湖南湘潭湘锰组黄铁矿Fe同位素初步研究

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• 作者：史富强朱祥坤闫斌赵妮娜
• 会议时间：2015-10-18
• 关键词：锰矿 ; 黄铁矿 ; 铁同位素 ; 氧化还原
• 作者单位：史富强,朱祥坤,闫斌(中国地质科学院地质研究所,国土资源部同位素地质重点实验室,北京, 100037)赵妮娜(中国地质科学院地质研究所,国土资源部同位素地质重点实验室,北京, 100037;中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083)
• 母体文献：中国地质学会同位素地质专业委员会成立三十周年暨同位素地质应用成果学术讨论会论文集
• 会议名称：中国地质学会同位素地质专业委员会成立三十周年暨同位素地质应用成果学术讨论会
• 会议地点：宁波
• 主办单位：中国地质学会
• 语种：chi

摘要

湖南湘潭锰矿位于杨子地台江南地轴的东南缘,是一个典型的大塘坡式锰矿。湘潭湘锰组底部为锰矿层,主要矿物为菱锰矿,其上为黑色页岩,富含有机物质和黄铁矿。通过对这些黄铁矿Fe同位素的研究对湘锰组中黄铁矿形成过程以及大塘坡阶段海水的性质提出制约。湘潭钻孔ZK3603湘锰组黑色页岩中黄铁矿微观上主要呈现三种形态:①草莓状,②自形,半自形,③团块状。湖南湘潭锰矿湘锰组中黑色页岩的全岩分析显示,Al与Fe、S的含量没有明显的相关性,Fe与S的含量正相关,表明Fe不是由碎屑带入,而来源于海水,海水中S由黄铁矿固定在沉积物中,因此黄体矿的同位素值可以反映海洋的古环境变化。所测黄铁矿δ56Fe值变化范围为-0.30‰-+1.05‰,平均值为+0.36‰,相对海水富集Fe的重同位素,在湘锰组上部有变重的趋势。本文认为这些相对富集Fe的重同位素的黄铁矿的形成过程过称为:在氧化还原分层的海洋系统中,储存在海洋深部中的Fe2+aq被带入到浅海大陆架部位,被部分氧化形成Fe(OH)3(或Fe203),这些Fe3+矿物具有正的δ56Fe值。部分Fe(OH)3(或Fe203)进入Fe3+-Fe2+在氧化还原界面附近的循环,部分沉积下来被保存在缺氧富含有机物质的沉积物中,在成岩过程中被全部还原释放出的Fe2+与H2S结合形成黄铁矿。