不同时代碳酸盐岩中砷含量特征及其环境指示意义

发布时间：2017-06-26 05:17

  本文关键词：不同时代碳酸盐岩中砷含量特征及其环境指示意义，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地球大气氧含量及其变化对生命演化起着至关重要的作用,向来是地球科学的关注重点。沉积岩中记载了大量反映沉积环境氧化还原条件的信息,利用这些信息,可以间接推测沉积时期大气氧含量及其变化特征。前人业已建立了诸多反演沉积环境氧化还原条件的地球化学指标,包括同位素指标、微量元素指标及有机地球化学指标等。然而这些指标大都基于深海页岩建立,在反演早期地球大气氧含量的微小变化时存在一定局限性。利用浅水碳酸盐岩中包含的地球化学信息,有望解决这一问题。本文以不同地质时期形成的碳酸盐岩为研究对象,通过酸溶法溶解碳酸盐岩,对其中As和Fe的含量进行测定。分析碳酸盐岩结合态As含量特征及其与碳酸盐岩结合态Fe的关系,结合已有的As、Fe地球化学循环模型,建立利用碳酸盐岩中As、Fe的相关性反演古海水氧化还原条件的地球化学指标,并利用该指标研究晚古元古代-新元古代大气氧含量变化特征。研究发现年龄为551-520 Ma的碳酸盐岩中,As与Fe不具有相关性,指示形成碳酸盐岩的海水处于相对还原的环境；年龄小于520 Ma的碳酸盐岩中,As、Fe相关性明显,指示形成碳酸盐岩的海水处于相对氧化的环境。进一步研究发现,1800-1500 Ma大气相对缺氧,且海水具有普遍高砷的特征；1500-1200 Ma大气氧含量上升,浅海海水普遍氧化,海水中砷含量下降；1200-800 Ma大气整体保持缺氧状态,氧含量偶尔上升,但此时海水中砷浓度较低。研究结果表明：利用碳酸盐结合态As、Fe的相关性,可以反演低大气氧含量条件下浅海沉积环境的氧化还原条件变化；1500-1200 Ma出现大气氧含量的显著上升,这一上升与哥伦比亚超大陆向罗迪尼亚超大陆的转化有关；大气氧含量的上升及1700-1500 Ma海水As的毒害效应可能对生命演化起到了至关重要的作用。
【关键词】：氧化还原条件 碳酸盐岩 碳酸盐结合态砷 碳酸盐结合态铁 元古宙
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P588.245;P532
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1. 古环境氧化还原条件研究概述15-18
• 1.1.1 研究进展15
• 1.1.2 主要采用的岩石类型15-16
• 1.1.3 主要判别指标16-18
• 1.2 存在的问题及选题依据18-21
• 1.2.1 存在的问题18-19
• 1.2.2 选题依据19-21
• 1.2.2.1 As的表生地球化学循环19-20
• 1.2.2.2 氧化还原判别指标的建立及应用20-21
• 1.3 研究思路21-22
• 1.4 实际工作量22-23
• 第二章 样品的采集、处理及分析23-37
• 2.1 地质背景23-37
• 2.1.1 华北地台23-27
• 2.1.2 扬子地台27-32
• 2.1.3 采样方法32-34
• 2.1.4 分析方法34-35
• 2.1.5 注意事项35-37
• 第三章 氧化还原条件判别指标的建立37-43
• 3.1 震旦-显生宙碳酸盐岩中As、Fe相关性37-39
• 3.2 本研究结果与前人研究结果对比39-40
• 3.3 As、Fe相关性与缺氧环境判别指标Mo的对比40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 晚古-早新元古代浅海氧化还原条件变化43-60
• 4.1 碳酸盐岩结合态As、Fe相关性分析43-49
• 4.2 晚古-早新元古代浅海氧化还原条件变化特征49-52
• 4.3 晚古-早新元古代海洋中砷浓度变化特征52-56
• 4.4 中元古代全球氧化的原因：超大陆裂解与汇聚56-57
• 4.5 中元古代全球氧化与生命演化57-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 结论及展望60-62
• 5.1 结论60
• 5.2 展望60-62
• 5.2.1 条带状铁建造(BIF)与富铁海洋60-61
• 5.2.2 元古宙海洋P循环61-62
• 参考文献62-72
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况72

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