中三叠世鄂尔多斯盆地长7段氮循环与Mo-U富集的主控因素：对巨型高生产力湖泊氧化还原条件与超有机质富集的启示

针对中三叠世鄂尔多斯盆地长7段黑色页岩中氮同位素与氧化还原敏感元素（RSTE）富集机制争议，研究人员通过分析δ15 Nbulk 、δ15 Nker 及Mo-U地球化学指标，揭示陆源碎屑输入主导氮循环、硫化吸附驱动Mo-U富集，提出深湖化学跃层与金属imnetic氧最低带模型，为EPME后生态恢复与超有机质富集机制提供新见解。

　　

中三叠世（约2.415亿年前）的鄂尔多斯盆地曾发育一个面积达6.5×10⁴
km²
的巨型深水湖泊，其长7段黑色页岩记录了地球历史上最大规模有机碳埋藏事件之一。这一时期的沉积环境对理解二叠纪末大灭绝（EPME）后生态系统恢复至关重要。然而，火山热液活动与陆源碎屑输入的干扰使得氮（N）同位素与氧化还原敏感元素（如Mo、U）的富集机制长期存在争议——究竟是缺氧硫化（euxinic）还是氧化条件主导？这一问题的答案直接关系到对当时湖泊生产力与碳循环的认知。

为解决这一难题，中国科学院广州地球化学研究所的研究团队对鄂尔多斯盆地中部Yishan斜坡的L57井岩芯展开系统分析，结合氮同位素（δ¹⁵
N_bulk
、δ¹⁵
N_ker
）与RSTE地球化学指标，首次揭示了长7段氮循环与金属富集的多因素控制机制，相关成果发表于《Marine and Petroleum Geology》。

关键技术方法
研究选取22个长7₂
-长7₃
段样品，通过元素分析仪测定总氮（TN）与有机碳（TOC），利用同位素质谱分析δ¹⁵
N_bulk
与δ¹⁵
N_ker
（干酪根氮同位素），结合ICP-MS测定Mo、U等元素含量并计算富集系数（Mo_EF
、U_EF
）。通过热解氢指数（HI）评估有机质类型，并采用沉积速率模型计算有机碳积累速率（OCAR）。

研究结果

1. 氮循环的陆源控制与同位素分馏
长7段TN平均含量达1.11%，其中65%为无机氮，表明陆源碎屑输入显著。δ¹⁵
N_bulk
（平均2.4‰）低于δ¹⁵
N_ker
（平均4.5‰），证实陆源低δ¹⁵
N物质稀释效应。值得注意的是，热成熟度与残留油对有机氮同位素影响微弱，增强了δ¹⁵
N_ker
在古环境重建中的可靠性。

2. Mo-U富集的硫化吸附机制
Mo_EF
与U_EF
分别高达90.8和13.9，远超地壳平均值。这种异常富集主要归因于硫化矿物与有机质在缺氧-硫化底层水中的强吸附作用，辅以热液活动的贡献。Mo-U协变模式指示水体存在化学跃层，与现代黑海硫化环境相似。

3. 氧化还原分层的生物地球化学证据
δ¹⁵
N_ker
在深湖相呈现递减趋势（4.5‰→3.5‰），结合Mo-U分布，揭示出湖盆边缘存在金属imnetic氧最低带（OMZ）。该带内反硝化作用主导氮循环，但固氮作用贡献显著，硝酸盐与铵盐成为限制性营养盐。

结论与意义
研究首次阐明长7段超有机质富集的三重驱动机制：全球变冷促进EPME后生态复苏、火山热液增强营养输入、缺氧硫化水体抑制有机质降解。δ¹⁵
N_ker
与RSTE的组合分析为古湖泊氧化还原重建提供了新范式，其揭示的"高生产力-强分层"模式对理解中生代碳循环突变具有启示意义。该成果不仅厘清了鄂尔多斯盆地页岩油形成的古环境背景，也为全球范围内类似地质事件的解读提供了可比案例。