华南埃迪卡拉纪陡山沱组晕苯异常峰值：燃烧事件的新证据与古氧含量瞬变假说

本研究针对前寒武纪(>538?Ma)大气低氧背景下古野火存在的争议问题，通过分析华南埃迪卡拉纪陡山沱组两组晕苯(C24 H12 )异常峰值(0.45?ng/g)，提出其可能源于Acraman陨击事件气溶胶远距离传输或微生物有机质燃烧，为地球最早野火记录(约580?Ma)和古氧含量"瞬变爆发"假说提供了关键证据。

　　

在探索地球生命演化的宏大叙事中，埃迪卡拉纪(635-538?Ma)始终笼罩着神秘面纱。传统观点认为，直到志留纪(~430?Ma)维管植物登陆后，大气氧含量(PAL)才足以支持野火燃烧。然而2005年华南陡山沱组发现的最早陆生真菌化石，以及2010年澳大利亚埃迪卡拉系陨石层上覆晕苯(C₂₄
H₁₂
)异常记录，不断挑战这一认知边界。面对古植物学与地球化学证据的矛盾，以及Acraman陨击事件(~580?Ma)年代学的不确定性，中国地质调查局等机构的研究团队选择在华南六溪剖面展开攻坚。

研究团队采用有机地球化学分析技术，对陡山沱组中部123米厚度的白云岩进行系统采样(36件)。通过广州有机地球化学国家重点实验室的GC-MS(气相色谱-质谱联用)技术测定晕苯含量，结合XRF(X射线荧光光谱)获取Al₂
O₃
等无机元素数据，并建立δ¹³
C(碳同位素)地层框架。所有样品经无水乙醇超声清洗，粉碎至200目以排除污染干扰。

结果部分揭示三大发现：

1. 古地理背景：华南板块在新元古代经历南华裂谷盆地向被动大陆边缘转化，为微生物垫发育提供浅水环境。
2. 双峰异常：在EN2碳同位素负漂移(约580?Ma)前后，分别检测到0.39?ng/g(138-146m)和0.45?ng/g(159-173m)两个晕苯峰值，远超背景值(0.01-0.03?ng/g)。
3. 元素关联：Al₂
   O₃
   含量从1.98%降至0.2%再升至2.83%，反映陆源输入波动与燃烧事件无直接相关性。

讨论部分提出突破性观点：

1. 成因机制：排除热液变质成因后，认为晕苯可能源自(1)Acraman陨击产生的气溶胶经大气环流传输，或(2)区域火山/闪电点燃的微生物有机层燃烧。
2. 古氧悖论：类比太古代"氧气瞬现"(whiffs)现象，创新性提出新元古代可能存在短期氧含量"爆发"(blasts)，突破5-18% PAL的限制。
3. 全球对比：华南峰值(0.45?ng/g)与澳大利亚记录(0.50?ng/g)相当，但远低于白垩纪-古近界(2.20?ng/g)，反映燃烧规模差异。

该研究将地球可燃生物圈记录前推1.5亿年，为理解前寒武纪陆地生态-大气协同演化提供新范式。第一作者Can Chen强调，微生物垫可能是低氧环境下新型可燃物，这一发现对重建早期陆地生态系统具有启示意义。论文发表于《Global and Planetary Change》，获得国家重点研发计划(2024YFC2814702)等资助。