2023年10月26日，国际地学权威学术期刊Nature Geoscience上在线发表了中国科学院地质与地球物理研究所王相力研究员与成都理工大学沉积地质研究院沉积与生物地球化学国际研究中心（以下简称“中心”）李超教授最新合作研究成果 “Spatial Pattern of Marine Oxygenation Set by Tectonic and Ecological Drivers over the Phanerozoic”。王相力研究员为文章第一作者，李超教授和王相力研究员为共同通讯作者，美国辛辛那提大学和中国科学院南京地质与古生物研究所的专家学者也参与了此项研究。

海洋溶解氧含量的变化深刻影响着地球的元素生物地球化学循环和宜居性演化，但显生宙以来（<~538 Ma）海洋氧化还原状态演化趋势及其驱动机制仍很不清晰。该项研究利用大数据分析和机器学习方法，基于页岩中微量金属元素含量的变化重建了显生宙以来主要海洋沉积环境（图1）近乎连续的古海洋氧化还原时空演化记录。研究发现，寒武纪至泥盆纪植物登陆前，深部陆架区整体上仍处于缺氧状态，而泥盆纪之后海洋缺氧范围收缩，稳定持久的海洋氧最小带逐步出现，并形成现代海洋氧化还原状态模式。这一千万-亿年演化尺度上的演变与洋壳增生速率（即构造活动强度）和由构造活动主导的海平面变化呈正相关关系，说明长时间尺度上构造活动强度可能是影响海洋氧化还原状态的主要控制因素之一。在显生宙古海洋数百万年的演化尺度上，上层海水与深部陆架-(半)局限盆地海水氧化还原状态呈现反向变化特征；该特征与关键生命演化（例如古生代陆地植被扩张、中生代浮游生物革命）和构造（例如潘吉亚超大陆的聚合与裂解）驱动的海平面变化在时间上高度吻合，指示构造和生态系统演化对显生宙古海洋氧化还原状态演化的重要影响。

图页岩沉积环境示意图

沉积与生物地球化学国际研究中心成立于2022年3月，是依托成都理工大学沉积地质研究院和油气藏地质及开发工程全国重点实验室而成立的专业研究机构。中心主要开展沉积地球化学和生物地球化学（包括同位素地球化学）等领域的基础和应用基础研究。目前研究方向着重于地质历史时期地球表生系统环境重建及相关技术研发，探索地球系统宜居性与生物演化关系及沉积与生物地球化学过程中的资源能源效应等。

本研究受国家自然科学基金（41888101, 42293293, 41921002, 41821001, 41825019, 42130208）、国家重点研发计划（2022YFF0800100，2020YFA0607700）和111项目（BP0820004）的资助。

论文信息（*为通讯作者）：

Xiangli Wang*, Thomas J. Algeo, Chao Li*, Maoyan Zhu. 2023.Spatial pattern of marine oxygenation set by tectonic and ecological drivers over the Phanerozoic.Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-023-01296-y.