華南奧陶紀鐵質沉積標識古氣候重要轉折

　　顯生宙鮞鐵巖是全球沉積型鐵礦的重要組成部分，因特殊的經濟價值、古環境及構造指示意義而受到關注。在氣候指示意義上，顯生宙鮞鐵巖被認為與溫暖熱帶–亞熱帶氣候相關。但是，奧陶紀鮞鐵巖廣泛分布于中歐、地中海、北非等古高緯岡瓦納地區，常發育在涼水型沉積中或與涼水動物群伴生，與其他地史時期鮞鐵巖指示的溫暖熱帶–亞熱帶氣候存在矛盾的現象，尚未得到解釋。

　　近期，中國科學院南京地質古生物研究所助理研究員欒曉聰與研究員吳榮昌和詹仁斌，聯合加拿大多所大學的科研人員，對發育在華南中–上奧陶統的一套鮞鐵巖開展研究。

　　前期研究發現，這套鮞鐵巖發育在潟湖環境中，是奧陶紀鮞鐵巖中較少見的暖水類型；同期鐵質鮞粒沉積和鐵質微生物巖發育在較涼水環境中。這套具備不同水溫和沉積環境梯度的鐵質沉積，為多學科研究和綜合闡明奧陶紀鐵質沉積環境背景提供了獨特窗口。

　　研究顯示，全球鮞鐵巖與上升流分布的區域存在重疊，其豐度變化與全球氧同位素正偏記錄存在對應關系，在中奧陶世達瑞威爾期的增加可能標志著奧陶紀氣候從溫室向冰室的轉變。為解釋這一現象，研究提出鮞鐵巖的形成并非由水溫控制，而與微生物活動及岡瓦納大陸頻繁冷水入侵引發的上升流相關。活躍的上升流將深海缺氧富鐵海水帶入表層，豐富的微生物促進鐵氧化物沉淀，即“微生物鐵質工廠”，這一解釋得到了超微結構觀察以及鐵同位素證據的支持。

　　上述研究將這一氣候轉型機制類比于新生代蒙特雷事件，強調上升流強化對全球氣候變化的響應。這一成果解釋了全球同期鮞鐵巖在岡瓦納周緣冷水區域廣泛分布的機制，其所指示的上升流強度變化可能代表達瑞威爾期冰蓋的初步形成，從沉積學角度支持了該時期為奧陶紀氣候關鍵轉折期。同時，作為生物、礦物和氣候共演化的案例研究，該成果為理解奧陶紀生物大輻射的環境背景提供了新視角。

　　相關研究成果在線發表在《地質學》（Geology）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項等的支持。