铁同位素示踪埃迪卡拉纪古海洋环境

铁同位素示踪埃迪卡拉纪古海洋环境

论文摘要

埃迪卡拉纪是从“雪球地球”到寒武纪生命大爆发之间的关键转折时期。在此期间,发生了一系列与生命演化相关的地质事件,目前已成为国际地球科学研究的热点之一。我国华南地区发育完整的埃迪卡拉纪地层,是研究埃迪卡拉纪古环境变化和生物演化等科学问题最理想的地区。埃迪卡拉纪盖帽白云岩直接覆盖在南沱冰碛岩之上,在扬子台地广泛分布。盖帽白云岩由一套连续沉积的碳酸盐岩组成,记录了古海水的沉积环境,对其进行地球化学示踪研究,可以为“雪球地球”事件之后即埃迪卡拉纪之初古环境变化提供重要线索。本论文采用以铁同位素为主的多种地球化学分析手段,对扬子台地边缘、斜坡、深部斜坡、深水盆地等不同沉积部位的4条盖帽白云岩剖面进行了系统的地球化学研究。中岭盖帽白云岩的δ56Fe为-0.614‰-0.035‰、田坪为-0.767‰-0.037‰、铜仁为-0.906‰0.096‰、五河为-0.189‰0.037‰。中岭、田坪、铜仁样品的δ56Fe与Fe/Al为负相关,表明沉积物中的铁同位素受岩性影响,化学沉淀Fe含量越多,铁同位素组成越轻。五河剖面明显偏离主体趋势,受成岩作用影响较大,铁同位素可能发生了较大变化。几乎所有样品的FeHR/FeT均大于0.4,Fepy/FeHR均小于0.4,且样品中Fecarb和Fesil含量较高,是全岩中铁的主要组成成分。结合铁同位素与铁相数据可知,所有剖面样品应沉积于海洋缺氧且富Fe2+的环境中,表明埃迪卡拉纪初期海洋深部仍为还原环境。自大陆架边缘至斜坡相,样品中碳酸盐组分中的Fe含量逐渐增加,且δ56Fe逐渐变轻,反映当时海洋存在氧化还原分层:表层海水氧化、下部海水缺氧且富Fe2+。埃迪卡拉纪初期,大气中氧浓度应已达到一定水平,这可能为真核生物的辐射创造了条件。本研究也表明,结合Fe相和其他指标,碳酸盐岩Fe同位素可以很好的用于示踪古海洋的氧化还原变化。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 一、引言
  •   1.1 埃迪卡拉纪简介
  •   1.2 大气氧的演化
  •   1.3 海洋铁循环对大气氧升高的响应
  •   1.4 铁同位素示踪海洋铁循环
  •   1.5 选题和科学意义
  •   1.6 工作量小结
  • 二、区域地质背景
  •   2.1 新元古代地层
  •     2.1.1 陡山沱组
  •     2.1.2 灯影组
  •   2.2 盖帽白云岩成因
  •   2.3 主要剖面研究
  •   2.4 陡山沱组碳同位素特征
  •     2.4.1 “盖帽白云岩”碳同位素特征
  •     2.4.2 陡山沱组中、上部碳同位素特征
  •     2.4.3 碳同位素地层对比
  • 三、分析方法
  •   3.1 全岩粉末制备
  •   3.2 主量元素测试
  •   3.3 C-O同位素测试
  •   3.4 铁相分析
  •     3.4.1 试剂制备
  •     3.4.2 实验步骤
  •     3.4.3 铁浓度分析
  •   3.5 铁同位素分析
  •     3.5.1 试剂与器皿
  •     3.5.2 溶样与化学分离
  •     3.5.3 仪器测试
  •     3.5.4 分析精度与准确度
  • 四、盖帽白云岩化学地层特征
  •   4.1 主量数据
  •   4.2 C、O同位素
  •   4.3 铁相数据
  •   4.4 铁同位素组成
  • 五、对埃迪卡拉纪初期海洋氧化还原状态的制约
  •   5.1 样品的代表性
  •   5.2 后期成岩和蚀变作用的影响
  •   5.3 古沉积环境及成因
  •   5.4 岩性的影响
  •   5.5 化学沉淀组分的铁同位素组成及其对海洋铁循环的制约
  •   5.6 对埃迪卡拉纪大气-海洋环境的启示
  • 六、结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附表
  • 附录
  •   个人简历
  •   参加科研项目情况
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张力楠

    导师: 何永胜,陈寿铭

    关键词: 埃迪卡拉纪,大气氧水平,铁同位素,分层海

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学

    单位: 中国地质大学(北京)

    分类号: P597

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001250

    总页数: 67

    文件大小: 5135K

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