火山活动被认为是影响全球碳循环的重要过程。火山活动向海洋及大气环境释放的气体、火山灰引发了生态环境及碳库的异常波动，这意味着火山活动及其引发的环境扰动造成了地表系统及地球内部系统的碳循环变化。原始地球表面被大规模硅酸盐岩覆盖，但随着地质历史时期的火山活动持续的二氧化碳脱气与硅酸盐矿物反应，加之大规模碳酸盐岩沉积，致使大量无机碳被封存在地壳，将大气中的二氧化碳转移到岩石圈，使得地壳岩石圈成为地球上最大的碳库。晚奥陶世–早志留世富有机质页岩在全球范围内分布广泛，火山活动在其发育过程中起到了重要作用。因此，明晰奥陶纪–志留纪之交火山活动对全球碳循环及有机碳埋藏的影响过程，为探究全球气候变化、地球各圈层之间相互作用机制提供新思路。
晚奥陶世–早志留世全球范围内的Hg含量、Hg/TOC比值与δ13C值的变化具有很好的协同性。火山活动引发的生物繁盛不一定与火山活动同期发生，有时具有一定的滞后性。火山活动向地表环境释放大量轻碳，海洋环境接受的轻碳输入量快速增加，导致沉积形成的页岩中δ13C值出现负偏移。扬子地区火山活动加强了大陆风化作用，引发海洋环境的生物泵作用，生物光合作用的增强吸收大气CO2，CO2封存量和初始有机碳生产量的显著增加。硅酸盐岩风化作为一种负反馈作用，抑制沉积环境出现长期缺氧事件及全球变暖，导致全球出现大规模碳封存（图1）。
图1 早奥陶纪至早志留纪期间全球生物多样性、生物属多样性、海洋表面温度、大气CO2浓度及δ13C值的变化图
地质历史时期的构造活动引发全球范围或区域范围内的火山活动，在数百万年至几十个百万年内通过硅酸盐岩风化作用提供稳定的营养物质供应，引发长时间尺度大规模有机碳封存，形成封存巨量碳元素的碳酸盐岩和含有机质岩石。火山物质向环境的高输入速度加快沉积环境的物质沉降速度和循环速度，加快元素循环速度，将更多轻碳加速封存在富有机质页岩中（图2）。
图2 晚奥陶世–早志留世火山活动促进全球碳循环示意图
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Gondwana Research。论文第一作者为Beat365中文官方网站（华东）的博士生谢浩然，通讯作者为Beat365中文官方网站（华东）的梁超教授。合作者包括Beat365中文官方网站（华东）的郝芳教授、操应长教授、刘可禹教授以及山东科技大学吴靖教授、Beat365中文官方网站（华东）的博士后韩豫、硕士生王家鸿。
论文信息：Xie, H. R., Liang, C., Wu, J., Cao, Y. C., Han, Y., Wang, J. H., Liu, K. Y., Hao, F., 2026. Carbon isotope and mercury anomalies evidence across the Ordovician-Silurian boundary of volcanism accelerating the global carbon cycle. Gondwana Research, 160, 141-155. https://doi.org/10.1016/j.gr.2026.08.005
