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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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徐林剛：斯圖特冰期終結(jié)與新元古代大規(guī)模錳礦的形成機(jī)制
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徐林剛：斯圖特冰期終結(jié)與新元古代大規(guī)模錳礦的形成機(jī)制【ESR，2024】 2024-09-19 閱讀：50次 新元古代雪球地球事件在地球演化歷史中頗具特色，作為全球范圍內(nèi)經(jīng)歷時(shí)間最長的斯圖特冰期，其觸發(fā)和終結(jié)機(jī)制及其成礦效應(yīng)長期以來都是地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為斯圖特冰期的終結(jié)是瞬時(shí)、全球同步發(fā)生的，且火山脫氣作用被認(rèn)為是觸發(fā)斯圖特冰期結(jié)束的關(guān)鍵因素。但地球上不同克拉通的火山作用的發(fā)生是否具有同時(shí)性尚不明確，此外，新元古代地球上發(fā)育了大規(guī)模沉積型錳礦，但錳礦成礦均發(fā)生在斯圖特冰期之后的間冰期，而隨之發(fā)生的馬里諾冰期之后并未形成大規(guī)模錳礦，全球范圍的極端氣候與大規(guī)模沉積型錳礦的關(guān)系尚不清楚。 針對以上科學(xué)問題，我校地球科學(xué)與資源學(xué)院徐林剛副教授，聯(lián)合美國加州大學(xué)河濱分校Andrey Bekker教授，美國俄懷明大學(xué)Kevin Chamberlain教授，德國克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)Bernd Lehmann教授，我校張世紅教授、毛景文教授、閆浩講師以及貴州地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局103地質(zhì)隊(duì)潘文研究員，以貴州銅仁地區(qū)新元古代大塘坡組富錳黑色頁巖為研究對象，采用高精度CA-ID-TIMS測年技術(shù)對該地層中的火山灰鋯石進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)年代學(xué)研究，結(jié)合全球范圍內(nèi)不同克拉通同時(shí)期高精度火山灰鋯石年齡數(shù)據(jù)，取得了如下新認(rèn)識： 1. 獲得了華南大塘坡組底部凝灰?guī)r層中高精度鋯石U-Pb年齡為661.86 ± 1.06 Ma（圖1），該年齡與前人報(bào)道的同一地區(qū)火山灰鋯石年齡658.80 ± 0.54 Ma存在差異，說明在斯圖特冰期末期華南發(fā)生了一系列不連續(xù)火山噴發(fā)作用，其持續(xù)時(shí)間超過1.5 ~ 4.7 Ma。 2. 通過對比華南、北美、南澳大利亞克拉通斯圖特冰期后沉積地層層序及火山灰鋯石CA-ID-TIMS U-Pb年齡，進(jìn)一步確定了斯圖特冰期末火山活動發(fā)生持續(xù)時(shí)間至少為3.4 ~ 5.1 Ma（圖2）。 3. 斯圖特冰期后廣泛分布的富鐵-富錳礦床與火山活動以及極端氣候引發(fā)的物源供給、海洋氧化還原條件的變化密切相關(guān)。斯圖特冰期后發(fā)育大規(guī)模沉積型錳礦，其原因是漫長的冰期導(dǎo)致錳離子在缺氧海水中大量聚集而形成巨大的儲庫，冰期后的沉積環(huán)境變化進(jìn)一步導(dǎo)致海水中的錳進(jìn)入沉積物中而形成礦床（圖3），但馬里諾冰期后沒有形成大規(guī)模錳礦，主要是因?yàn)轳R里諾冰期較斯圖特冰期持續(xù)時(shí)間短，沒有充足的錳質(zhì)在海水中聚集而形成規(guī)模龐大的儲庫。 圖1 南華紀(jì)大塘坡組富錳黑色頁巖中火山灰鋯石CA-ID-TIMS U-Pb年齡 圖2 南澳大利亞和華南克拉通斯圖特冰期末火山灰鋯石CA-ID-TIMS U-Pb年齡揭示火山活動持續(xù)時(shí)間超過3.4~5.1 Ma 圖3 新元古代斯圖特冰期后大規(guī)模錳礦成礦模型。錳礦的形成與火山活動以及極端氣候引發(fā)的物源供給、海洋氧化還原條件的變化密切相關(guān) 該研究獲得了國家自然科學(xué)基金（41972072和42172080）的支持。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際權(quán)威地學(xué)期刊《Earth-Science Reviews》上。論文信息：Xu, L.G., Bekker, A., Chamberlain, K., Lehmann, B., Zhang, S.H., Mao, J.W., Yan, H., Pan, W., 2024. Termination of Sturtian glaciation with protracted, multiple volcanic eruptions. Earth-Science Reviews, v. 255, 104826. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.104826. 全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.104826 |
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