華南埃迪卡拉系陡山沱組上部的DOUNCE事件(Doushantuo negative carbon isotope excursion)是地質歷史時期規模最大的一次δ13C負異常事件,并被認為是地球繼元古代早期之后的第二次大氣氧快速增加的結果。目前,關于這一事件的研究是埃迪卡拉系研究最受關注的焦點之一。急需回答的問題包括:1)這一事件的全球性和在不同地區地層中的表現差異,2)這一事件的開始和結束的時間是否一致,持續時間是否相同,3)這一事件的性質和發生機制,以及4)它與生物演化之間的關系如何?
近期,中國科學院南京地質古生物研究所呂苗博士、朱茂炎研究員等在我國華南地區開展了埃迪卡拉系碳酸鹽巖沉積地層的高分辨率碳氧同位素研究。結果發現,DOUNCE事件廣泛分布于華南地區近岸淺水盆地-遠岸臺內盆地-臺地邊緣斜坡-深水盆地相區,始于陡山沱組第二個序列的頂部,結束于燈影組底部。它在不同剖面上所表現出的演化差異是沉積相橫向變化造成的,其主體部分的缺失則歸因于對應地層的缺失。DOUNCE事件的下降階段和回升階段所經歷的時限較短,跨越的地層厚度較小,負異常低值區則與層序界面之上的海侵體系域和凝縮段地層相對應,經歷的時限長,跨越的地層厚度較大。
進一步,DOUNCE事件的δ13C變化曲線在下降和回升階段表現出的逐步且穩定的演化趨勢,并且這種演化趨勢并沒有隨著巖性的變化而改變,同時DOUNCE事件的δ13C-δ18O之間是非相關關系,表明華南不同相區陡山沱組碳酸鹽巖的δ13C組成沒有受到后期成巖作用的影響,保留了原始海水的碳同位素組成。野外觀察和沉積巖相分析發現,DOUNCE事件通常發育在灰巖地層中,其下部均見有層序界面,而以前報道的內部短期δ13C正漂移則是后期大型滑塌構造和斷層造成的,均說明DOUNCE事件與Shuram-Wonoka負異常事件具有相似的δ13C演變模式和地層背景。
該研究為論證DOUNCE事件為一次全球性的地質事件而非局部的環境地質事件提供了有力證據,同時表明DOUNCE事件與埃迪卡拉紀后生動物演化密切相關。
研究成果發表在2013年最新出版的《前寒武紀研究》(Precambrian Research)雜志上。

碳同位素地層對比與巖相演變圖

碳氧同位素綜合相關圖
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