中生代多次发育了大规模的大洋缺氧事件（Oceanic Anoxic Events, OAEs）。其中，早白垩世阿普特期（约119Ma）的OAE 1a具有全球性分布特征，是最具代表性的OAEs之一，长期受到学界的广泛关注。普遍认为OAE 1a是由同时期侵位的Ontong Java Nui（OJN）大火成岩省所驱动的。剧烈的火山活动引发了一系列环境变化，包括海洋缺氧、海洋酸化、全球变暖、大气CO₂分压升高、海洋初级生产力提高以及生物危机等，反映了岩石圈、水圈、大气圈与生物圈之间的多圈层耦合扰动过程。针对OAE 1a时期海洋氧化还原环境的演化过程，前人已开展了大量研究。然而，受限于缺乏高分辨率、有效且可对比的氧化还原记录，目前所观察到的区域性差异是否反映了该时期海洋脱氧的时空差异性仍有待进一步验证。这一问题同样制约了对海洋脱氧、火山活动及大陆风化增强之间时空关系的准确厘定，进而阻碍了对OJN驱动海洋脱氧的具体机制的深入探讨——即其究竟是通过促进大陆风化增强从而导致海洋脱氧，还是直接导致海洋脱氧，或是两者共同作用。

OAE 1a作为全球碳循环扰动的代表性事件，在沉积记录中表现出碳同位素先急剧负偏、后两段式正偏的典型特征。本研究选取中太平洋的大洋钻探计划（ODP）866A站位，东特提斯的古措II剖面和ODP 765C站位，以及西北太平洋的灵山岛剖面作为研究对象，利用碳同位素识别出OAE 1a对应层位，并基于年龄模型建立了统一的年代地层框架。在此基础上，综合运用钼同位素、汞元素、主微量元素等地球化学指标，重建OAE 1a时期海洋氧化还原环境、火山活动及大陆风化的演化过程，并通过进行不同区域间对比分析，深入探讨海洋脱氧的具体驱动机制。

OAE 1a时期，研究剖面的钼同位素均呈现出超过1‰的显著正偏，并伴随着氧化还原敏感元素的富集，表明海洋经历了多区域尺度的剧烈脱氧。然而，不同区域海洋脱氧的启动时间表现出显著的时空差异性。中太平洋和东特提斯的脱氧启动时间是同步的，均始于OAE 1a之前约0.2Myr；而西北太平洋记录的启动时间则明显滞后，始于OAE 1a早期。通过整合汇编全球其他剖面的海洋氧化还原环境记录，本研究重建了OAE 1a时期海洋脱氧的时空演化格局。自OAE 1a之前约0.2Myr开始，邻近OJN的中太平洋、东特提斯等区域率先发生海洋脱氧；随后于OAE 1a期间，脱氧范围由区域扩展至全球。

汞元素指标同样指示了OAE 1a时期火山活动的区域性差异。由于OJN是海底大火成岩省，其释放的汞在海水中的输送距离有限，因此邻近OJN的中太平洋和东特提斯记录到自OAE 1a之前约0.2Myr开始的汞富集，而西北太平洋仅记录到OAE 1a期间的少量孤立高值。结合其他剖面的锇同位素记录，可将OJN火山活动划分为早期与主期两个阶段。早期阶段始于OAE 1a之前约0.2Myr；随后在OAE 1a期间，火山喷发强度显著增强，演化为主期阶段。另外，成对碳同位素分馏值与化学蚀变指数等风化指标显示，OJN火山活动所引发的全球大气CO₂分压升高和大陆风化增强直至OAE 1a期间才发生，呈现出明显的滞后性。

通过重建OAE 1a时期全球海洋脱氧、火山活动及大陆风化的演化历史，本研究进一步揭示了OJN驱动海洋脱氧的两种机制及其演变过程。自OAE 1a之前约0.2Myr开始，早期火山活动经由增加营养盐与还原物质输入、降低海水溶解氧含量以及增强海洋循环等途径，直接导致邻近区域开始脱氧。随后于OAE 1a期间，火山活动进入主期阶段，喷发强度显著提高，巨量CO₂被释放进入海洋-大气系统，引起大陆风化增强，从而将脱氧范围进一步扩展至全球。

综上所述，本研究精细刻画了OAE 1a时期全球海洋的脱氧过程并系统阐明了其驱动机制。此外，基于钼同位素质量平衡模型，本研究对OAE 1a期间全球海洋的缺氧程度进行了初步定量评估，估算出当时海洋硫化汇覆盖了海底总面积的8.8%至10.1%。

第1章 绪论     1

1.1 选题背景    1

1.2 研究现状及存在问题 3

1.2.1 OAE 1a时期海洋氧化还原环境演化  3

1.2.2 海洋脱氧驱动机制的争议    7

1.3 研究内容    8

1.4 主要工作量与创新点 9

第2章 地质背景和样品描述 11

2.1 ODP 866A站位  11

2.2 古措II剖面 13

2.3 ODP 765C站位  15

2.4 灵山岛剖面 16

第3章 测试方法     19

3.1 主微量元素含量测试 19

3.1.1 主量元素含量测试 19

3.1.2 微量元素含量测试 19

3.1.3 元素富集系数计算 19

3.1.4 化学蚀变指数和化学风化指数计算   20

3.2 总有机碳含量测试   20

3.3 汞含量测试 20

3.4 碳同位素测试    21

3.4.1 碳酸盐碳同位素测试    21

3.4.2 有机碳同位素测试 21

3.5 钼同位素测试    21

3.5.1 钼同位素质量平衡模型 22

第4章 OAE 1a时期海洋氧化还原环境重建     24

4.1 OAE 1a时期碳循环扰动识别及地层对比    24

4.1.1 碳同位素应用原理 24

4.1.2 研究剖面OAE 1a识别 25

4.1.3 研究剖面年代地层框架 30

4.2 OAE 1a时期海洋氧化还原环境记录     30

4.2.1 氧化还原敏感元素和钼同位素应用原理   30

4.2.2 研究剖面的氧化还原环境记录   32

4.3 OAE 1a时期海洋脱氧的时空差异性     39

4.4 OAE 1a期间海洋缺氧程度模拟     39

4.5 小结     41

第5章 OAE 1a时期火山活动及大陆风化重建 54

5.1 OAE 1a时期火山活动演化     54

5.1.1 汞元素应用原理    54

5.1.2 研究剖面的火山活动记录    54

5.1.3 OAE 1a时期两阶段火山活动      58

5.2 OAE 1a时期大气CO2分压与大陆风化演化      60

5.2.1 碳同位素分馏值和风化指标应用原理      60

5.2.2 研究剖面大气CO2分压记录     61

5.2.3 研究剖面的大陆风化记录    61

5.2.4 OAE 1a时期大陆风化对火山活动的滞后响应 64

5.3 小结     65

第6章 OAE 1a时期海洋脱氧的驱动机制 74

6.1 火山活动促进大陆风化增强导致海洋脱氧  74

6.2 火山活动直接引起海洋脱氧   75

6.3 OAE 1a时期海洋脱氧驱动机制的演变 77

第7章 结论与展望 78

7.1 取得的主要成果 78

7.2 局限性及未来工作设想   79

参考文献    80

附录一 ODP 866A站位原始数据汇总 98

附录二 古措II剖面原始数据汇总 104

附录三 ODP 765C站位原始数据汇总 110

附录四 灵山岛剖面原始数据汇总 114

致谢    124

作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与其他相关学术成果   125