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埃迪卡拉纪至早寒武世(ca.635-520Ma)是地球生命历史中的一个重要的演化阶段，主要特点有早期后生动物的繁盛和寒武纪生命大爆发。生命微量元素如硒、砷等对生物体正常功能具有重要作用。生物体本身不能合成生命微量元素，必须从外界环境中获取。生命微量元素的阈值一般较窄，其缺乏对生物体产生不利影响，适当的增加却可以促进生物体的生长，而过量则可能会致癌、致突变及致畸变等。然而，到目前为止，埃迪卡拉纪至早寒武世地层中硒、砷等生命微量元素的含量分布变化规律还不清晰。另外，埃迪卡拉纪至早寒武世地层硒、砷等生命微量元素的含量分布变化与该时期生物发生、发展、繁盛和变革的可能关系缺乏研究。本文以我国南方扬子地台湖北三峡地区和云南晋宁地区为主要研究区，以华南褶皱带广东广宁地区和华北地台安徽淮南八公山地区为对比区。以埃迪卡拉系至下寒武统中常量元素、微量元素、稀土元素及总有机碳等的分布变化规律为研究对象，结合已有的碳稳定同位素数据和古生物地层层序，探讨该时期硒、砷等生命微量元素的含量分布变化规律及其与该时期生物发生、发展、繁盛和变革的可能关系。本研究主要取得以下结果和认识: (1)与上地壳相比，三峡地区埃迪卡拉系至下寒武统中硒(Se)、镉(Cd)、砷(As)和钼(Mo)为最富集的微量元素组，其富集系数EF的均值依次为26.97、10.66、9.66和5.35。同时，也是富集系数变化最大的微量元素，富集系数EF的最大值和最小值的差值依次为601.2、1663.6、131.0和192.6，其含量范围分别为10-5＞～30.08、0.02～163.05、5×10-5＞～196.45及0.02～288.95mg/kg，均值分别为1.35、1.04、14.49和8.03mg/kg。晋宁地区埃迪卡拉系至下寒武统中，Se、As和Mo同样为最富集的元素和变化最大的元素组，EF的均值依次为17.28、13.40和3.62，含量变化范围依次为0.01～6.08、0.59～223.21和0.01～87.94mg/kg，均值分别为0.86、20.11和5.42mg/kg，EF的差值分别为121.50、148.41和58.62。 (2)三峡地区Se、As和Mo在成冰系南沱组、埃迪卡拉系陡山沱组、灯影组、穿时地层岩家河组（前寒武纪/寒武纪）、下寒武统水井沱组、石牌组和天河板组下部中富集系数EF均值分别为2.29，24.72，2.48，54.45，92.58，1.95，1.24、3.64，9.32,2.60,14.23,28.48,1.69,1.19和0.37,2.72,1.15,14.43,40.14,0.29,0.10。其中，Se、As和Mo在陡山沱组Ⅰ段（陡Ⅰ）、陡Ⅱ、陡Ⅲ、陡Ⅳ、灯影组蛤蟆井段、石板滩段和白马沱段中EF均值分别为1.36，13.14，8.82，249.70，3.43，2.04，2.57、2.0,9.26,3.48,31.71,2.6,7.63,0.98,1.78和0.1,0.36,0.76,43.39,0.2,0.13和2.24。三峡地区埃迪卡拉系和下寒武统中Se、As和Mo的EF值相对南沱组显著增加，分别增加12.19、2.49和14.60倍，并且在陡山沱组、岩家河组和水井沱组中Se,Mo和As的EF值相对于南沱组的显著增加，其中Se分别增加10.81，23.82和40.51倍，As分别增加7.43，3.91和7.83倍，Mo分别增加2.56，39.39和109.63倍。在晋宁地区Se、As和Mo在渔户村组和黑林铺组中EF均值分别为7.68,21.29、8.31，15.53和0.96、4.73。并且Se、As和Mo在渔户村组白岩哨段上部、小歪头山段、中谊村段、大海段、黑林铺组石岩头段和玉案山段下部中EF均值分别为9.24,2.49,4.37,18.27,19.76,30.51、8.41,5.04,10.31,9.20,13.52,27.61和0.91,0.29,1.61，0.89，2.18，19.97。其中，Se、As和Mo在玉案山段下部和石岩头段中富集程度最强，并且在下寒武统中的EF值相对于埃迪卡拉系灯影峡阶白岩哨段上部分别增加1.93、1.70和5.27倍。 (3)三峡地区和晋宁地区埃迪卡拉系至下寒武统中Se、As和Mo的富集程度的变化呈现出相似的变化规律。三峡地区中Se和As的显著富集的层位(EF＞10)主要包括陡Ⅱ下部、陡Ⅱ上部、陡Ⅲ顶部、陡Ⅳ、岩家河组底部和上部、水井沱组下部和上部，其中Se的EF均值分别为27.79，35.27，35.20，249.7，133.73，42.3，144.09和76.63，As的EF均值分别为5.58，12.38，6.06，31.71，27.63，13.7，42.19和25.82。而Mo的显著富集层位与Se和As的显著富集层位中的陡Ⅳ及之后的层位一致，在其下部Se和As发生显著富集层位，Mo的富集系数尽管较低，但仍表现出更富集的趋势，其EF均值分别为0.58，0.54，2.84，43.39，38.11，9.98，54.49和43.22。浓集系数CC（与同类岩性平均含量相比）和富集系数EF(Al或Th标准化之后的富集系数)在这些显著富集层位中同样出现峰值。晋宁地区Se的显著富集的层位主要包括白岩哨段上部、石岩头段下部和玉案山段下部，其EF均值分别为29.67，33.80和30.51，此外在个别层位如中谊村段中部和石岩头段中部层位中Se也具有显著富集现象。As的显著富集层位与Se的类似，分别发生在白岩哨段上部、中谊村段、石岩头段下部和玉案山段下部，其EF均值分别为17.05，10.93，22.65和27.61。Mo的显著富集层位主要在玉案山段的下部，而在Se和As显著富集层中Mo的富集系数同样表现出峰值，其在白岩哨段上部、石岩头段下部和玉案山段下部的EF均值分别为1.93，3.48和19.97。 (4)三峡地区陡Ⅱ下部疑源类出现的层位Se、As和Mo的EF值分别为50.60，5.87和0.72，在陡Ⅱ下部可能最早的海绵动物出现的层位Se、As和Mo的EF值39.80，7.59和0.67。具刺疑源类和后生动物胚胎的大量分异出现在陡山沱组Ⅲ段中下部，该层位中Se、As和Mo的EF均值分别为10.26、4.67和0.95。在庙河生物群（陡Ⅳ）繁盛之前，陡Ⅲ最顶部0.2m的白云岩中Se异常富集，并且As和Mo的富集程度也较高，EF值分别为35.20、6.06和2.84，并且在陡Ⅳ中Se、As和Mo均显著富集，EF均值分别为249.70，31.71和43.39。小壳生物首次出现在岩家河组第Ⅱ岩性段硅磷质内碎屑白云岩中，并且在之后分异程度明显增加，Se和As在岩家河组第Ⅰ段顶部2.5m的层位中显著富集，EF分别为76.30和13.50。Mo在第Ⅰ段的顶部0.4m的层位中显著富集(MoEF=12.60)。在岩家河组上部（从Ⅱ岩性段至顶部）层位中，Se、As和Mo均表现出显著富集(SeEF=32.59，AsEF=13.76，MoEF=10.37)。该地区三叶虫在水井沱组顶部首现，该组顶部9.0m的层位中Se、As和Mo均显著富集，EF均值分别76.63，43.22和25.82。晋宁地区小壳生物首现在小歪头山段底部之上0.8m（A点），本研究数据表明，在小歪头山段底部0.5m处，Se、As和Mo的EF值分别为6.34、4.69和0.18，其中Se的富集程度(SeCC=4.53;SeEF=85.31)相对其下伏地层显著增加，As的富集程度(AsCC=1.64;AsEF=63.18)略有增加，而Mo的富集程度（MoCC=0.63;MoEF=2.49）却有所减弱。小壳动物化石的突然繁盛（B点）发生在在中谊村段顶部0.3m处，在中谊村段顶部0.5m处Se、As和Mo的富集系数EF的值依次为44.8、568.7和15.21。华南最早的三叶虫出现在玉案山段底部之上2.4m（D点），而Se、As和Mo在玉案山段下部均显著富集。 (5)三峡地区埃迪卡拉系和下寒武统中Se、As显著富集层位中，陡Ⅲ顶部和陡Ⅳ位于δ13C的负峰值区域(N3)的上部，水井沱组上部硒、砷显著富集层位于δ13C正峰值区域(P5)，而其他富集层位于正负碳同位素的转换过渡区域。晋宁地区石岩头段下部和玉案山段下部硒、砷的显著富集层位同样主要位于正负碳同位素的转换过渡区域。U/Th、V/Cr和V/(V+Ni)等古沉积环境氧化还原条件指标指示该时期三峡地区和晋宁地区硒、砷等生命微量元素在贫氧/缺氧条件下更利于富集。 (6)常量元素、微量元素、有机碳等相关性分析、稀土元素指标(Eu/Eu*、Ce/Ce*、(La/Ce)N)等元素地球化学指标表明，相对于三峡地区埃迪卡拉系至下寒武统Se和As的非显著富集层，该地区Se和As显著富集层中Se和As的含量除受陆源碎屑的作用之外，受到的外在作用如热液、火山碎屑、深部物源的单一或多重影响更加显著。相对于晋宁地区Se和As的非显著富集层，该地区Se和As的含量除受陆源碎屑的作用之外，主要还受火山碎屑的影响（石岩头段上部除外），并且黄铁矿对玉案山段下部As的显著富集具有显著的促进作用。 (7)广宁地区埃迪卡拉系至下寒武统黑色页岩中同样具有Se和As显著富集现象，并且Se是最富集的微量元素。Se的含量范围分别为0.25～30.09和0.54～5.01mg/kg，平均含量分别为4.84和1.72mg/kg，平均富集系数EF分别为96.87和34.32，As的含量范围分别为0.76～112.84和1.96～159.95mg/kg，含量均值分别为21.24和29.11mg/kg，平均富集系数EF分别为14.16和19.41。方差分析结果显示，这两套黑色页岩中Se含量具有显著性差异（P=0.03，P＜0.05），而As含量不具有显著性差异(P=0.58)。分析表明，两套黑色页岩中Se和As均未受明显的陆源碎屑、火山物质及有机质的影响，但均具有一定的热液来源。埃迪卡拉纪黑色页岩中Se和As还受深部物源的作用，以及黄铁矿可能是造成硒含量差异的主要原因。此外，淮南八公山地区下寒武统猴家山组中Se、As和Mo相对于其下伏埃迪卡拉系凤台组其浓集系数同样显著富集，分别增加12.36、5.55和14.17倍。前人的数据表明在四川沙滩剖面和贵州松桃剖面中下寒武统中As和Mo的富集程度相对于下伏的埃迪卡拉系同样有所增加，在沙滩剖面郭家坝组中As和Mo的EF值相对于下伏灯影组分别增加1.48和14.56倍。在松桃剖面中下寒武统中As和Mo的EF均值相对于埃迪卡拉系分别增加2.33和9.72倍。 (8)TOC、P/Ti、Ba/Al及过量Ba等古生产力指标指示三峡地区埃迪卡拉系和下寒武统中Se、As显著富集的层位同时具有相对较高的古生产力。在晋宁地区埃迪卡拉系至下寒武统中Se、As和Mo的显著富集层位中古生产力并为表现出相应的增加。 (9)三峡地区埃迪卡拉系至下寒武统中Se、As和Mo相对于成冰系南沱组显著富集，并且发生显著富集的陡山沱组、岩家河组和水井沱组恰恰是该时期生物发生大变革的层位。并且，该地区埃迪卡拉系和下寒武统中Se、As和Mo发生显著富集的层位与该时期生物发生变革事件的层位吻合，表现为在该时期生物发生大变革事件的下伏地层及初始阶段，普遍具有Se、As和Mo的显著富集现象。晋宁地区下寒武统中Se、As和Mo相对于灯影峡阶白岩哨段上部也显著增加，并且在小壳生物出现、小壳生物的繁盛及最早三叶虫出现的层位上Se、As和Mo同样具有显著富集或富集增加的现象。在广宁地区埃迪卡拉系至下寒武统黑色页岩中同样具有Se和As显著富集现象，并且Se是最富集的微量元素。在安徽淮南八公山地区下寒武统猴家山组中Se、As和Mo相对于其下伏埃迪卡拉系凤台组其浓集系数同样显著富集。以上能给我们一个线索，即在南沱冰期结束之后，在埃迪卡拉纪和早寒武世Se、As和Mo的富集可能加速生物变化的速度，也可能对新的生物种类的出现有所贡献。