塔里木盆地晚奥陶世Guttenberg碳同位素漂移事件(GICE)的高精度U-Pb年代学约束及其全球碳循环意义

本期推荐：为解决Guttenberg碳同位素漂移事件(GICE)年代学框架缺失问题，中国地质大学（北京）团队通过塔里木盆地杨吉坎剖面δ13 Ccarb 化学地层学重建与CA-ID-TIMS高精度U-Pb锆石定年(453.29±0.15 Ma)，首次证实GICE在华南、北美与塔里木盆地的同步性，揭示其与海平面上升、初级生产力增强的关联，为晚奥陶世碳循环扰动机制研究提供关键年代学标尺。

　　

在探索地球历史重大气候事件的拼图中，晚奥陶世Guttenberg碳同位素漂移事件(GICE)始终是个引人入胜的谜题。这个发生在约4.5亿年前的全球性碳循环扰动事件，表现为碳酸盐碳同位素(δ¹³
C_carb
)显著正偏，与当时气候变冷、海平面波动密切相关。然而长期以来，科学家们面临一个关键瓶颈——缺乏与GICE直接关联的高精度年代学数据，导致无法确认其是否属于全球同步事件，也难以深入解析其驱动机制。

中国地质大学（北京）联合国内外团队选择塔里木盆地杨吉坎剖面作为突破口。这个位于西北中国的古老盆地保存了完好的晚奥陶世海相地层，前期研究已暗示可能存在GICE记录。研究人员通过创新性地结合碳酸盐碳同位素化学地层学与火山灰层高精度定年技术，首次为亚洲大陆的GICE事件提供了精确的年代学锚点。

研究团队运用三大关键技术：1) 对82件碳酸盐样品进行δ¹³
C_carb
和δ¹⁸
O_carb
稳定同位素分析，建立高分辨率化学地层曲线；2) 采用化学研磨-同位素稀释-热电离质谱(CA-ID-TIMS)技术对火山灰层锆石进行U-Pb定年，精度达±0.15 Myr；3) 通过区域地层对比，将塔里木盆地记录与北美Millbrig火山灰层、华南剖面进行时空关联。

δ¹³
C_carb
和δ¹⁸
O_carb
结果
杨吉坎剖面δ¹³
C_carb
值呈现明显正偏(0.44-2.73‰)，δ¹⁸
O_carb
值(-6.69至-4.56‰)排除成岩作用干扰。同位素交叉分析显示该信号符合原始海洋记录特征，确认了GICE事件在塔里木盆地的存在。

GICE的区域对比
通过50公里外Dawangou辅助全球层型剖面的生物地层学标定，结合新获得的火山灰CA-ID-TIMS年龄(453.29±0.15 Ma)，证实塔里木盆地GICE与北美Millbrig火山灰层、华南记录处于同一时间窗口(误差范围内)，首次实现跨大陆的精确年代学关联。

驱动机制探讨
三大陆GICE事件与区域性海平面上升期高度吻合，支持"生产力增强-有机碳埋藏"假说。火山活动释放的营养物质可能刺激海洋初级生产力，导致大气CO₂
下降(Δ¹³
C差值缩小)，为后续Hirnantian冰期奠定环境基础。

这项发表于《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》的研究具有三重突破意义：技术上，建立了火山灰层定年与化学地层学的联合研究方法；理论上，确认GICE是响应全球碳循环扰动的同步事件；应用上，为能源勘探提供了新的地层对比标志。Junjie Xu、Jahandar Ramezani等作者强调，该成果不仅完善了奥陶纪年代地层框架，更启示现代气候变化研究——地质历史中的碳循环扰动往往与生物地球化学过程的级联反应相关，这对理解当前全球变暖背景下海洋碳汇变化具有类比价值。