华南埃迪卡拉系蓝田组黄铁矿原位微量元素分布特征与古海洋环境指示

摘要

新元古代晚期“雪球地球”事件之后的埃迪卡拉纪（635～541 Ma）是早期多细胞生命辐射和深海氧化的关键时期，探索埃迪卡拉纪古海洋环境演变对早期多细胞生物演化的影响具有重要意义。沉积岩中的微量元素含量是恢复古海洋环境的重要指标，但其在海洋沉积物中的富集状态易受水体氧化还原状态的制约。与之相比，沉积岩中黄铁矿的微量元素含量，可以有效规避重结晶及其他后期成岩作用的影响，是有效指示古海水氧化还原条件的潜在指标。然而，沉积地层中黄铁矿的形态类型多样，成因复杂，导致其中所含的微量元素组成复杂。选取新鲜的深水相皖南蓝田岩心样品作为主要研究对象，联合采用扫描电子显微镜和纳米离子探针分析技术，开展黄铁矿形态及原位微区微量元素测试分析，并结合前人原位微区黄铁矿硫同位素数据进行综合研究。研究结果表明：蓝田组黄铁矿形态主要为草莓状和自形-半自形黄铁矿。草莓状黄铁矿S/Fe原子比平均值大于自形-半自形黄铁矿，其形成过程中更加富硫。草莓状黄铁矿As,Cu微量元素含量与微区硫同位素值(δ³⁴S_py)呈负相关，自形-半自形黄铁矿As,Cu微量元素含量与δ³⁴S_py值呈弱正相关。不同形态黄铁矿中微量元素含量差异反映了其形成环境差异，草莓状黄铁矿中As和Cu微量元素含量的降低可能与其结晶程度的提高有关，自形-半自形黄铁矿As,Cu含量升高可能与As元素驱动的隐蔽硫循环及其吸附于有机物和碎屑物质有关。在利用黄铁矿微量元素含量恢复古环境氧化还原状态时，优先选择新鲜未经后期改造的草莓状黄铁矿，能更准确地揭示古海洋的氧化还原演化历史。

关键词

扬子地台 / 埃迪卡拉系 / 蓝田组 / 黄铁矿形态 / 黄铁矿微量元素

基金资助

国家自然科学基金项目（42072036,41921002,42130207,42192501,2021YJCQ03）