晚白垩世上升流系统中硫酸盐还原、硫化物氧化及磷酸盐聚集之间关系的地球化学证据摘要
为了解释以色列Negev地区晚白垩世Mishash/Ghareb组特提斯洋上升流沉积物下段富含磷酸盐、上段富含有机质(OM)的现象,本文进行了大量的地球化学及生物标志化合物分析.该沉积层可分为三段:下段为磷酸盐层(PM),中间油页岩层(OSM)及上覆泥灰岩层(MM).总有机碳含量(TOC)在整个层段差异显著,在泥灰岩层0.6%,油页岩层24.5%;总含铁量(TFe)在PM层为0.1%,OSM层为3.3%;总含硫量在MM层为0.1%,OSM层为3.4%,导致中间油页岩段C/S高达6.5;总含磷量(TP)在PM层平均为11.5%,随上覆沉积相急剧变化,至OSM层和MM层平均只有0.9%.TOC/TOCoR比值可表明硫酸盐还原细菌活跃度高,另外,脂肪酸分析结果显示硫化物氧化细菌在PM层沉积时期活跃,但在OSM层沉积时期活跃度降低.上升流会引起初级生产力增加,进而导致有机质富集.与此同时,PM层沉积物中大量的硫酸盐物质加上硫还原细菌对硫酸盐的还原作用,会导致产生大量硫化物.在整个层段沉积期间,活性铁含量都会对硫(S)与有机质(OM)的结合起到限制作用.OSM层中大量的有机质和硫结合,进而出现C/S比高达6.5,这表明该阶段出现的天然硫化过程会导致大量有机质保存下来而不被微生物降解.而且,孔隙水中丰富的硫化物导致大量硫化物氧化细菌生长,进而促进了磷(P)的沉积,磷酸盐(PM)层中磷含量可达15%.但从PM层到OSM层这些矿物含量和环境条件发生了彻底改变,这导致磷灰石沉积明显减少,与有机质反应的活性硫(S)细菌浓度增加.
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