉积和有机质埋藏等途径被移除以后，气候开始变冷。当气个冷到某个临界范围时，强烈的温盐环流造成的上升洋流把富集12C的深部海水带到表层海水，造成陡山沱组－灯影组交界处的δ13C表现负漂移，同时使大气中的CO2升高到正常水平。灯影时期的气候要比陡山沱稳定。大气和海洋环境在几乎整个灯影时期都维持在适合生态系统的状态中，因面灯影组的δ13C大多为正值。

Variations of C-Sr Isotopes in Neoproterozoic Doushantuo-Dengying Formation:Implications for Paleoenvironmental Change