碳酸鹽巖中元素分布相關(guān)性對沉積氧化還原條件的指示.pdf

1、沉積環(huán)境氧化還原條件與大氣氧含量直接關(guān)聯(lián)，是古環(huán)境研究的重要內(nèi)容。淺水碳酸鹽巖在地表廣泛分布，獲取其中賦存的與沉積氧化還原條件相關(guān)的信息對示蹤地球演化關(guān)鍵期大氣氧含量有重要意義。目前業(yè)已建立的相關(guān)指標(biāo)包括I/Ca、Ce含量、S同位素，以及活性Fe與總Fe的比值等。然而，這些指標(biāo)均存在一定的不足。為了能更好地厘清沉積氧化還原條件，改進(jìn)現(xiàn)有指標(biāo)或發(fā)展新的指標(biāo)就變的尤為必要。
　　距今約260Ma的中二疊(瓜德魯普）世發(fā)生了一期全球性生

2、物滅絕事件，前人的研究表明海水缺氧與生物滅絕具有同步性，因此海水缺氧可能是導(dǎo)致生物滅絕的重要原因。研究采集了昆明西郊中二疊統(tǒng)茅口組(P2m)碳酸鹽巖，通過微古化石、碳同位素和磁化率證據(jù)確定生物滅絕層，在此基礎(chǔ)上利用基于同步輻射的X射線熒光（μXRF）和激光剝蝕-電感耦合等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)對生物滅絕層和非生物滅絕層樣品開展了微量元素微區(qū)分布和含量測定，通過分析元素分布及含量相關(guān)性，建立指示沉積環(huán)境氧化還原條件的地球化學(xué)新指標(biāo)

3、。
　　通過μXRF實驗發(fā)現(xiàn)，在生物滅絕層之下的地層中，As與Fe及Ce與Mn在有孔蟲化石中的分布呈現(xiàn)一致性，拉曼結(jié)果顯示As與Ce的分布不受有機(jī)質(zhì)和硫化物制約;在生物滅絕層中，這種相關(guān)性消失，而As的分布受有機(jī)質(zhì)制約。LA-ICP-MS分析結(jié)果顯示與非生物滅絕層相比，生物滅絕層中Ce與Mo的含量降低，V與的含量升高;在非生物滅絕層Ce與Cr、Mn、Mo正相關(guān)，在非生物滅絕層相關(guān)性消失。研究結(jié)果證實了沉積環(huán)境由非生物滅絕期氧化條件

4、到生物滅絕期還原條件的轉(zhuǎn)變。在非生物滅絕期的氧化條件下，F(xiàn)e與Mn的（氫）氧化物穩(wěn)定存在，這些物相制約了微量元素As、V、Cr、Mo的地球化學(xué)行為;在生物滅絕期，F(xiàn)e與Mn的（氫）氧化物發(fā)生還原分解，所有元素的相關(guān)性均消失。
　　研究認(rèn)為有孔蟲中As與Fe及Ce與Mn分布的相關(guān)性是示蹤沉積環(huán)境氧化還原條件的有效指標(biāo):As與Fe及Ce與Mn相關(guān)時，指示沉積環(huán)境為氧化條件;As與Fe及Ce與Mn不相關(guān)時，指示沉積環(huán)境為還原條件。該指標(biāo)