寒武紀—奧陶紀時期海水與現代海水成分截然不同 屬「方解石海」

奧陶紀石鹽中的原生（左）與次生流體包裹體（右）

（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院南京地質古生物研究所：地球上的海水成分並非一成不變的，根據海相非生物殼碳酸鹽岩的成分推測，地質歷史時期海水的成分在富Ca低SO4的「方解石海」與富Mg高SO4的「文石海」之間波動，目前大量礦物學證據顯示，寒武紀—奧陶紀時期海水與現代海水成分截然不同，屬於富Ca低SO4的「方解石海」。

從海水中蒸發形成的石鹽礦物，其蒸發階段捕獲的原生流體包裹體可以直接記錄當時的原始海水的成分，為海水成分的研究提供了不可多得的寶貴材料。然而，奧陶紀時期海洋水體的成分，一直沒有來自石鹽流體包裹體的直接證據。整個地質歷史時期，奧陶紀石鹽沉積十分稀少，只有在中國鄂爾多斯盆地的奧陶紀馬家溝組的地層中保存了巨厚的奧陶紀石鹽。

中國科學院南京地質古生物研究所孟凡巍副研究員、中國地質科學院的張永生研究員與國內外的地質學家合作，在奧陶紀馬家溝組石鹽中發現了原生的石鹽流體包裹體，並對其滷水成分進行了系統分析。研究結果表明該時期海水的成分與寒武紀相似，屬於富Ca低SO4的「方解石海」。

海水成分的變化與早期生物礦化緊密相關，目前有觀點認為，寒武紀時期海水成分轉變為富Ca離子的「方解石海」，導致以前生活在「文石海」的軟軀體後生動物為了排出有毒的Ca離子，於是產生了鈣質的外殼，進而出現了寒武紀生命大爆發。隨後的奧陶紀時期，海洋處於長期穩定而溫暖的環境，發生了「奧陶紀生物大輻射」事件，較低的生物分類單元（目、科、屬和種級別）多樣性大量增加，海洋生物的丰度和分異度達到了一個高峰，分異度幾乎是寒武紀的三倍。同時奧陶紀海水成分也表明與其他地質時代相比，該時期海水中的鉀離子更高，是一個十分適宜形成鉀鹽沉積的時期。

該論文近日在線發表於國際學術期刊Geological Quarterly上，本研究得到國家自然科學基金與中國科學院國際合作局「俄烏白項目」的支持。

論文信息：Fanwei Meng, Yongsheng Zhang, Anatoliy R. Galamay, Krzysztof Bukowski, Pei Ni, Enyuan Xing, Limin Ji, 2018. Ordovician seawater composition: evidence from fluid inclusions in halite. Geological Quarterly, 62 (2): 344-352.

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