黔东北西溪堡锰矿的沉淀形式与含锰层位中黄铁矿异常高δ³⁴S值的成因

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• 责任者：张飞飞^c中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室^d1988^e硕士研究生 ; 朱祥坤 ; 高兆富 ; 程龙^c中南冶金地质研究所 ; 彭乾云^c贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队 ; 杨德智
• 刊名：地质论评
• 出版年：2013
• 卷期：59^b2
• 关键词：锰矿 ; 硫同位素11^a贵州20^a黄铁矿 ; 微量元素 ; 稀土元素 ; 主要元素 ; 成因 ; 东北部 ; 沉积环境 ; 沉淀作用31^a西溪堡
• 页码：274～286
• 索书号：P206.8/208
• 图表：^c表3参79插图
• 分类号：0811,0300
• 文摘期号：2013/10

摘要

作者等对黔东北松桃县的西溪堡锰矿床中锰矿石进行了元素含量分析，对含锰层位中黄铁矿进行了S同位素和微量元素分析。锰矿石稀土元素和微量元素特征表明，Mn是以氧化物或氢氧化物的形式沉淀，锰碳酸岩是在成岩过程中转化而成。黄铁矿形态学、微量元素和稀土元素特征指示黄铁矿形成于强还原、偏碱性的成岩环境。黄铁矿异常高的δ³⁴S值反映了新元古代间冰期海洋深部低硫酸盐浓度和高的硫酸盐细菌还原速率，表明南华纪(成冰纪)大塘坡早期阶段深部海洋并没有被完全氧化。含锰层位中黄铁矿异常高的δ³⁴S值存在两种可能的形成机制：(1)在极低SO₄^2-浓度下，通过BSR即可产生δ³⁴S_CDT高达58.7‰的黄铁矿；(2)海洋深部硫酸盐虽然具有很高的δ³⁴S值，但却并没有高达58.7‰，δ³⁴S_CDT高达58.7‰的黄铁矿的形成是BSR和H₂S与MnO₂之间发生厌氧歧化氧化反应两个过程综合作用的结果，即在水体中SO₄^2-浓度极低的情况下，硫酸盐和还原产物H₂S之间硫同位素分馏达到最小，H₂S的δ³⁴S值接近母体硫酸盐，BSR产生的H₂S被活性铁矿物固定形成的FeS与MnO₂之间发生歧化氧化反应所产生的同位素动力学分馏效应使FeS相对硫酸盐富集³⁴S。