收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二叠—三叠纪界线事件的矿物学、地球化学解译

沈文杰  
【摘要】: 地球历史上发生过多次大规模生物集群灭绝事件。其中二叠纪.三叠纪之交(P-T)的生物大灭绝,摧毁地球上90%以上的海洋生物种,70%的陆生脊椎动物属和大多数的陆生植物,是地史上规模最大的一次生物灭绝。与生物灭绝有关的事件研究成为科学界的热点和前沿领域。对它们的认识有助于理解和把握生命和地球演化史上的一些关键问题,对当代地球环境变化和人类生存状况提供借鉴。 P-T界线生物灭绝的特点及地层沉积记录指示,当时可能发生了一系列突发性重大地质事件,包括火山喷发、陨石撞击、海洋缺氧、酸雨、甲烷水合物释放、海平面升降、海洋翻转等。与生物大灭绝之间的成因联系是P-T界线事件研究的关键。目前有两种主要观点:火山喷发说和陨石撞击说。但界线地层的标志性沉积记录重复性差,或具有不确定性,使它们之间的争论不曾停止。 位于浙江省长兴县的煤山P-T界线地层是国际二叠系-三叠系层型剖面和点(GSSP),是国际上关注最多、研究程度最高的界线地层之一。煤山剖面已经发现的异常沉积记录和现象,包括有机碳和无机碳同位素、O、S、Sr同位素、稀土及其他微量元素、分子化石、石膏、富勒烯及其包裹的稀有气体、高温石英、微球粒、Ir等铂族元素、陨石碎片、地外氨基酸等。 中国科学院南京地质古生物所金玉玕院士和美国加州理工大学F.Kyte教授组织的“中国煤山二叠-三叠(P-T)生物灭绝事件国际合作项目”,旨在澄清P-T界线研究的争议,揭示P-T界线事件的本质。他们在煤山D剖面西边150米和550米两处钻孔,穿越P-T界线,取得新鲜的钻孔样品。此外,对煤山剖面关键沉积记录在不同实验室进行盲测对比,特别关注有关陨石撞击的记录和证据。 本论文研究是该合作项目的一部分,重点剖析煤山剖面P-T界线地层矿物学和有机地球化学特征,进而揭示它们的科学意义。主要研究内容包括三个方面:一是分离界线样品中的元素碳和有机碳,包括多环芳烃(PAHs)、黑碳(BC)、纳米金刚石、富勒烯(C_(60))等;二是寻找界线地层中的草莓状黄铁矿,以及其产出特征的研究等;三是寻找与撞击事件相关的矿物学证据,如冲击矿物、纳米金刚石等。 本研究的创新点主要体现在两方面:(1)首次在煤山剖面P-T界线地层系统发现细粒草莓状黄铁矿,它是海洋贫氧沉积环境的重要指标;(2)首次系统分析P-T界线地层中的黑碳(BC)和燃烧源多环芳烃(PAHs),进而提出煤山地区二叠纪末期发生了强烈的大火事件。主要研究成果和认识包括: (1)利用光片原位观察,结合酸溶分离富集的手段,在煤山P-T界线的黄铁矿壳层、25层、26层、28层和29层分别发现大量颗粒细小的草莓状黄铁矿(直径平均4.6-87μm,标准偏差1.7-3.5μm)。细粒草莓状黄铁矿指示了界线地层贫氧的沉积环境,贫氧事件发生的层位与生物灭绝线一致(即25层底部的黄铁矿壳层),表明贫氧事件可能是生物灭绝的直接原因和延迟生物复苏的一个重要因素。 (2)煤山剖面P-T界线地层BC和燃烧源PAHs在MSC23-2、MSC24c、MSC24ec和26层出现四个明显的高值,其中26层峰值特征最明显。BC和PAHs含量从25层底部逐渐上升,至26层最高,到27层后迅速下降到背景值。BC、BC/TOC、δ~(13)C_(BC)、PAHs等指标反映二叠纪末期出现多次大火事件,大火事件在三叠纪早期出现长期间断。事件层大火(对应26层)可能具有阶段性,大火的燃烧源除地表植被外,可能还包括泥炭、煤、甲烷水合物等。事件层大火是二叠纪末期的最后一次,也是规模和强度最大的一次燃烧,大火加速了地球表层环境的恶化和生物的灭亡。界线地层中BC和PAHs还表现为长兴组高背景的周期性波动和上部殷坑组低背景的平缓变化,反映了生物灭绝前后陆地生态系统由兴盛到衰败的转变; (3)在事件层(25层)中发现高温石英、锆石和铁质球粒等,揭示了界线粘土的火山成因;在黄铁矿壳层(25层底部)中发现了C_(60),与贫氧事件和生物灭绝事件出现在同一层位,可能指示了大火事件。此外,在界线粘土中没有找到纳米金刚石。 (4)综合分析认为,在P-T之交,地球上发生了强烈的火山活动,大规模火山喷发引燃了猛烈的大火,二者共同作用,造成全球气候环境的剧烈变化,并引起贫氧事件的发生。这一链条反应可能是导致生物灭亡和全球生态系统崩溃的主要原因。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宋玉芳,孙铁珩,张丽珊;土壤-植物系统中多环芳烃和重金属的行为研究[J];应用生态学报;1995年04期
2 聂麦茜,张志杰,孙先锋,雷萍;特效黄杆菌对蒽菲芘的降解性能研究[J];微生物学通报;2001年05期
3 张建立,潘懋,钟佐燊,汤鸣皋;山东淄博煤矿区环境中多环芳烃的初步研究[J];煤田地质与勘探;2002年02期
4 吴启航,麦碧娴,陈永亨;珠江广州段沉积物中多环芳烃分布及富集研究[J];广州大学学报(自然科学版);2004年04期
5 杨佰娟;郑立;陈军辉;张新庆;黎先春;王小如;;南黄海中部表层沉积物中多环芳烃含量分布及来源分析[J];环境科学学报;2009年03期
6 思显佩;曹霞霞;熊建功;;微生物降解多环芳烃的影响因素及机理研究进展[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2009年05期
7 杜寒春;徐慧;黄岛平;陈建红;蒋艳芳;;高效液相色谱法测定土壤中的多环芳烃[J];广西科学院学报;2010年03期
8 余洪;常缨;叶晓云;季宇飞;高师匀;曲明昕;;贵州百花湖水体中多环芳烃的环境演化[J];贵州科学;2010年03期
9 杨培桃;;白银市郊区农业土壤中多环芳烃的初步研究[J];科技资讯;2011年11期
10 Ronald G. Harvey;田丰;;多环碳氢化合物和癌症[J];世界科学;1983年10期
11 吴丹;多环芳烃的滤纸基质室温磷光法研究[J];浙江大学学报(理学版);1998年03期
12 宋玉芳,许华夏,任丽萍;两种植物条件下土壤中矿物油和多环芳烃(PAHs)的生物修复研究[J];应用生态学报;2001年01期
13 李志萍,陈肖刚,陈爱玖,马生明;环境中的多环芳烃及其生物恢复技术[J];世界地质;2002年04期
14 李志萍,陈鸿汉,陈肖刚,陈爱玖,沈照理;多环芳烃生物恢复技术的研究进展[J];水文地质工程地质;2002年05期
15 姜霞,井欣,高学晟,区自清;表面活性剂对土壤中多环芳烃生物有效性影响的研究进展[J];应用生态学报;2002年09期
16 李军,张干,祁士华,刘国卿,张伟玲;广州麓湖大气多环芳烃的干湿沉降[J];湖泊科学;2003年03期
17 岳敏,谷学新,邹洪,朱若华,苏文斌;多环芳烃的危害与防治[J];首都师范大学学报(自然科学版);2003年03期
18 张杰,刘永生,孟玲,邵立东,张忠泽;多环芳烃降解菌筛选及其降解特性[J];应用生态学报;2003年10期
19 章汝平;何立芳;;导数恒能量同步荧光法快速同时分析芴、咔唑、苯并[α]芘和苝[J];光谱学与光谱分析;2007年02期
20 郑乐;刘宛;李培军;;多环芳烃微生物降解基因的研究进展[J];生态学杂志;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵香爱;何苗;金玉善;丛琳琳;李东浩;;人参种植地土壤中多环芳烃的分布特征[A];持久性有机污染物论坛2010暨第五届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2010年
2 马万里;刘丽艳;田崇国;杨萌;孙德智;齐虹;张志;沈吉敏;李一凡;;我国土壤和大气中多环芳烃分布特征研究[A];持久性有机污染物论坛2010暨第五届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2010年
3 王伟;沈国锋;杨意峰;陶澍;;生物质燃烧来源的多环芳烃排放特征及环境行为[A];中国古生物学会第26届学术年会论文集[C];2011年
4 刘澍;马君;史晓凤;孔德地;韩晓红;郑荣儿;;多环芳烃的表面增强拉曼光谱探测与分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 魏玲;刘俐;李发生;;不同浓度多环芳烃的三维及同步荧光特征[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
6 陈国良;刘玲;罗斌;张金良;陈国良;谭凤珠;;淮河干流沉积物中多环芳烃含量与生态风险评价[A];中国毒理学会环境与生态毒理学专业委员会第二届学术研讨会暨中国环境科学学会环境标准与基准专业委员会2011年学术研讨会会议论文集[C];2011年
7 张银萍;傅金民;;双液相体系促进结合态多环芳烃的降解[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
8 刘玲;罗斌;张金良;刘琴;;不同燃料与室内空气中多环芳烃含量关系的探讨[A];中国毒理学会环境与生态毒理学专业委员会第二届学术研讨会暨中国环境科学学会环境标准与基准专业委员会2011年学术研讨会会议论文集[C];2011年
9 胡忠;徐艳;宋小慧;黄通旺;;具有浮起特性的多环芳烃降解菌Rhodococcus sp. P14的分离、特性[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
10 胡锴;丁呈华;侯登科;刘红霞;冶保献;吴养洁;张书胜;;用杯[4]、[6]、[8]芳烃硅胶键合固定相分离多环芳烃[A];中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢云飞;基于表面增强拉曼散射光谱技术在多环芳烃检测方面的应用[D];吉林大学;2011年
2 何苗;杂环化合物和多环芳烃生物降解性能的研究[D];清华大学;1995年
3 高彦征;土壤多环芳烃污染植物修复及强化的新技术原理研究[D];浙江大学;2004年
4 刘筱红;气溶胶中烃类化合物的同位素测定及其用于源解析的初步研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2004年
5 杨伟祖;降低卷烟主要有害成份的研究[D];昆明理工大学;2005年
6 范瑞芳;广州等城市中学生与电子垃圾拆解地—贵屿镇人群尿中多环芳烃羟基代谢物的初步研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2007年
7 王亚东;ATM基因变异与多环芳烃暴露致染色体损伤遗传易感性及分子机制研究[D];中国疾病预防控制中心;2010年
8 林建清;生物标志物法研究多环芳烃对海水养殖鱼类的毒性效应[D];厦门大学;2002年
9 吴莹;渤黄东海及其若干河口的烃类有机地球化学[D];华东师范大学;2001年
10 樊曙先;南京市区与郊区气溶胶PM_(2.5)元素及多环芳烃污染特征的对比研究[D];南京信息工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 裴静;北京市西南地区水中有毒有机污染物——多环芳烃的研究[D];首都师范大学;2002年
2 展惠英;多环芳烃类污染物在黄土中的迁移转化[D];西北师范大学;2004年
3 高月兰;烟丝中添加凹凸棒石对卷烟焦油、有害物质含量以及吃味的影响研究[D];江南大学;2004年
4 欧阳勋;超临界CO_2萃取土壤中多环芳烃的研究[D];中国地质大学(北京);2010年
5 康荣慧;多环芳烃致肺癌预警标志物的代谢物靶标和代谢轮廓分析[D];南华大学;2010年
6 张茜;土壤中多环芳烃类化合物检测技术的研究[D];中国农业科学院;2010年
7 马栋;焦化工业场地土壤的PAHs污染特征及微生物修复应用[D];华中农业大学;2010年
8 周天鸿;软件技术在碳纳米管及多环芳烃可视化计算中的应用[D];厦门大学;2002年
9 冯少良;混合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用机理及影响因素[D];浙江大学;2003年
10 杨振亚;植物吸收积累多环芳烃的过程、机理及预测模型[D];浙江大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 董新昕;欧盟制定多环芳烃使用限量[N];中国国门时报;2004年
2 记者 孟晶;欧盟2010年正式限用多环芳烃[N];中国化工报;2007年
3 ;家电出口遭遇新PAHs指令[N];中俄经贸时报;2008年
4 陈树棠;千万别低估吸烟的危害[N];卫生与生活报;2006年
5 沈宣铭 肖新华;部分输欧童鞋遭退运[N];温州日报;2007年
6 汪文;多环芳烃事件蔓延 中国电动工具比利时被拒[N];民营经济报;2005年
7 本报记者 桑雪骐;一次性纸杯少用为宜[N];中国消费者报;2009年
8 冯春鸣 吴宗涛 金进照;宁波出口轮胎首遭退运[N];宁波日报;2007年
9 陈铭;GS标志认证将加入PAHs测试[N];中国国门时报;2008年
10 梁 彦;天文学家推断宇宙充满生命[N];大众科技报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978