作者:郎咸国等 来源:《国家科学评论》 发布时间:2021/5/12 18:06:32
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科学家揭秘雪球地球间冰期的“超重黄铁矿”
 
 
在正常的沉积型黄铁矿中,硫同位素值显著低于同期海水值(δ34S黄铁矿<δ34S海水)。这是因为,海水中的微生物进行硫酸盐还原反应,将硫酸盐还原为硫化物,并进而生成黄铁矿(FeS2)时,会优先消耗海水中的32S,使产生的黄铁矿具有较低的硫同位素值。
 
然而,在地质历史时期,特别是一些重大转折期,却广泛发育有非正常沉积型黄铁矿——“超重黄铁矿”,其硫同位素值大于同期海水值(δ34S黄铁矿<δ34S海水)。例如,在距今6亿年前的雪球地球间冰期,全球范围内都广泛发育有“超重黄铁矿”,持续时间长达1000万年之久。
 
关于“超重黄铁矿”的成因模式,已经有很多假说,如海洋分层、热硫酸盐还原反应、热液成因、高沉积速率、低硫酸根浓度等,但是这些模型均无法解释成冰纪间冰期的特殊黄铁矿记录,也就无法为古海洋硫循环异常和元古代极端冰室气候事件提供FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧信息。
 
近期,成都理工大学郎咸国博士与北京大学沈冰教授联合国内外多家单位,对华南雪球地球间冰期地层及其赋存的“超重黄铁矿”开展了详细的沉积岩石学、矿物形态学和硫同位素地球化学分析。结合全球同期的硫同位素数据统计,他们发现:
 
①“超重黄铁矿”主要由自形晶黄铁矿和少量的草莓状黄铁矿组成;
 
②全球“超重黄铁矿”主要分布在缺氧硫化环境,为准同生-早成岩阶段产物;
 
③缺氧硫化水体存在垂向的同位素梯度。
 
基于上述沉积学证据和统计数据,研究者提出了一个全新的海洋硫循环模型,其中包含有机硫-硫化物-硫酸盐三个端元,可以解释经典二端元海洋硫循环模型(硫酸盐-硫化物)所不能解释的超重黄铁矿成因。相关成果发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)。
 
该模型认为,在成冰纪极端冰期结束后,全球海洋大面积缺氧硫化,富含硫化氢。在微生物的作用下,这些硫化氢可以和溶解有机碳发生反应,产生大量的可挥发性有机硫化合物。这些有机硫化合物具有很低的硫同位素值,它们被大量释放到大气中,会在海水中产生垂向上的同位素梯度,使海水底部具有更高的硫同位素值,从而形成超重黄铁矿(见下图)。因此,全球分布的“超重黄铁矿”正是对成冰纪极端冰期结束后全球海洋大面积缺氧的写照。
 
这项研究将有机硫融入到海洋硫循环模型中,关联了全球海洋与大气圈的硫循环。由于元古代海洋呈现显著的缺氧分层现象,在陆架区普遍存在硫化的海水,因此在新的模型框架下,缺氧海洋将产生并释放大量有机硫化物,这些有机硫化物在大气中被氧化为硫酸盐气溶胶,在大气中运移,又部分返回海洋,这些过程可对全球气候变化产生重要的影响。
 
因此,这个新的海洋硫循环模型,为解释地质历史时期特殊的沉积记录提供了一个新的思路,也为深入理解元古代气候变化具有重要的科学意义。(来源:科学网)
 
 

 

 
 
 
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