简介:两种气体,氮气和氧气,以压倒优势的状态主导着地球的大气圈。氮气是原生的,而且其存在和丰度不是生物过程所驱动的;相反,氧气是生物通过水的氧化作用而连续产生的,这个氧化作用得到了太阳光的能量驱动。氧气,一种对动物生命进化最为关键的气体,是如何变成大气圈中丰度第2的气体?问题并非以前所设想的那么简单;为了了解大气圈氧化的时间进程,我们不但要知道氧气是什么时候而且是如何第1次出现的,而且还要知道氧气是如何在大气圈中保持一个高浓度的。可以肯定的2个事实是:地球最早期的大气圈是缺乏氧气的,而今天的大气圈则为21%的氧气所组成。需要特别强调的是,大多数古代大气圈氧气水平的地质标志,只是意味着存在与缺乏,而且发生在以下2个时间点的大多数事件是高度不肯定的;但是,一系列地质证据已经表明,大气圈氧气含量水平上升的时间进程发生在2个时间点上:(1)一个从缺氧的到含氧的大气圈的转变,大致发生在2.0-2.5Ga期间,这个转变就是著名的巨型氧化作用事件(GOE);(2)发生在前寒武纪—寒武纪过渡时期的大约540-850Ma的第2次巨型氧化作用事件(GOE-Ⅱ),被进一步命名为新元古代氧化作用事件(NOE)。GOE与NOE,就得出了地球大气圈氧气含量水平上升三段式的盛行图像。随着研究的深入,得到了以下重要认识:如果说大气圈氧气含量的总体增加,从太古宙微不足道的水平增加到今天21%,是由于氧气生产作用增强的结果而代表了一个复杂的地球生物学过程的话,那么,这个过程则发生在随着侵蚀作用与沉积作用相对于火山活动而变得更加重要的状况下,更进一步讲,叠加在这个总体趋势下的则是一系列的阶梯式的氧气含量水平上升,这与超大陆聚合作用之后异常高的沉积作用周期是相联系的,从而进一步说明了大气圈
简介:在阿拉斯加北极野生动物保护区内,沿着1002评估区的东南部边缘,通过岩相学、流体包裹体和裂隙胶结物的稳定同位素分析与锆石裂变径迹相结合所提供的证据表明,布鲁克斯山脉褶皱断裂带内气体的产生和形变之间有着明显的联系。所采集的三叠系和侏罗系岩石样品中石英胶结裂隙包括堵塞裂隙结构、闭合微裂隙、弯晶和流体包裹体群。这表明,胶结作用分别发生在形变之前、之中和之后。裂隙样品中流体包裹体的均一温度(175-250℃)和温度变化趋势说明了胶结物形成于地层由埋深到抬升的过渡阶段以及地层抬升的早期。在Shublik组和Kingak组的页岩中,富甲烷(干气)包裹体所获得的物质具有很高的热成熟度。通过对这些富甲烷包裹体进行压力模拟得知,在裂隙被胶结的过程中,孔隙流体具有异常高压。该地区的锆石裂变径迹数据记录了64±3百万年前沉积期后的剥蚀作用,这与布鲁克斯山脉早期的构造变形有关。闭合温度为225-240℃,与Shublik组和Kingak组的地层中富含水和干气包裹体的均一温度相重叠。这种时温关系表明了裂隙的胶结作用发生在布鲁克斯山脉发生构造变形的早期,富干气包裹体则证明了这个时期Shublik组和Kingak组的烃源岩已经超过了油气生成的最高温度,构造圈闭已经形成。因此,烃类生成期与构造变形相关,给这个地区的天然气的勘探工作造成了很大风险。然而,有机质高的热成熟度又表明了可能已经有大量的气体生成。