总访问量：
郭浩天,April 5, 2024
火山活动能够导致地球表层气候和环境的快速变化，往往火山喷发物中富含营养物，能够进入水体促进生产力的提高，且通常与富含有机质的黑色页岩广泛沉积有关。然而，火山物质进入水体中的途径（空降型或水携型）及其气候环境响应特征与富有机质页岩形成之间的内在联系尚未得到很好的揭示。
而鄂尔多斯盆地是位于特提斯东部华北克拉通西部的大型多旋回叠合盆地。在晚三叠世，南部秦岭造山带频繁的火山活动严重影响了鄂尔多斯湖盆。同时在该时期发生了晚三叠世卡尼期洪积事件;在2.34 - 2.32亿年，表现为湿润气候下古特提斯陆架地区降雨量的突然增加，下了约2Ma的暴雨。它极大地塑造了陆地上的动植物，以及可能对湖盆的产生影响
延长组的长7段记录了中晚三叠世陆相沉积体系对气候变化的响应。富含火山灰(VA)的页岩沉积指示着页岩沉积期伴随着强烈的火山活动，同时与卡尼洪积事件（CPE）具有较好的响应关系。该岩心层段提供了一个前所未有的机会来解释气候变化与CPE期间陆地上富含VA的页岩沉积之间的相互作用。
使用Li同位素作为示踪风化的工具既不会在氧化还原反应中分馏，又不受明显的生物效应；在化学风化过程中，原生矿物溶解不产生明显的锂同位素分异，而大多数次生矿物(碎屑粘土)会吸附或合并6锂，导致碎屑粘土地层中明显的锂同位素分异。一般来说，较高的化学风化强度导致河流碎屑物质或陆架海相沉积物的δ7Li值为负。
如图是现代大型河流体系沉积物、火山喷发物和长7沉积物的锂同位素与含量以及锂同位素与Al/Si比值的相关性图解，火山喷发物δ7Li值相对较高，而河流体系的δ7Li值相对较低；因此，长7页岩相对较高的δ7Li值(>2.5‰) 可能和火山喷发物有关，继承了地球深部的高锂同位素组成特征。同时页岩的δ7Li值相对较低(<0‰)，主要和大陆风化河流的输送有关。
文章随后讨论了化学风化强度对Li含量和同位素的影响。河流沉积物Rb/Sr比值是识别古气候状态的有效指标。在湿润气候下，降水和风化强度的增加会导致大量Sr的积累，导致湖泊沉积物Rb/Sr比值降低。相比之下，在相对干燥的气候条件下，湖泊沉积物呈现出较高的Rb/Sr比值，主要是由于降水少，风化强度减小所致。在研究区间内，Li含量和Li同位素都与Rb/Sr比值的变化不一致，这表明Li富集和Li同位素分榴可能不仅仅与气候状态，即干旱和潮湿气候有关。
然而，在Li含量大于135 μg/g的富火山灰的页岩中锂含量和同位素都与Rb/Sr比呈正相关。加上相对较低的δ7Li值(平均为- 2.25‰)，接近UCC的平均δ7Li值[+0.6±0.6‰(2σ)]，表明高Li含量和低δ7Li值最有可能与富火山灰沉积物的风化作用增强有关。
综合CIA、TOC比等其他风化相关指标，作者将整体剖面结果解释分为五个阶段：
第一阶段：Rb/Sr比值波动较大，可能与湿润和干旱气候之间的快速变化有关，
第二阶段：Rb/Sr维持在较低水平(小于0.2)，表明气候可能由季风(湿旱)向湿润转变，CIA值较高(>70)，表明化学风化强度增加
第三阶段：CPE开始之前，δ7Li的升高(>2.5‰)，表明在此事件之前存在有火山作用导致的短暂的寒冷干燥气候。然而，进入CPE后，页岩样品的锂含量明显偏高(>135 μg/g)， δ7Li相对较低，和较低的Rb/Sr表明其气候以温暖湿润为主，化学风化强度增强。
第四阶段：Rb/Sr比值相对较高为0.31, CIA值较低，表明气候相对干旱，化学风化强度较低
第五阶段：湿润气候，然后是火山活动中断的干燥气候期。
最后根据结论提出两种火山营养物质输入模式。
左为空降型火山灰沉积模型：
在火山喷发期气候寒冷干燥，风化强度相对较弱，δ13Corg和锂含量相对稳定，δ7Li值大于2.5‰。火山物质携带的营养物质促进水生生物勃发，提高湖泊的古生产力，形成富有机质页岩沉积。
右为水携型火山灰沉积：
在CPE事件强降雨气候下，与陆内洪水事件相关的陆源输入显著增加。高温、高降雨量的气候允许陆地物质快速输入，含火山灰的陆源物质淋滤导致水携型火山灰锂含量显著增加（> 135 μg/g），δ7Li值低（< 0），同时一些陆源营养物质如磷进入湖泊，也提高初级生产力和有机碳埋藏。
你必须登录之后才可以参与讨论。