宜昌新元古代冰后期甲烷冷泉事件的地质记录及其华南区域对比

极低碳稳定同位素组成是判断冷泉事件的地质记录中最关键的证据，宜昌地区拥有目前全球所报道的三条具有极低碳稳定同位素记录的新元古代冰后期陡山沱组"盖帽"剖面。本项目拟充分发挥地域优势，在长期研究积累和新近发现的二条剖面基础上，采用地质学、地球化学和地球生物学等多学科研究手段和现代测试分析方法，高分辨率地研究宜昌地区"盖帽"碳酸盐岩的结构/构造、自生矿物（碳酸盐岩类、重晶石、黄铁矿）、碳/氧稳定同位素、硫稳定同位素（CAS和黄铁矿S）、锶同位素、常量元素和微量/稀土元素（Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Ba, Ge, I等）、有机质和生物标志化合物等，建立新元古代冰后期甲烷冷泉事件的综合地质记录标志。对比华南地区和现代冷泉环境，探讨新元古代冰后期冷泉的成因及其古海洋、古地理、古气候及古构造背景。探索冷泉事件的地球生物学过程及其与地球早期生命演化之间的潜在关系。

围绕申请书中提出的科学目标，项目组成员广泛地踏勘了湖南省洞口和民乐地区、贵州省铜仁和剑阁地区、湖北省三峡-长阳-通山地区、江西省修水和武强地区和安徽省休宁-黟县-东至地区等出露的新元古代地层（含“盖帽”），采用了地质学、地球化学和地球生物学等多学科思维及技术手段，并结合现代海洋正在发生的甲烷冷泉地质过程，高分辨率地研究了宜昌三峡、长阳、樟村坪地区和湖北通山地区的“盖帽”碳酸盐岩的结构构造、自生矿物、碳-氧-硫稳定同位素、锶同位素等特征，建立了新元古代冰后期甲烷冷泉事件的综合地质识别标志，证实了华南新元古代冰后期古海洋中普通发生过甲烷异常渗漏事件；根据“盖帽”地层中高分辨率“锶”同位素比值，认为新元古代冰后期甲烷事件可能引起了强烈的温室效应和化学风化作用；系统统计了全球“盖帽”碳同位素数据及其后期变化趋势，认为“盖帽”地层的13Ccarb<10‰ VPDB值可以基本代表甲烷源事件的碳同位素信号；发现了三峡“盖帽”顶部有绿色“玻璃状”火山碎屑，认为“盖帽”形成时期存在全球性跨板块之间的岩浆-构造活跃事件；发现了“盖帽“地层中“微生物席状”纹层构造，认为极低碳同位素信号的形成与甲烷厌氧氧化古菌（ANME）和硫酸盐还原细菌（BSR）活动有关。开展了“盖帽”前冰期古海洋沉积环境分析，认为南沱组“冰碛岩”的沉积经历了至少7次冰进-冰退事件。运用“盖帽”中古甲烷事件的综合识别标志，成功地探讨了奥陶纪-志留纪之交的古甲烷冷泉事件研究。根据“将今论古”原理，开展了现代海洋（东北太平洋、南海北部、印度洋）正在进行的甲烷泠泉地质过程研究，获得了自生利用黄铁矿识别古硫酸盐-甲烷转换带等研究成果。项目执行期间，广泛地开展了广泛的国际合作与交流，超额完成了标注项目资助的期刊论文和国际会议摘要等预期成果。