寒武纪海洋碳循环新模型  

作　　者：王华建[1] 张水昌[1] 王晓梅[1] 苏劲[1] 叶云涛[1,2] 柳宇柯 

机构地区：[1]中国石油勘探开发研究院油气地球化学重点实验室,北京100083 [2]北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京100871

出　　处：《中国科学：地球科学》2024年第6期1786-1805,共20页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(42225303、42372162、42102146);国家重点研发计划项目(2017YFC0603101);中国科学院战略性先导科技专项(A类)项目(XDA14010101)资助;中国石油重点专项项目(2023ZZ0203)。

摘　　要：经典碳循环模型认为,富12C的有机碳大量埋藏导致碳同位素(δ13C)正漂移,有机碳大量氧化则导致δ13C负漂移.然而,寒武系纽芬兰统BACE(BAsal Cambrian Carbon isotope Excursion)事件有着全球性的δ13C负漂移和大规模有机碳埋藏,芙蓉统SPICE(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)事件则有着全球性的δ13C正漂移和相对匮乏的有机碳埋藏,均表现为碳同位素异常与有机碳埋藏的失耦特征.通过分析塔里木盆地塔东2井钻井剖面的寒武纪碳循环和古海洋环境演化记录,本研究提出了包括海洋溶解有机碳(DOC)的寒武纪海洋碳循环模型,并取得如下认识:(1)寒武纪海洋依然有着巨大的海洋DOC储库,储库容量受大洋环流和古海洋环境调控,对海洋碳循环有着重要影响;(2)寒武纪早期的海洋DOC储库氧化导致了BACE事件和寒武系油气系统的“亚洲现象”, DOC储库扩容导致SPICE期间在缺乏有机碳埋藏时形成全球性δ13C正漂移;(3)塔里木盆地东部坳陷深水沉积环境有可能发育芙蓉统富有机质黑色页岩,对应于SPICE时期的有机碳埋藏,是潜在的超深层油气勘探领域.未来有必要针对海洋DOC储库的形成机制、储量规模及影响因素、资源环境效应三个方面继续开展研究,并有望在地球系统科学和油气资源勘查领域取得新突破.

关 键 词：碳同位素 有机碳 BACE SPICE 溶解有机碳 气候变化 黑色页岩 

分 类 号：P534.41[天文地球—古生物学与地层学] P734[天文地球—地质学]