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华南埃迪卡拉纪晚期缺氧页岩中微量元素的空间分布及其古环境意义

林玉雯  
【摘要】:埃迪卡拉纪(大约635–541 Ma)是地质历史时期真核生物演变和海洋氧含量变化的关键时期。氧化还原敏感微量元素为探索地质历史时期海洋氧化还原状态及其与生物演化之间的关系提供了重要的线索。一些研究认为华南埃迪卡拉纪缺氧页岩中的微量元素能够反映全球海洋的氧化还原状态,并就此建立了埃迪卡拉纪海洋氧化还原状态与早期真核生物演化之间的关系。然而,这一结果尚存在较大争议。因此,我们展开了对华南埃迪卡拉纪晚期缺氧页岩中微量元素的空间分布研究,希冀从空间角度探讨“华南埃迪卡拉纪缺氧页岩中的微量元素能否反映微量元素库的变化”这一重要科学问题,从而对以氧化还原敏感微量元素建立的全球氧化还原状态与早期真核生物之间的关系进行约束。我们分析了华南盆地相三都剖面的古海洋氧化还原状态(铁组分和氧化还原敏感微量元素)、水体局限程度/上升流作用(Mo/TOC和Co×Mn-Cd/Mo)、陆源碎屑输入(Ti通量)、热液(REE)和古盐度(B/Ga)等多元地球化学指标,并将三都剖面这些新的地球化学数据与其它剖面(九龙湾、宜昌#1、溶溪与五河剖面)类似地球化学数据进行对比研究,进而探讨陆棚相–斜坡相–盆地相的海水氧化还原状态和微量元素的空间分布。我们的研究发现,华南埃迪卡拉纪晚期海水氧化还原状态呈现高度的空间差异性:中等水深氧化水体与表层氧化水体和深部铁化水体动态共存。此外,我们的研究还发现,华南埃迪卡拉纪晚期缺氧页岩中微量元素呈现较大的空间差异性:陆棚相(九龙湾和宜昌#1)呈现最高值,斜坡相(溶溪和五河)呈现中值,而盆地相(三都)呈现最低值。通过多种地球化学指标的研究,我们发现陆源碎屑和热液作用对华南缺氧页岩中微量元素的富集程度没有太大的影响,而局部氧化还原状态、水体局限和盐度对华南缺氧页岩中微量元素的富集程度具有重要作用。因此,基于单个沉积盆地和局部地球化学指标对埃迪卡拉纪全球海洋的氧化还原状态及其与早期藻类和动物的关系得出的结论,需要特别地谨慎。


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