不同時(shí)代碳酸鹽巖中砷含量特征及其環(huán)境指示意義
本文關(guān)鍵詞:不同時(shí)代碳酸鹽巖中砷含量特征及其環(huán)境指示意義,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:地球大氣氧含量及其變化對(duì)生命演化起著至關(guān)重要的作用,向來(lái)是地球科學(xué)的關(guān)注重點(diǎn)。沉積巖中記載了大量反映沉積環(huán)境氧化還原條件的信息,利用這些信息,可以間接推測(cè)沉積時(shí)期大氣氧含量及其變化特征。前人業(yè)已建立了諸多反演沉積環(huán)境氧化還原條件的地球化學(xué)指標(biāo),包括同位素指標(biāo)、微量元素指標(biāo)及有機(jī)地球化學(xué)指標(biāo)等。然而這些指標(biāo)大都基于深海頁(yè)巖建立,在反演早期地球大氣氧含量的微小變化時(shí)存在一定局限性。利用淺水碳酸鹽巖中包含的地球化學(xué)信息,有望解決這一問(wèn)題。本文以不同地質(zhì)時(shí)期形成的碳酸鹽巖為研究對(duì)象,通過(guò)酸溶法溶解碳酸鹽巖,對(duì)其中As和Fe的含量進(jìn)行測(cè)定。分析碳酸鹽巖結(jié)合態(tài)As含量特征及其與碳酸鹽巖結(jié)合態(tài)Fe的關(guān)系,結(jié)合已有的As、Fe地球化學(xué)循環(huán)模型,建立利用碳酸鹽巖中As、Fe的相關(guān)性反演古海水氧化還原條件的地球化學(xué)指標(biāo),并利用該指標(biāo)研究晚古元古代-新元古代大氣氧含量變化特征。研究發(fā)現(xiàn)年齡為551-520 Ma的碳酸鹽巖中,As與Fe不具有相關(guān)性,指示形成碳酸鹽巖的海水處于相對(duì)還原的環(huán)境;年齡小于520 Ma的碳酸鹽巖中,As、Fe相關(guān)性明顯,指示形成碳酸鹽巖的海水處于相對(duì)氧化的環(huán)境。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),1800-1500 Ma大氣相對(duì)缺氧,且海水具有普遍高砷的特征;1500-1200 Ma大氣氧含量上升,淺海海水普遍氧化,海水中砷含量下降;1200-800 Ma大氣整體保持缺氧狀態(tài),氧含量偶爾上升,但此時(shí)海水中砷濃度較低。研究結(jié)果表明:利用碳酸鹽結(jié)合態(tài)As、Fe的相關(guān)性,可以反演低大氣氧含量條件下淺海沉積環(huán)境的氧化還原條件變化;1500-1200 Ma出現(xiàn)大氣氧含量的顯著上升,這一上升與哥倫比亞超大陸向羅迪尼亞超大陸的轉(zhuǎn)化有關(guān);大氣氧含量的上升及1700-1500 Ma海水As的毒害效應(yīng)可能對(duì)生命演化起到了至關(guān)重要的作用。
【關(guān)鍵詞】:氧化還原條件 碳酸鹽巖 碳酸鹽結(jié)合態(tài)砷 碳酸鹽結(jié)合態(tài)鐵 元古宙
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:P588.245;P532
【目錄】:
- 致謝7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-15
- 第一章 緒論15-23
- 1.1. 古環(huán)境氧化還原條件研究概述15-18
- 1.1.1 研究進(jìn)展15
- 1.1.2 主要采用的巖石類(lèi)型15-16
- 1.1.3 主要判別指標(biāo)16-18
- 1.2 存在的問(wèn)題及選題依據(jù)18-21
- 1.2.1 存在的問(wèn)題18-19
- 1.2.2 選題依據(jù)19-21
- 1.2.2.1 As的表生地球化學(xué)循環(huán)19-20
- 1.2.2.2 氧化還原判別指標(biāo)的建立及應(yīng)用20-21
- 1.3 研究思路21-22
- 1.4 實(shí)際工作量22-23
- 第二章 樣品的采集、處理及分析23-37
- 2.1 地質(zhì)背景23-37
- 2.1.1 華北地臺(tái)23-27
- 2.1.2 揚(yáng)子地臺(tái)27-32
- 2.1.3 采樣方法32-34
- 2.1.4 分析方法34-35
- 2.1.5 注意事項(xiàng)35-37
- 第三章 氧化還原條件判別指標(biāo)的建立37-43
- 3.1 震旦-顯生宙碳酸鹽巖中As、Fe相關(guān)性37-39
- 3.2 本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果對(duì)比39-40
- 3.3 As、Fe相關(guān)性與缺氧環(huán)境判別指標(biāo)Mo的對(duì)比40-42
- 3.4 本章小結(jié)42-43
- 第四章 晚古-早新元古代淺海氧化還原條件變化43-60
- 4.1 碳酸鹽巖結(jié)合態(tài)As、Fe相關(guān)性分析43-49
- 4.2 晚古-早新元古代淺海氧化還原條件變化特征49-52
- 4.3 晚古-早新元古代海洋中砷濃度變化特征52-56
- 4.4 中元古代全球氧化的原因:超大陸裂解與匯聚56-57
- 4.5 中元古代全球氧化與生命演化57-59
- 4.6 本章小結(jié)59-60
- 第五章 結(jié)論及展望60-62
- 5.1 結(jié)論60
- 5.2 展望60-62
- 5.2.1 條帶狀鐵建造(BIF)與富鐵海洋60-61
- 5.2.2 元古宙海洋P循環(huán)61-62
- 參考文獻(xiàn)62-72
- 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況72
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