三叠纪末海洋生态系统发生了举世瞩目的生物灭绝事件，与之相关的三叠纪-侏罗纪之交的古气候变化研究是揭示生物灭绝起因的关键。晚三叠世中大西洋岩浆区（Central Atlantic Magmatic Province）强烈的岩浆活动导致全球气候大扰动是其重要假说之一，前人研究多聚焦于距大西洋火成岩省较近的低纬度古特提斯洋边缘地区三叠系-侏罗系界线。这种变化在高纬度大陆地区是否存在？这一关键问题一直没有得到很好回答，从而制约了对三叠纪-侏罗纪之交古气候变化的全球性认识。
针对上述科学问题，吉林大学地球科学学院许文良教授团队的博士研究生邢恺晨和王枫教授（通讯作者）等人，联合美国华盛顿大学非传统实验室Fang-Zhen Teng教授和中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室李明高级工程师，对早中生代期间位于高纬度地区的新疆准噶尔盆地南缘的一套连续沉积的三叠系—侏罗系陆相剖面（郝家沟组-八道湾组，图1）进行了全岩主微量元素和Mg-Cu-Zn同位素系统研究（图2），得到如下认识：
图1 （a）准噶尔盆地古地理位置复原图（据Sha et al., 2015）；
（b）准噶尔盆地自然地理位置（据Sha et al., 2015）；
（c）准噶尔盆地构造地质图（据Bian et al., 2010）.
（1） 与典型的上地壳物质（如黄土、页岩和其他沉积岩等）相比，大多数样品具有更高的Mg同位素组成（图3），反映了该时期强烈的化学风化作用。
（2） 沉积地层的Zn同位素组成变化较大（δ66Zn=0.05‰ to 0.24‰），δ66Zn与样品的铁含量呈正相关，与CIA值呈负相关，且与δ65Cu和δ26Mg解耦。因此，推测Zn同位素的变化主要受铁锰氧化物吸附以及风化作用的控制。Zn同位素的整体变化特征反映了三叠纪-侏罗纪之交研究区还原的沉积环境以及化学风化程度逐渐增大的趋势。
（3） Cu同位素的组成变化较小，推测是由于Cu在还原的沉积环境下活动性降低导致的。
（4） 化学风化强度变化可以有效地揭示古气候的温度和湿度变化，样品的Mg-Zn-Cu同位素变化特征所反映的强烈且逐渐增大的化学风化程度指示了三叠纪-侏罗纪之交温暖湿润并且逐渐趋于炎热潮湿的气候。
（5） 通过与全球其他经典的三叠系-侏罗系界线剖面对比，认为在三叠纪-侏罗纪之交，高纬度地区的气候变化可以与同时期全球其他地区的气候变化相联系，表明在远离泛大陆的高纬度大陆地区，其气候变化依然受到该时期大西洋大火成岩省喷发的影响。
图2 研究区三叠系-侏罗系界线沉积岩样品的Mg-Zn-Cu同位素组成和CIA值（其中虚线为三叠系-侏罗系界线）
图3 典型上地壳物质的δ26Mg分布直方图（其中绿色曲线代表高斯分布，数据来源：Li et al., 2010; Huang et al., 2013; Wang et al., 2015）
上述研究成果已发表于国际地学权威期刊《Chemical Geology》。
Kai-Chen Xing (邢恺晨), Feng Wang* (王枫), Fang-Zhen Teng, Wen-Liang Xu (许文良), Ming Li (李明), Yue-Wu Sun (孙跃武), De-Bin Yang(杨德彬). High-latitude climatic response across the Triassic-Jurassic boundary recorded by Mg-Cu-Zn isotopes. Chemical Geology, 2022, 610: 121085. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2022.121085. 原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254122003795
该项研究受南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项项目（GML2019ZD0202）和国家自然科学基金的（42022013）联合资助。
