[南京地質(zhì)古生物研究所]寒武紀大爆發(fā)主幕期間華南未見(jiàn)大規模氧化事件
寒武紀大爆發(fā)自達爾文開(kāi)始，一直為國際地質(zhì)學(xué)界所聚焦。中國古生物學(xué)家自1980年代在云南帽天山發(fā)現澄江動(dòng)物群后，大量代表性研究成果不斷涌現。與此同時(shí)，長(cháng)期以來(lái)，地質(zhì)學(xué)家對地球大氣—海洋系統從地球誕生之初的缺氧環(huán)境以怎樣的型式、在什么時(shí)間節點(diǎn)逐漸演進(jìn)到接近于現代的富氧狀態(tài)一直抱有濃厚興趣，并且這被認為是地球早期生命研究中最核心的環(huán)境因素之一。
近年來(lái)，分別發(fā)生于古元古代和新元古代的兩次大氧化事件（GOE- 和 ）逐漸被大家認識和接受。但是，即使經(jīng)歷這兩次大氧化事件之后，地球海洋—大氣系統的含氧量水平仍與現代值相去甚遠。因此，在新元古代大氧化事件之后，必然還存在著(zhù)一次或多次大幅度的氧化事件，這些氧化事件是否發(fā)生在寒武紀早期，抑或是否發(fā)生在恢弘壯麗的寒武紀生物大爆發(fā)主幕期間（寒武紀第三階），更或者海洋—大氣含氧量水平是否要接近于現代值海洋生物才能夠實(shí)現生物進(jìn)化上的大突破等等，這些科學(xué)問(wèn)題近年來(lái)廣為主流學(xué)術(shù)期刊所關(guān)注和討論，但尚無(wú)定論。
最近，由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所向雷助理研究員、張華副研究員等所組成的研究團隊，對浙江省西部一口井的鉆芯樣品進(jìn)行了系統的地球化學(xué)分析。所獲得的鐵組分數據顯示，從埃迪卡拉紀藍田組到寒武紀第四階荷塘組自始至終都處于缺氧環(huán)境，未反映任何氧化水體。與此同時(shí)，該套地層中還發(fā)育了3段連續的硫化環(huán)境。這套罕見(jiàn)的鐵組分數據代表了前人所未報道過(guò)的寒武紀早期中國南方持續性的硫化水體環(huán)境。
通過(guò)對有機碳含量（TOC）及Mo、U等微量元素的細致研究發(fā)現，在寒武紀大爆發(fā)主幕，中國南方海洋并未發(fā)生全面氧化。相反，在浙西等地缺氧水體還有一定程度的擴展，而海洋Mo與U含量真正上升到接近于現代值發(fā)生在寒武紀大爆發(fā)主幕之后（寒武紀第四階）。從而，寒武紀大爆發(fā)主幕并未發(fā)生大規模的大氣與海洋氧化事件。
考慮到多細胞生物的大爆發(fā)確實(shí)需要其生存的海洋水體具有一定濃度的溶解氧，并且在經(jīng)歷了古元古代和新元古代的兩次大的氧化事件之后，在埃迪卡拉紀到寒武紀的期間，海洋的溶解氧（至少是局部地區）在海退事件或風(fēng)暴事件等的觸發(fā)下已經(jīng)足夠多細胞生物的爆發(fā)式演化。而真正導致寒武紀大爆發(fā)的直接或觸發(fā)機制還需進(jìn)一步研究。
該研究成果已在線(xiàn)發(fā)表在國際知名地學(xué)期刊《地球和行星科學(xué)通訊》（Earth and Planetary Science Letters）。該項研究得到了中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項和國家自然科學(xué)基金委的資助。
論文相關(guān)信息： Xiang, L., Schoepfer, S. D., Shen, S. Z., Cao, C. Q., Zhang, H. *, 2017. Evolution of oceanic molybdenum and uranium reservoir size around the Ediacaran-Cambrian transition: evidence from western Zhejiang, South China. Earth and Planetary Science Letters 464, 84-94.
本研究所獲取的碳同位素、鐵組分和微量元素數據
