埃迪卡拉纪（635–538 Ma）是地球宜居性演化的关键时期。然而，埃迪卡拉纪的时间框架精度远不及显生宙，其内部年代学约束的不足严重阻碍了全球地层对比和埃迪卡拉系内部地层划分的进展，也导致生物地球化学循环扰动的时间约束及其驱动机制存在广泛争议。旋回地层学通过识别沉积记录中的米兰科维奇周期，并利用特定轨道周期作为时间-深度校准的“节拍器”，可为深时沉积序列建立高分辨率的天文年代框架。

近日，中国科学院南京地质古生物研究研究团队联合国际研究团队，基于华南宜昌雾河岩芯样品，建立了埃迪卡拉纪目前时间跨度最长的连续天文年代标尺（635.1 ± 0.6 Ma 至 568.3 ± 6.8 Ma）。该标尺为埃迪卡拉纪地球化学扰动和生物群演替提供了新的年龄约束，揭示了Shuram碳同位素负漂移事件在全球纪录中的显著时间异质性，以及华南台内盆地碳同位素扰动与二级海平面变化之间的耦合关系。相关论文近日发表于国际学术期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）。

研究团队对陡山沱组钻井岩芯开展了米级无机碳同位素（δ¹³C_carb）分析、5厘米间距自然伽马（GR）测井以及毫米级XRF岩芯扫描。团队创新性地引入重现性分析方法（图1），结合多指标联合分析，实现了长时间尺度上天文年代标尺的连续构建。此外，研究综合考虑了绝对年龄锚点、长偏心率周期、各段内天文调谐的不确定性以及误差的累积与传播，最终给出了带有量化不确定性评估的年龄模型。

根据天文年代学研究，华南台内盆地记录的主要地球化学扰动和生物群得到新的年龄约束（EN3/DOUNCE触发≤ 584.2 ± 5.2 Ma，持续时间12.2 ± 1.4 Myr–15.9 ± 1.7 Myr；EN2/BAINCE：≤ 599.5 ± 3.2 Ma至≤ 593.2 ± 4.0 Ma；WANCE最负值≤ 613.9 ± 2.0 Ma；大型带刺疑源类：632.5 ± 0.48 Ma至≤ 584.2 ± 5.2 Ma；蓝田生物群：~616 Ma至~593 Ma；瓮安生物群：≤ 613.9 ± 2.0 Ma至≤ 584.2 ± 5.2 Ma；庙河生物群：晚于568.3 ± 6.8 Ma至~550 Ma）（图2）。

前人研究大多认可Shuram碳同位素负漂移事件的全球可对比性，将其作为全球地层划分对比的标准参照。本研究基于天文年代学为Shuram碳同位素负漂移事件提供了时间异质性的全新视角。华南台内盆地记录的Shuram碳同位素负漂移事件（EN3/DOUNCE）可能比广海记录更早触发且持续时间更长，尤其是其触发过程更缓慢（δ¹³C_carb从0‰漂移至最低值历经~4.2 ± 0.4 Myr），其触发速率大约比阿曼记录的Shuram碳同位素负漂移事件触发慢3.5倍（图2）。这一发现提示，未来对Shuram碳同位素负漂移事件触发机制及生物地球化学扰动的研究应考虑δ¹³C变化在时空上的异质性。

为进一步探究埃迪卡拉纪浅海碳循环时间异质性的可能驱动因素，研究团队基于岩石学、天文校准的沉积速率以及时间域ρ1（一阶自相关系数）模型，重建了华南台内盆地约67个百万年尺度相对海平面变化。结果显示，该盆地碳同位素的负漂移事件与“M”形二级海平面变化之间存在高度的耦合关系（图3）。这一海平面重建结果为理解埃迪卡拉纪碳同位素扰动提供了一种可能的动力学解释，并且能够与先前关于沉积学和古地理学、碳循环、大气与海洋氧化还原状态、海洋磷循环以及大陆风化作用等方面的研究结果相互印证，形成较为协调的整体认识。

研究得到中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金及VUB战略研究计划‌等资助。

图1 华南宜昌雾河钻孔中陡山沱组的综合地层剖面。(a)与高分辨率岩性柱状图对齐的δ¹³C(‰，VPDB)曲线;(b)自然伽马(GR)测井曲线;(c)GR的重现性分析; (d)重现性分析的确定性(DET)水平

图2 华南地区经天文年代校准的δ¹³C(‰，VPDB)框架，以及天文校准的沉积速率、华南埃迪卡拉纪化石带延限以及时间域GR序列的ρ1模型

图3 二级海平面振荡驱动的华南EN3/DOUNCE地球化学模式3D概念图