8月6日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心李三忠教授团队联合国内外学者，在新元古代雪球地球时期金属驱动的甲烷厌氧氧化（AOM）过程及古环境效应研究方面取得重要进展。研究成果以“Metal-driven anaerobic oxidation of methane and the Sturtian deglaciation” 为题，在国际知名学术期刊Nature Communications《自然·通讯》上发表。论文第一作者为深海圈层与地球系统前沿科学中心胡军副教授，李三忠教授和中国地质大学（北京）王水炯教授为共同通讯作者。

本研究对南华盆地覆盖斜坡至深水盆地相的5个典型Sturtian冰消期铁建造（IFs）开展了系统的地质与多指标地球化学研究，创新性提出Sturtian冰消期IFs形成过程中CH₄相关的金属驱动AOM机制。该过程中，产甲烷菌与厌氧甲烷氧化古菌（ANME）利用Ni、Co、Zn等金属元素进行酶促代谢，并以Fe(OH)₃和MnO₂为电子受体，促进Fe³⁺和Mn⁴⁺向Fe²⁺和Mn²⁺的转化，与Fe(OH)₃反应生成磁铁矿，过程中释放的HCO₃^-与海水中HCO₃^-混合，与Ca、Mg、Fe、Mn等离子结合，形成富Mn、贫¹³C的碳酸盐矿物（图1）。这些过程共同揭示了Sturtian冰消期一个由多样微生物主导的“甲烷—金属—矿物”相互作用网络。研究还指出，CH₄大量释放可能在冰盖消融方面发挥了关键作用，促进了大气与海洋间的O₂交换与大陆风化产物进入海洋，增强初级生产力与O₂释放。总结来看，本研究为前寒武纪IFs中富铁矿物的成因提供了新的解释路径，强调了CH₄相关的生物地球化学过程在极端气候转变、古环境演化及早期生命演化中的重要性。

图1 华南板块Sturtian 冰消期IFs的古地理背景与区域地层对比图

图2 华南板块Sturtian 冰消期生物地球化学循环概念示意图

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62622-z