峨眉山大火成岩省热裂解甲烷释放对晚二叠世生物灭绝事件的影响机制

针对峨眉山大火成岩省(ELIP)热事件对四川盆地古油藏破坏及甲烷释放量的争议，Chen等通过贵气体同位素与甲烷团簇同位素技术，证实ELIP引发的异常热事件主导了晚二叠世高温甲烷快速生成与释放，为全球碳循环与生物灭绝事件提供了新机制。研究挑战了传统埋藏热演化理论，发表于《Nature Communications》。

　　

在地球历史上，晚二叠世生物大灭绝事件一直是科学家们试图破解的谜团。传统理论认为西伯利亚火山活动是主要诱因，但近年来，中国西南部的峨眉山大火成岩省(ELIP)作为全球三大火成岩省之一，其与灭绝事件的关联性引发激烈争论。问题的核心在于：ELIP的热事件能否对远离喷发中心的四川盆地产生实质性影响？盆地内古油藏的快速裂解是否与ELIP相关？释放的甲烷规模是否足以改变全球气候？

针对这些争议，来自广东石油化工学院等机构的研究团队在《Nature Communications》发表重要回复，通过多学科证据系统反驳了质疑观点。研究首次将贵气体同位素(³He/⁴He)与甲烷双团簇同位素(¹³CH₃D和¹²CH₂D₂)技术结合，证实ELIP引发的异常热事件导致四川盆地古油藏发生大规模热裂解，释放的高温甲烷可能对晚二叠世气候突变产生重要影响。

关键技术方法包括：1) 贵气体同位素分析揭示地幔来源³He信号；2) 甲烷团簇同位素测温确定最高裂解温度达296°C；3) 古温度模型(MX23和GSIW)重建热演化史；4) 对四川盆地震旦系-古生界储层固体沥青的地球化学分析。

ELIP事件对四川盆地中部产生显著影响
研究指出，尽管四川盆地位于ELIP外围带，但地幔柱头部的"指状突起"(plumelets)可通过岩石圈减薄区域延伸至盆地下方。Li等(2024)的最新地幔柱解剖研究为此提供了佐证。盆地内检测到的高³He/⁴He比值和114 mW/m²的超高热流值，共同支持ELIP的热-构造异常足以引发有机质快速裂解。

ELIP主导古油藏破坏
相比塔里木盆地等经历深埋藏的同期储层，四川盆地震旦系-古生界储层普遍发育干气与大量固体沥青，这种差异无法用缓慢埋藏热解解释。Yang等(2024)在震旦系灯影组发现的258.4±7.3 Ma流体包裹体记录，直接证明油藏裂解时间与ELIP活动期吻合。Re-Os同位素定年虽可能受后期改造重置，但结合300°C以上的流体包裹体均一温度，仍支持ELIP相关热液活动的主导作用。

高温甲烷释放量未被高估
针对质疑，研究强调工业天然气储量概念不适用于地质尺度甲烷排放评估。Xiong等(2016)模型计算显示，ELIP事件可能导致四川盆地及周边地区产生远超传统估计的甲烷量。Gou等(2022)指出，二叠纪末已有>20%原油和>6%天然气完成生成，为ELIP期间的二次裂解提供了充足烃源物质。

古温度模型的不确定性分析
反驳了质疑方关于灯影组最高埋藏温度仅250°C的观点，指出多独立研究(包括Zhu等2022)一致确认该层位经历220-229°C温度，与模型预测相符。而甲烷团簇同位素记录的296°C高温明显超出埋藏热效应范围，且盆地内低H₂S含量(≤1.51%)排除了热化学硫酸盐还原(TSR)导致干气形成的可能性。

这项研究的意义在于：1) 建立了ELIP热事件-油藏裂解-甲烷释放-气候变化的完整链条；2) 提出地幔柱外围效应可通过"指状突起"影响远端盆地的新机制；3) 为理解超深油气形成与生物灭绝事件关联性提供新视角。研究挑战了传统石油地质学理论，强调异常热事件在油气系统演化中的关键作用，对全球碳循环模型构建具有重要启示。