第七届青年地学论坛

磷通常被认为是地质历史时期最终限制营养元素，海洋磷酸盐可得性在长时间尺度上控制了地球碳循环、气候变化、大气-海洋的氧化以及生命的演化进程，因此重建古海洋的磷含量是研究地球环境与生命协同演化中的关键一环。目前古海洋磷含量演化的重建主要依靠页岩总P含量和富铁岩石（如条带含铁建造）P/Fe比值指标，但这些指标或受到多种因素控制或地质载体稀少等问题的困扰，无法直接并且连续重建古海洋P含量和演化的地球化学指标。
针对这一瓶颈，我们开发了一种新的提取碳酸盐晶格中磷酸盐含量(Carbonate-Associated Phosphate, 简称“CAP”)的方法，并通过一系列碳酸盐培养实验证实了CAP能够直接追踪或重建古海洋磷含量。古海洋碳酸盐矿物在沉淀时捕获在其晶格中的、来自周围海水的微量磷酸盐，因而可以直接用来重建当时海水的P含量。通过控制环境溶液的磷含量、pH、温度以及碳酸盐矿物相来研究CAP的响应结果，建立起了CAP和海洋P含量之间的定量关系和CAP的应用方法。在此基础上，通过现代和古代自然沉积碳酸盐的研究，进一步证实了在特定地史条件下，只要样品未受到明显的后期成岩作用，无论是从灰岩还是从白云岩中提取的CAP均能很好地记录当时海水中的磷含量。需要注意的是自生碳酸盐岩和磷酸盐化碳酸盐岩CAP值受有机质氧化影响显著升高。由于碳酸盐岩沉积在地质历史时期，特别是地质环境与生命演化的关键期内广泛发育，故相对于前人利用页岩总P含量和富铁岩石P/Fe比值来约束海洋P含量，CAP技术具有直接且可以连续重建古海洋P含量演化的优点，因而具有更加广泛的应用前景。

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