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王睿睿,Oct. 31, 2022
大量研究表明古宙中期大气-海洋系统以长期的低氧水平为特征，从而导致了真核生物的演化迟滞。但对于这个时期大气氧含量有低氧（[O2]<0.1%–1% PAL）和相对高氧（[O2]>4%–8% PAL）的两种不同认识，且对海洋氧化过程也存在着相对稳定和强烈波动模式的认识分歧。
针对以上科学问题，中国地质大学（北京）史晓颖教授和汤冬杰副教授团队对延庆高于庄组开展了详细的I/(Ca+Mg)、C-O同位素、P丰度及沉积学和矿物学综合研究，取得了以下创新性认识：
1、对高于庄组碳酸盐岩碘组分[I/(Ca+Mg)]分析发现，在1.57–1.56 Ga发生了一次持续时间约为10 Myr的显著增氧事件。计算分析和与现代海洋碘循环过程的对比表明，在事件期大气氧浓度达到≥~4% PAL的水平。在增氧事件后氧浓度迅速回落到事件前的水平（图1和2）；证明中元古代大气-海洋氧含量有显著波动。
2、研究发现在I/(Ca+Mg)正异常期有机和无机碳同位素同时发生了高达3.5‰的负偏移（图1）。模拟计算表明，在增氧事件期间海水中溶解有机碳的快速氧化是导致氧浓度回落的主要原因（图2）。
3、增氧事件及其导致的生物营养元素增加（图2和3），可能是促进这个时期真核生物发展和多细胞化的重要原因。
图3 I/(Ca+Mg)研究数据指示的海洋氧化还原状态长期演化整理图
对于1.57-1.56 Ga发生的短暂增氧过程的调控机理并没有被充分认识，是何种导致氧浓度的上升仍未可知。针对上述科学问题，中国地质大学（北京）汤冬杰副教授和中国科学院地球化学研究所付学吾研究员团队对北京延庆干沟剖面~1.57 Ga高于庄组开展了系统的沉积学、元素和同位素地球化学工作，取得以下几点创新性认识：
1、Hg富集、δ202Hg正漂、Δ199Hg负漂、Rb/Al升高对应高I/(Ca+Mg)值（高达3.5 μmol/mol）和Cr同位素正异常（高达0.66‰）指示的增氧脉冲，表明陆地风化输入的增强可能是导致增氧的主要控制因素（图4）。
2、脉冲式增氧期间εNd(t)正漂（从-16.7升高至-0.9）和P含量增加，表明源区由相对富集P的中-基性岩组成，增强的陆地风化作用导致向海洋输入的生物营养元素增加（特别是P），进而促进海洋初级生产力和有机碳埋藏增加，最终导致增氧事件的发生（图4）。
图4 华北延庆干沟剖面高于庄组中部地球化学数据
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