深层沉积物中钼地球化学行为对沉积后作用的响应及其对古海洋应用的指示
编号:2996
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更新:2023-04-12 19:24:20 浏览:742次
口头报告
摘要
钼 (Mo) 是一种常见的氧化还原敏感性微量元素,被广泛用于指示古海洋的氧化还原状态(Dickson, 2017)。由于Mo在氧化和硫化海水中的地球化学行为不同,其在两种环境下的富集状态以及同位素组成存在明显差异。在氧化水体中,Mo常以溶解态Mo(VI)O42−的形式吸附在铁锰氧化物表面发生共沉淀,并导致沉积物中轻Mo同位素的强烈富集(Chappaz et al., 2014)。而在硫化水体中,Mo(VI)O42−会与硫化氢反应形成溶解度较低的Mo(VI)OxS4−x2−进入沉积物(Erickson and Helz, 2000)。在此过程中Mo的同位素分馏受硫化氢浓度的影响:低浓度硫化氢会导致水体中的轻Mo同位素优先保留在沉积物中;而高浓度硫化氢可以近乎完全地将Mo(VI)O42−转化为Mo(VI)S42−,造成沉积物中与水体近似的Mo同位素组成。
Mo虽然是良好的氧化还原指标,但是沉积后过程包括微生物驱动的早期成岩作用和热液蚀变,可能会对Mo的原始地球化学属性造成巨大改变,从而影响对古海洋信息的解析(McManus et al., 2002;Slotznick et al., 2022)。因此,理解造成Mo元素和同位素改变的主导因素,有助精准识别Mo记录的原始沉积信息,对研究古海洋氧化还原状态至关重要。然而,对Mo地球化学行为改变的控制因素和改造机理方面的探究仍相对缺乏。
为解决上述问题,本研究选取国际大洋发现计划(IODP)获取的西太平洋深层沉积序列(厚度约 850 m)进行全岩元素同位素地球化学分析。通过沉积物和孔隙水中的Mo含量以及沉积物Mo同位素组成,对其沉积后地球化学行为进行限定。结果表明,这些深层沉积物经历了强烈的早期成岩和热液蚀变改造。该过程中原始沉积物中铁锰氧化物的还原以及后期海底热液是孔隙水中Mo的重要来源;同时硫化氢以及热液带来的铁锰氧化物可能造成了Mo的沉淀,并最终导致沉积物中Mo 的富集以及异常轻的Mo同位素组成。这些沉积后特征与古海洋中硫化水体的扩张或同时期热液的加入导致的原始Mo信号相似(Dickson et al., 2012; 秦政等,2022)。因此,对Mo原始沉积信息的解译应考虑上述过程的影响,从而对古海洋的氧化还原状态进行更加精确的厘定。
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