“臼齒構造（Molar Tooth Structure）”是指在距今約25~7.5億年前的元古代地層中廣泛發育一種特殊的碳酸鹽岩沉積構造，其形似“臼齒”，并且由等粒微亮晶方解石充填。“臼齒”碳酸鹽岩因其極為獨特的形态特征、以及謎一樣的方解石的填充機制引起了沉積學家的廣泛興趣，更為有趣的是，它消失的時間正對應于地球的一系列強烈變更—大氣的氧化、 全球冰期和動物的出現等，它們之間是否有必然聯系尚不得而知。近百年來，“臼齒構造”的成因機制和地質意義一直是衆多地質學家關注的焦點問題。

“臼齒”碳酸鹽岩野外照片

beat365官方网站、beat365造山帶與地殼演化教育部重點實驗室沈冰、董琳課題組近期在”臼齒“碳酸鹽岩問題上取得重要進展，相關研究成果于2016年1月7日發表于Nature Communication，論文題目為“Molar tooth carbonates and benthic methane fluxes in Proterozoic oceans” （DOI：10.1038/NCOMMS10317）。該研究通過對吉林省南部的早新元古代萬隆組地層中的“臼齒碳酸鹽”的鎂、硫同位素進行測試分析，結果表明，“臼齒”碳酸鹽岩形成于海底沉積物中的“硫還原–甲烷生成”重疊帶上。在該重疊帶，缺氧條件下，甲烷氣體源源不斷大量産生并且釋放到海洋裡，随着壓力的增大，緻使尚未固結完全的沉積物産生裂隙，為微亮晶方解石提供了容納空間；同時産生甲烷氣體的一系列反應導緻了沉積物中孔隙水的pH值升高，促進了方解石的析出。

鐵化海洋模型硫化海洋模型

此項研究不僅解釋了“臼齒”碳酸鹽岩的形成機制，同時對元古代的海洋、大氣環境以及全球冰期的産生具有重要的指示意義。研究表明，元古代海洋的廣泛硫化使得當時海洋沉積物具有與顯生宙完全不同的地球化學結構，即硫還原帶與甲烷生成帶完全重疊；兩帶重合使海底甲烷的大量釋放成為可能，這意味着除去衆所周知的溫室氣體CO2，甲烷極有可能是元古代大氣溫室氣體的另一個重要來源；距今約7.5億年前的大氣氧化則阻止了海底甲烷的進一步釋放，從而直接誘發了随之而來的全球冰期，即“雪球地球”。

beat365沈冰研究員為本論文的通訊作者，董琳副教授為共同第一作者，博士後黃康俊和博士研究生郎鹹國均參與了該項研究。這項研究得到了國家自然科學基金委以及“青年千人”計劃等的資助。