原標(biāo)題：Geology:二疊紀(jì)末期大規(guī)模滅絕前 強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)的Zn同位素證據(jù)

從首次生命大爆發(fā)開始，在6億年地球生命演化歷程中，曾發(fā)生過5次導(dǎo)致生命大滅絕的災(zāi)難，其中第4次災(zāi)難最大最嚴(yán)重，發(fā)生在距今約2.5億年的二疊紀(jì)末期，導(dǎo)致了90%以上的海洋生物物種和70%的陸地生物物種急劇滅亡。此次生命大滅絕的原因，一直是全世界地質(zhì)學(xué)家長期關(guān)注和努力探求的自然之謎，對人類乃至整個(gè)地球生命的延續(xù)具有重要意義。

隨著高精度的同位素和天文年代學(xué)技術(shù)發(fā)展，該次生物滅絕過程的持續(xù)時(shí)間已被界定在距今251.941±0.037至251.880±0.031百萬年（10萬年以內(nèi)），與當(dāng)時(shí)發(fā)生的西伯利亞大火成巖省巖漿快速噴發(fā)具有同時(shí)性，這就引出了一個(gè)合理的猜想：西伯利亞大火成巖省的火山作用，造成了當(dāng)時(shí)海洋環(huán)境巨變，導(dǎo)致海洋生物的滅頂之災(zāi)。在當(dāng)時(shí)的海水中找到海洋環(huán)境巨變的直接證據(jù)，成為近幾年地質(zhì)學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題。

 

 

圖1. A:二疊紀(jì)-三疊紀(jì)過渡時(shí)期眉山(華南)的剖面古地理位置；B,南方二疊紀(jì)晚期古地理,及中國梅山剖面(紅星)位置示意圖

 

 

圖2  華南梅山剖面二疊-三疊系界線的巖石地層學(xué)和鋅同位素、鋅濃度和碳同位素變化

碳酸鹽巖是典型的海洋沉積物，其中的Zn2+同位素含量對海水的環(huán)境變化非常敏感，可以指示當(dāng)時(shí)的海洋環(huán)境。我校劉盛遨教授及其合作者精確測定了浙江長興金釘子剖面碳酸鹽巖中的Zn同位素含量和高精度天文年代。研究發(fā)現(xiàn)，在二疊紀(jì)末生物滅絕前3.5萬年，海水中Zn含量就已急劇升高（圖1），說明此時(shí)的海洋輸入了大量來自火山灰、火山熱液的Zn。

 

 

圖3 Zn同位素變化圖

    研究結(jié)果表明，西伯利亞大火成巖省巖漿快速噴發(fā)在生物滅絕前約3.5萬年，短時(shí)間內(nèi)大規(guī)�；鹕阶饔檬勾罅康幕鹕絿姲l(fā)物進(jìn)入海洋，導(dǎo)致海洋環(huán)境發(fā)生巨變，引發(fā)了第4次地球生命大滅絕。

 

 

上述成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)刊物《Geology》上：Liu, S.-A., Wu, H., Shen, S. Z., Jiang, G., Zhang, S., Lv, Y., Zhang, H., Li, S., 2017. Zinc isotope evidence for intensive magmatism immediately before the end-Permian mass extinction. Geology, 45 (4), 343–346.

來源: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）科學(xué)研究院