华北古元古代中条群余家山组碳酸盐岩地球化学组成及其古环境意义摘要
2.45~2.06 Ga发生的大氧化事件是地球表层环境的一次重大变革,对地球气候和生态环境产生了深远影响。大氧化事件结束后,海洋的氧化还原状态及地表化学风化对古海洋的影响如何?目前研究仍较为薄弱。华北中条山地区古元古代中条群变质程度低,含有大量碳酸盐岩沉积建造,并赋存我国重要的Cu-Co多金属矿床,是研究GOE之后表生环境变化的重要记录。本文针对中条群余家山组白云质碳酸盐岩开展了全岩主量、微量元素和C-O同位素研究。结果表明,全岩Al2O3和TiO2含量低于0.6%,Zr元素含量低于10μg/g,Hf和Th元素含量低于0.5μg/g,表明该碳酸盐岩未明显受陆源碎屑物质混染。稀土元素配分图解显示,该碳酸盐岩具有海水化学沉积成因的典型特征,包括La正异常、轻稀土元素相对中、重稀土元素亏损等。Pr-Ce异常判别图解显示,该碳酸盐岩记录了真Ce负异常和Ce无异常;基于Pr和Nd元素计算的Ce异常值介于0.86~1.06,即小于和接近1左右;结合Mo、U和V元素富集指数,表明余家山组碳酸盐岩记录了以次氧化-还原为主,夹至少两层氧化性水体,局部可能存在硫化水体的特征。考虑到该碳酸盐岩并未记录显著正的δ13C值,与大氧化事件之后全球碳酸盐岩C同位素特征一致,因此,余家山组碳酸盐岩记录了GOE之后浅部水体呈次氧化到还原状态的特征。对比Zr、Cr、Co元素含量、Y/Ho比值及Eu异常值,发现其具有较为一致的变化趋势,且全岩Y/Ho比值较低(21~35),表明同时期浅部水体受到河流输入和陆源化学风化输入贡献较大。且当这些元素含量增高时,恰与氧化水体层分布一致,表明陆源输入贡献了这些微量元素,尤其是Co元素,大陆氧化风化直接影响了表层水体物质组成和氧化还原状态。
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