华南晚二叠世-早三叠世碳酸盐岩地层的高频多硫同位素研究及其古海洋环境意义

The coupled carbon and sulfur cycles play a key role in regulating the Earth’s climate and environmental changes. Dynamics of 34S and 33S of oceanic sulfate and sedimentary pyrite over geologic time has been used to understand and extract information about the evolution of the sulfur cycle, the environmental changes and their connections to sulfur ecosystem evolution. The project proposed here aims to better understand the interactions among the climates ,elemental cycling (such as sulfur, inorganic carbon and organic carbon) and sulfur ecosystem responses to the environmental changes during the late Permian to early Triassic. The proposed work will characterize the high-resolution variability of multiple sulfur isotopic compositions of carbonate associated sulfate to provide insights into those factors/processes that regulate the high-frequency variations in multiple sulfur isotopes and sulfate levels over geologic time.

硫和碳耦合循环过程对改变地球表面生态环境与地球气候极为重要。海洋的硫酸根是一个重要的硫储库，探讨海洋硫循环演化及其多硫同位素变化规律能为研究地球环境变化和海洋生态系统的演变提供重要的信息。本项目将基于前期古生物和年代学以及沉积学的研究工作，并应用多硫同位素(34S和33S)地球化学研究方法，开展华南晚二叠世-早三叠世地层中碳酸盐岩中以类质同象形式出现的硫酸根(CAS)和沉积碳酸盐岩中的黄铁矿(CAP)的高频多硫同位素研究，从而进一步探讨二叠纪/三叠纪这一关键地史时期物质循环(硫循环与有机碳、无机碳循环) 之间的关联以及硫菌群的生态变化与响应。这一研究将提升我们对于地球各个系统之间的不同时间尺度的相互作用和反馈的认识，尤其有助于深入理解生物扰动作用及其对于海洋的硫酸根浓度的影响与高频多硫同位素变化及其指示的古环境意义。

海洋化学及其氧化还原状态的演变与海洋生态系统的灭绝与复苏是当前生物地质学的前沿课题。本项目主要探索晚二叠世-早三叠世时期沉积硫循环的演化及其古环境指示意义，以期解析该时期生物大灭绝可能的原因。我们的全岩或微区硫同位素数据都揭示出在晚二叠世存在S-34及S-33存在负偏的现象；这指示出海水硫酸根浓度增大与陆地风化强度与通量增大关联。陆地风化强度的增强则与该时期大火成岩省喷发CO2大量释放到大气，导致地球表层温度增高关联；同时风化强度与通量增大，导致大量营养元素进入海洋，可能会引起海水氧化状态改变进而导致海洋生物灭绝。