三疊紀(jì)末海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了舉世矚目的生物滅絕事件，與之相關(guān)的三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交的古氣候變化研究是揭示生物滅絕起因的關(guān)鍵。晚三疊世中大西洋巖漿區(qū)（Central Atlantic Magmatic Province）強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)導(dǎo)致全球氣候大擾動(dòng)是其重要假說之一，前人研究多聚焦于距大西洋火成巖省較近的低緯度古特提斯洋邊緣地區(qū)三疊系-侏羅系界線。這種變化在高緯度大陸地區(qū)是否存在？這一關(guān)鍵問題一直沒有得到很好回答，從而制約了對三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交古氣候變化的全球性認(rèn)識。
針對上述科學(xué)問題，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院許文良教授團(tuán)隊(duì)的博士研究生邢愷晨和王楓教授（通訊作者）等人，聯(lián)合美國華盛頓大學(xué)非傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室Fang-Zhen Teng教授和中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李明高級工程師，對早中生代期間位于高緯度地區(qū)的新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣的一套連續(xù)沉積的三疊系—侏羅系陸相剖面（郝家溝組-八道灣組，圖1）進(jìn)行了全巖主微量元素和Mg-Cu-Zn同位素系統(tǒng)研究（圖2），得到如下認(rèn)識：
圖1 （a）準(zhǔn)噶爾盆地古地理位置復(fù)原圖（據(jù)Sha et al., 2015）；
（b）準(zhǔn)噶爾盆地自然地理位置（據(jù)Sha et al., 2015）；
（c）準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造地質(zhì)圖（據(jù)Bian et al., 2010）.
（1） 與典型的上地殼物質(zhì)（如黃土、頁巖和其他沉積巖等）相比，大多數(shù)樣品具有更高的Mg同位素組成（圖3），反映了該時(shí)期強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用。
（2） 沉積地層的Zn同位素組成變化較大（δ66Zn=0.05‰ to 0.24‰），δ66Zn與樣品的鐵含量呈正相關(guān)，與CIA值呈負(fù)相關(guān)，且與δ65Cu和δ26Mg解耦。因此，推測Zn同位素的變化主要受鐵錳氧化物吸附以及風(fēng)化作用的控制。Zn同位素的整體變化特征反映了三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交研究區(qū)還原的沉積環(huán)境以及化學(xué)風(fēng)化程度逐漸增大的趨勢。
（3） Cu同位素的組成變化較小，推測是由于Cu在還原的沉積環(huán)境下活動(dòng)性降低導(dǎo)致的。
（4） 化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度變化可以有效地揭示古氣候的溫度和濕度變化，樣品的Mg-Zn-Cu同位素變化特征所反映的強(qiáng)烈且逐漸增大的化學(xué)風(fēng)化程度指示了三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交溫暖濕潤并且逐漸趨于炎熱潮濕的氣候。
（5） 通過與全球其他經(jīng)典的三疊系-侏羅系界線剖面對比，認(rèn)為在三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交，高緯度地區(qū)的氣候變化可以與同時(shí)期全球其他地區(qū)的氣候變化相聯(lián)系，表明在遠(yuǎn)離泛大陸的高緯度大陸地區(qū)，其氣候變化依然受到該時(shí)期大西洋大火成巖省噴發(fā)的影響。
圖2 研究區(qū)三疊系-侏羅系界線沉積巖樣品的Mg-Zn-Cu同位素組成和CIA值（其中虛線為三疊系-侏羅系界線）
圖3 典型上地殼物質(zhì)的δ26Mg分布直方圖（其中綠色曲線代表高斯分布，數(shù)據(jù)來源：Li et al., 2010; Huang et al., 2013; Wang et al., 2015）
上述研究成果已發(fā)表于國際地學(xué)權(quán)威期刊《Chemical Geology》。
Kai-Chen Xing (邢愷晨), Feng Wang* (王楓), Fang-Zhen Teng, Wen-Liang Xu (許文良), Ming Li (李明), Yue-Wu Sun (孫躍武), De-Bin Yang(楊德彬). High-latitude climatic response across the Triassic-Jurassic boundary recorded by Mg-Cu-Zn isotopes. Chemical Geology, 2022, 610: 121085. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2022.121085. 原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254122003795
該項(xiàng)研究受南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專項(xiàng)項(xiàng)目（GML2019ZD0202）和國家自然科學(xué)基金的（42022013）聯(lián)合資助。
