Fe-Mo同位素与古海洋化学演化

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• 责任者：崔豪^c中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室^d1988^e硕士研究生 ; 周炼^c中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室 ; 李超 ; 彭兴芳 ; 金承胜 ; 石炜 ; 张子虎 ; 罗根明 ; 谢树成
• 刊名：地球科学进展
• 出版年：2013
• 卷期：28^b9总224
• 页码：1049～1056
• 索书号：P206/208-147
• 图表：^c表2参58插图
• 文摘期号：2014/02

摘要

Fe元素在自然界储量丰富，而Mo元素则是海水中储量最丰富的过渡金属元素。由于Fe，Mo对其所在环境的氧化还原条件非常敏感，近年来随着分析技术的进步，Fe与Mo同位素组成和变化被广泛用于鉴别古代海洋氧化还原状态及其演化。系统总结了古海洋化学研究中Fe与Mo同位素分馏机理和自然分布，并对当前获得的Fe‐Mo同位素地史记录及其所指示的古海洋氧化还原状态进行了归纳与部分解释。造成Fe同位素分馏最明显的过程是氧化还原反应，氧化态的Fe通常具有更重的Fe同位素组成；此外，微生物作用及非生物作用下的黄铁矿生成过程也会产生明显的Fe同位素分馏。在海洋环境中Mo同位素的分馏主要与沉积物中铁锰(氢)氧化物吸附过程有关，铁锰(氢)氧化物吸附Mo的过程中，铁锰(氢)氧化物中倾向富集同位素较轻的Mo，造成海水中Mo同位素偏重，而硫化环境下的Mo沉积几乎不造成Mo同位素的分馏。Fe‐Mo同位素的地史记录很好地说明了地质历史各时期海洋的氧化还原状态，在2.3 Ga以前海洋主要为铁化的状态，其中在2.6_~2.5 Ga时氧含量略有增加；2.3_~1.8 Ga之间地球表面初步氧化，硫化物沉积增加；1.8_~0.8 Ga时海洋中的硫化环境得到了扩张；0.8 Ga以后地球表层逐步氧化，硫化水体消退。最后，对古海洋化学研究中Fe‐Mo同位素研究未来的工作重点给予了展望。