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有机碳埋藏是调节全球大气-海洋co₂-o₂平衡的重要机制。海洋有机碳埋藏与全球环境变化密切相关，例如在中生代温室气候条件下的大洋缺氧事件期间，大量有机碳沉积于大陆边缘。这一过程形成的大量富有机质岩石，既调节了大气的二氧化碳水平，也是重要的烃源岩。湖相有机碳埋藏同样对全球碳封存起着重要作用，由中国地质学家李四光和黄汲清等人在20世纪中期提出的陆相生油理论，打破了当时世界上认为石油只能在海相环境生成的传统观念。这一理论不仅丰富了石油成因的科学认识，还为中国的石油勘探打开了新的思路和方向。

中国拥有广阔的陆相沉积盆地，其中包括松辽盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等，这些盆地中蕴藏着丰富的石油和天然气资源。根据陆相生油理论，这些盆地中的湖相沉积层是重要的生油岩层，提供了巨大的石油勘探潜力。松辽盆地作为研究最为深入的、我国最重要的石油产区之一，已经证明了陆相沉积物中石油生成和储存的可能性。自本世纪初期，大量海水侵入松辽盆地的证据逐渐被识别，并被不同程度的解释为海水侵入是松辽盆地油气资源埋藏的主要动力。不仅如此，作者通过整合近二十年来的研究资料发现，在我国重要的陆相油气盆地中，有将近三分之二的生油层位发现了海水侵入的证据（图1）。鉴于上述海侵事件-生油层的发育频率，有必要对松辽盆地的海水侵入事件进行详细的刻画进而探究其碳埋藏动力学过程。揭示海水侵入事件是否是松辽盆地有机碳埋藏的主控因素，及其可能的碳埋藏动力学过程。

针对上述科学问题，我校科学研究院博士生秦政在导师刘金高教授的指导下，与美国堪萨斯州立大学崔欢副教授，加拿大阿尔伯塔大学kurt konhauser教授、成都理工大学黄何教授、以及我校“生物地质与环境地质国家重点实验室”徐东滔博士、高远教授、吴怀春教授以及王成善院士合作，对松辽盆地大陆科学钻探—松科一井嫩江组一段地层岩芯展开了系统的铼-铂族元素（re-pge）体系（包括re-pge配分和os同位素）研究。这是首次将re-pge体系作为新的地球化学指标，用于精细刻画海水侵入事件的频率和规模，并解译了海水侵入并诱发湖相盆地巨量有机碳埋藏的动力学过程。本研究取得了以下重要认识：

（1）re-pge体系的高灵敏度：通过对re-pge元素循环特征的分析并与其他指标对比，研究发现海洋和湖泊环境中的re-pge分布模式存在显著差异，且这些元素在海洋中的停留时间较短（10⁴-10⁵年），能快速响应海水与湖水的交换。与传统的古盐度和硫元素指标相比，re-pge体系具有更高的灵敏度，能够更精确地定量海水侵入的规模和频率（图2）。

（2）海水侵入事件的定量评估：通过蒙特卡洛方法，研究团队对嫩江组地层中的海水入侵量进行了估算，结果表明海水的最大贡献量不超过松辽盆地水体总体积的5%。这一发现解决了长期争议的白垩纪海湖平面耦合性差异的问题，进一步证实了re-pge体系在海水-湖水交换研究中的应用潜力（图2）。

（3）有机碳埋藏机制的揭示：通过对总有机碳含量与re-pge数据的对比发现，海水的灌入并没有像前人研究中推测的那样通过直接带入生产力/营养盐或促进湖水分层直接增加有机碳的埋藏，而是通过有机碳的再矿化过程（图3）。这一过程会造成盆地内源营养的释放，特别是硫酸盐还原释放磷和金属营养元素等。这一过程促进了湖泊水体的富营养化，并通过生产力与缺氧环境的正反馈机制，为有机碳的生成与保存创造了理想条件。

该研究首次通过re-pge体系细致描绘了海水侵入事件的发生过程，鉴于在嫩江组一段的沉积时期并没有显著的全球尺度，甚至盆地尺度的气候-构造事件，因此作者认为海水侵入是诱发巨量湖相有机碳埋藏的关键因素，揭示了其对湖相有机碳埋藏的深远影响。这一发现不仅为陆相油气资源的成因机制提供了新的视角，也为未来的陆相石油勘探和全球碳循环研究提供了重要的科学依据。

图1 二叠纪以来中国陆相烃源岩体积的时间分布与相对海平面变化

图2. 海水侵入事件期间嫩江组一段地层各指标对比

图3 松科一井南孔（sk-1s）和北孔（sk-1n）钻探岩芯的嫩江组化学地层剖面

2019yfc0605403；2020yfa0714800）、国家基金委重大项目（41790451）以及央高校基本科研业务费专项资金（2652023001）的支持。相关研究发表在国际顶级地球化学期刊《geochimica et cosmochimica acta》上。论文信息：秦政, 刘金高^*, 崔欢, kurt konhauser, 黄何, 徐东滔, 高远, 吴怀春, 王成善. rhenium-platinum group elements reveal seawater incursion induced massive lacustrine organic carbon burial. geochimica et cosmochimica acta, 2024, 384, 168-177.

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