化石记录表明，距今约2.6亿年的二叠纪晚瓜德鲁普统发生了一次生物大灭绝事件，它代表了地质历史中最为严重的生物灭绝事件之一。这一生命灭绝事件的全球意义是由已故国际著名古生物学家金玉玕院士1994年首次提出，并随后在广西来宾地区建立了该时期全球对比标准剖面（GSSP，又称“金钉子”剖面）。在过去的20年，地球科学家们对世界各地这一灭绝事件的原因和机制开展了广泛、深入的研究。研究结果表明，晚瓜德鲁普统生命灭绝事件的机制主要包括海平面的大幅度下降、长期的寒冷气候、峨眉山火成岩省的大爆发等，然而这些机制的提出存在一定的争议，因此对晚瓜德鲁普统生物大灭绝机制的探讨亟待新的手段和思路。研究生命灭绝过程中的环境因素不仅具有重要的科学意义，而且能够为未来人类活动与全球气候变化的相互影响提供重要启示。 

 

中国科学院壳幔物质与环境重点实验室沈延安教授课题组在国际上首次利用多硫同位素分析方法，在研究晚瓜德鲁普统生命灭绝机制方面取得了新的认识。相关研究成果以“Widespread shoaling of sulfidic waters linked to the end-Guadalupian (Permian) mass extinction”为题，近日发表在国际地球科学权威期刊Geology上 （Geology, 2015. 43: 1091-1094）。

 

研究者们首先对中国广西来宾地区蓬莱滩“金钉子”剖面以及铁桥剖面样品中黄铁矿的多硫同位素组成进行了精确的测定，发现了负δ34S和负Δ33S以及正δ34S和负Δ33S结合的硫同位素组成（图1）。通过硫的生物地球化学循环以及硫同位素分馏原理的分析，他们认为异常的多硫同位素组成指示了海洋中硫的生物地球化学循环发生了很大的变化，而间歇性硫化海水的上涌是这一硫的生物地球化学循环体系转变的主导因素 。详细的化石资料表明，异常的多硫同位素组成与晚瓜德鲁普统生物大灭绝事件在时间上是一致的。因此，研究者们提出硫化海水上涌是导致晚瓜德鲁普统生物大灭绝的重要因素。

 

为进一步检验这一新机制的全球性意义，研究者们对美国德克萨斯州特拉华盆地的EF 剖面进行了同样的分析，结果发现硫同位素异常和生命灭绝同样存在时间上的一致性（图1），因此硫化海水上涌在晚瓜德鲁普统生物大灭绝事件中的重要作用可能具有全球意义。 

 

图1、蓬莱滩、铁桥、EF剖面的多硫同位素组成

 

该工作的第一作者是地球和空间科学学院的博士研究生张桂洁同学。以第一作者统计，我国学者2015年度共计在Geology上发表12篇学术论文，其中研究生为第一作者3篇。该项研究工作得到国家杰出青年基金和高等学校学科创新引智计划的资助。研究者们谨以此文纪念金玉玕院士。 

 

（中科院壳幔物质与环境重点实验室、地球和空间科学学院、科研部）