图 新元古代三峡神农架地区陡山沱组底部化学地层对比

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42173001）等资助下，南京大学国际同位素效应研究中心和地球科学与工程学院彭永波教授团队开展了地球上最古老的冷泉碳酸盐岩成因机制研究。研究成果于2022年5月2日以“最古老冷泉碳酸盐岩揭示6.35亿年前‘雪球地球’大冰期后海洋硫酸根浓度（A transient peak in marine sulfate after the 635-Ma Snowball Earth）”为题，在线发表于《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）。论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2117341119。

　　目前已知最古老的冷泉碳酸盐岩是约6.35亿年前三峡地区陡山沱组底部方解石，其成因对于了解“雪球地球”全球大冰期之后的古海洋环境至关重要。该研究发现，这些方解石中黄铁矿的多硫同位素、无机和有机碳同位素、碳酸盐晶格硫酸根的硫氧同位素以及其相互关系，无一例外地与现代冷泉碳酸盐岩相吻合。也就是说，陡山沱组底部超低无机碳同位素的方解石是当时微生物硫酸盐还原作用耦合的甲烷厌氧氧化过程的产物。

　　在此基础之上，通过对比三峡地区7个剖面的地层化学指标发现（图），这些方解石在盖帽白云岩溶蚀层之后开始出现，在白云岩无机碳同位素正飘之后消失。这段时间恰好对应白云岩中同生重晶石硫酸根¹⁷O负异常的时期，应为海洋硫酸根浓度突然增加的结果。根据现有模型，推测当时硫酸根浓度可能达到了现在海洋的水平（~30 mM）。

　　这个地质时期是地球历史上“最动荡的年代”。地球刚从“雪球地球”全球大冰期中挣脱出来，海洋和大气的物理化学状态仍然处于剧烈的动荡期。根据¹⁷O负异常的重晶石、碳同位素负异常的方解石、盖帽白云岩的地球化学和岩石学特征，结合地壳均衡回弹计算和冰后海水动态分层模型，可将海洋硫酸根浓度突然增加与¹⁷O负异常事件的发生时间限定在冰川开始融化后的5万年时间内。该项结果提高了我们对极端地质事件中地球各个圈层之间相互作用的认识。

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