第七届青年地学论坛

        地球史上生物大灭绝事件常伴随着全球环境的急剧变化和生物多样性的严重破坏。虽然其诱发原因存在极大的争议，但通常被认为与同时代的大型火山活动有紧密关联。然而，现存的许多灭绝事件地层中并没有发现火山作用（如火山灰层）的直接证据。由于自然源汞主要来自于火山喷发，且汞具有0.5-1.5年的大气滞留时间，能够在全球范围进行传输和沉降，近年来越来越多的研究利用沉积地层中的汞含量异常来判定大型火山活动与生物灭绝事件的关联(Grasby et al., 2019)。尽管大型火山排放的汞排放能够使得表生环境储库中的汞含量显著上升，但是利用汞含量这单一指标并不能有效排除其它非火山源（如有机岩燃烧、生物质燃烧以及外太空陨石）所释放的汞。此外，汞的生物地球化学循环也较为复杂，源-汇之间并不是简单的线性关系。
        近几年来，汞同位素的加入为指示汞异常地层中汞的来源与传输途径提供了一个全新的视角。汞同位素独特的“三维”示踪体系能够有效地区分不同来源的汞，并能够在机理上示踪汞在释放-传输-沉积等系列过程中的环境地球化学行为。由于奇数汞同位素的非质量分馏信号（MIF）受生物地球化学过程影响较小，诸多学者利用灭绝事件地层的MIF值来示踪汞的不同来源与传输途径。研究发现距离潜在火山源不同距离、不同沉积环境的灭绝事件地层的MIF值表现出三类特征：有的趋向于0‰；有的偏正且灭绝事件前后没有明显区别；有的偏负至-0.2‰左右。
        这些MIF的偏移是否与火山作用直接相关？本报告将以显生宙最大的生物灭绝事件（二叠-三叠生命大灭绝，PTME）为主线，通过建立全球全耦合汞同位素模型(Sun et al., 2019)，讨论火山喷发、热液输入、陆源风化以及透光带硫化等对MIF偏移的影响，为汞同位素在古环境示踪上的应用提供定量约束。

汞同位素,同位素分馏,火山活动