第七届青年地学论坛

白垩纪是地质历史时期典型的“温室”气候时期，其中，Albian-Turonian（~113-93.5 Ma）时期是白垩纪温度处于高值的时期。从Albian早期开始全球气温逐步升高，并在Cenomanian-Turonian界线达到峰值，称为白垩纪极热事件（Cretaceous Thermal Maximum）。在这种气候背景下，全球大气-海洋系统发生了多期重大碳循环扰动，即大洋缺氧事件（Oceanic Anoxic Events，OAEs）。研究表明，大火成岩省（Large Igneous Provinces, LIPs）的频繁活动向大气海洋系统中释放的大量“温室”气体是诱发“温室”效应和大洋缺氧事件碳循环扰动发生的原因。Albian-Cenomanian界线大洋缺氧事件OAE 1d和Cenomanian- Turonian界线大洋缺氧事件OAE 2碳循环扰动记录已经在全球不同地区被报道，并证明是全球性碳循环扰动事件。前人通过对OAE 1d时期全球大气二氧化碳浓度和温度的恢复，揭示出大火成岩省活动的证据。然而，目前有关于火山活动加剧的直观地球化学证据仍旧缺乏。前人通过对OAE 2时期全球大气二氧化碳浓度和温度的恢复以及金属稳定同位素的研究，发现大火成岩省火山活动与该事件的因果关系，然而，火山活动的地球化学记录均集中在古地理位置位于北半球的西特提斯洋和北大西洋，在南半球是否有响应？目前仍旧缺乏研究。因此，本研究以白垩纪时期古地理位置位于南半球的东特提斯洋南缘的藏南地区海相沉积序列为研究对象，利用汞（Hg）元素和同位素地球化学、主微量元素以及TOC含量等指标，示踪本区OAE 1d和OAE 2期间的火山活动记录，得到以下结论：OAE 1d启动前Hg元素含量和Δ¹⁹⁹Hg数值均上升，指示出增强的火山活动信号。结合同时期大气二氧化碳浓度迅速激增~400ppm、全球提升的海水表层温度以及同时期Kerguelen大火成岩省岩浆喷发速率，揭示出Central Kerguelen是诱发OAE 1d启动的主要因素。对本区OAE 2的研究发现，在整个事件期间Hg元素含量和Δ¹⁹⁹Hg数值均上升且整体上均处于高值，仅在Plenus Cold Event（PCE）碳同位素扰动期间出现Hg元素含量的低值。认为OAE 2期间大火成岩省火山活动整体上处于持续活跃状态，仅在PCE碳同位素扰动时期短暂出现火山活动强度减弱的情况。通过与前人研究对比，得出如下结论：OAE 2碳同位素正漂期间发生的PCE碳循环扰动事件是全球响应的事件，其成因主要是全球火山活动强度减弱和有机质大量埋藏共同导致的大气CO₂分压降低，“温室”效应降低，最终导致此次全球变冷事件及其对应的碳循环扰动。PCE事件之后碳同位素正漂回高值说明火山活动强度恢复弥补了陆源输入量降低带来的效应，保证了初级生产力仍处于高值。OAE 2的结束是大火成岩省火山活动的结束、大陆风化强度恢复到正常值以及有机碳大量埋藏共同作用的结果。
 

东特提斯洋,OAE 1d,OAE 2,Hg 地球化学