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南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(Ipy)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(Opy)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ34S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ34S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。 相似文献
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宜居地球、地外生命探索以及资源勘查等的需求使真核生物的早期溯源和演化趋势研究成为国际热点.根据已发现实体化石、分子化石和分子钟证据,将元古宙真核藻类演化划分为环境准备(2.45～1.70 Ga)、缓慢发展(1.70～0.80 Ga)、剧烈波动(0.80～0.64 Ga)、快速辐射(0.64～0.54 Ga)四个阶段.元古宙真核生物的出现、演化和辐射进程与地球氧化和极端气候事件(如冰期)的发生具耦合性,表现出早期生命与地球表层环境的协同演化.真核藻类在1.70～0.80 Ga期间的缓慢演化可能与长期较低的大气氧含量(约为现今水平的1％～10％PAL)有关.低的大气-海洋氧化程度不仅限制了真核藻类生存空间,也通过对氮、磷等营养元素的供应约束,限制了真核藻类初级生产力水平.因此,地球表层氧化可能是地球宜居演化,并孕育出真核生物等各种复杂生命的主要原因.从地球系统形成与演变的角度探索生物圈演化或能对生命的过去和未来给出更为可靠的答案. 相似文献
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新元古代重大地质事件及其与生物演化的耦合关系 总被引：1，自引：1，他引：0
新元古代的地球表层系统经历了超大陆裂解与重组、大规模冰期、古海洋氧化、埃迪卡拉生物群辐射与灭绝、后生动物兴起等一系列重大变革,这些地质事件与生物演化在时空上的耦合关系长期受多学科交叉研究领域的广泛关注。Rodinia超大陆的裂解伴随有超级地幔柱活动、古地磁真极移等复杂响应,裂解过程影响了大气圈和水圈中氧气和二氧化碳的循环,并可能直接导致了新元古代极端的气候条件。构造格局的变动对生物的影响主要体现在物质来源和生存环境的改变上,强上升洋流和强地表径流区域的富营养化促使生物大量繁盛。“雪球地球”期间巨大的选择压力为生物的多样化演变提供了可能,而其后冰川的快速消融则促进了生产力的爆发式增长及多种沉积矿产的形成。与此同时,大气-海洋氧气含量的增加和海水化学结构的改变使得多项元素及同位素指标发生了地质历史上最大幅度的波动,这种特殊的地质背景可能最终对生物演化产生了极为深刻的影响。 相似文献
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基于LA-ICP-MS多元素成像技术的早寒武世磷结核成因研究 总被引：3，自引：3，他引：0
我国下寒武统底部广泛发育磷结核、磷块岩等富磷沉积,为早寒武世最为重要的化学标志层之一,也代表了隐生宙—显生宙转折期地球表层系统的重大变革。当前对磷来源和富集机制的解释不一。为进一步明确该时期富磷沉积的形成机制,本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱联用技术(LA-ICP-MS)对贵州金沙地区牛蹄塘组黑色页岩中的磷结核进行多元素原位微区成像研究。结果表明:磷结核中各元素富集情况清晰地记录了磷结核形成过程中微环境的变化趋势。其中,磷结核内部Ca、P共富集以及Si亏损,指示P富集缘于自生磷灰石生成,P则来自于有机质含氧或厌氧降解释放;Mn、Zn与P共富集于磷结核内部,指示结核形成时的底部水体为含氧水体;As、Mo、V等元素主要富集于围岩或黑色页岩,指示缺氧含H_2S水体形成终止了结核生长。本研究显示,LA-ICP-MS原位多元素成像技术能够获取微区内丰富的地球化学信息,并提供高精度可视化证据,未来将在地质勘探和古环境研究等领域得到更广泛应用。 相似文献
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世界范围已发现大量元古宇油气藏.中国元古宇分布面积广,四川盆地震旦系大型气藏和华北中元古界大量液态油苗的发现,证实中国元古宇油气勘探潜力值得高度重视.文章探讨了元古宇烃源岩发育主控因素,指出活跃的大气环流和天文旋回驱动上升洋流和陆表径流提供营养源,海洋表层氧化水体为生物勃发提供适宜生存环境;大陆开裂导致的火山活动和陆地风化作用向海洋注入大量营养物质,导致低等生物繁盛;海洋深部广泛的厌氧水体为有机质保存创造了良好条件.真核生物的出现,使得源岩生烃母质构成呈多样性,有效提升了油气生成潜力.通过跨克拉通地层对比,明确中国元古宇发育7套富有机质优质烃源岩,主要发育于间冰期,具全球可比性.华北地区洪水庄组和下马岭组是已证实的中元古界烃源岩,早元古界长城系有可能成为鄂尔多斯盆地潜在气源岩;新元古界大塘坡组和陡山沱组烃源岩在上扬子地区广泛分布,是四川盆地震旦系大型气藏和鄂湘黔地区新元古界页岩气藏的主要气源之一.南华系在塔里木盆地可能存在高有机质丰度页岩,但仍需证实.中国三大克拉通地块可能皆发育元古宇烃源岩,是值得高度关注的主要接替勘探领域. 相似文献
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黔北下寒武统黑色岩系的沉积环境与地球化学响应 总被引：2，自引：0，他引：2
下寒武统黑色岩系在我国华北、华南及塔里木盆地等广泛发育,但富有机质泥页岩的分布特征及其控制因素未有定论。本文对黔北地区下寒武统牛蹄塘组(及同时期地层)不同沉积相带典型剖面中的富有机质泥页岩及其上下层位进行了地球化学分析,识别出寒武纪早期不同沉积相带氧化还原环境的明显差异。台内凹陷相主要岩性为黑色页岩,底部为不等厚的薄层磷块岩和硅质岩或硅磷质结核,沉积的黑色页岩厚度大,有机质丰度高,V、Ni、Mo、U等微量元素显著富集,反映了贫氧-缺氧环境,以及短暂动态的硫化环境,Mo/TOC反映了其为局限盆地特征;上斜坡相为贫氧到氧化的沉积环境,但更多地是表现为氧化的沉积环境,其中牛蹄塘期存在局部的硫化环境,沉积的黑色页岩厚度小,但有机质丰度最高,V、Ni、Mo、U等微量元素的富集程度较低;盆地相为黑色硅质岩与富有机质的黑色硅质页岩间互沉积,同期沉积厚度较小,有机质丰度相对较低,V和U的富集程度大于台内凹陷相,而Ni和Mo的富集程度则低于台内凹陷相,指示了缺氧环境,期间伴随有贫氧和短暂的氧化环境存在,且可能存在局部的硫化环境,Mo/TOC反映了中等的局限程度。总的来说,黔北下寒武统黑色岩系的有机质丰度、厚度以及微量元素富集程度等特征主要受控于不同的氧化还原环境。 相似文献
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上扬子地区龙马溪组黑色页岩富含笔石,多以碳质薄膜形式富集于富有机质层段。前期研究多关注笔石形态和成岩后的演化过程,对笔石埋藏和早成岩阶段所经历地球化学作用的研究较少,笔石成因仍缺乏直接证据。本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术对宁203井龙马溪组笔石进行原位微区多元素扫描成像,对主量成矿元素分布与富集程度进行解析,发现了碳质薄膜笔石体表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,富集倍数在1.5～10倍以上,Sr/Ba值(1.4～2.3)则明显低于围岩(5.0),指示黏土矿物包埋是笔石碳化的主要途径,包埋形成的硫化微环境导致部分笔石发生黄铁矿化。结合面笔石率、有机质、黄铁矿、黏土矿物含量和δ~(13)C_(org)值的剖面垂向变化及相关性分析,提出早期微生物席繁盛和后期硫酸盐还原菌繁盛导致水岩界面孔隙水普遍缺氧,是笔石和有机质大量埋存的主要原因。本研究结果不仅揭示了龙马溪组笔石的埋藏矿化机制,也为有机质富集和黑色页岩形成的控制因素研究提供了新思路。 相似文献
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