馮帆，關(guān)平，劉文匯，劉沛顯

1.造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871

2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083

0 引言

“雪球事件”是新元古代晚期重要的全球環(huán)境事件，目前世界范圍內(nèi)的新元古代冰期主要發(fā)生在800～550 Ma，可分為Kaigas、Sturtian、 Marinoan 和Gaskiers四期[1-4]，其中Sturtian和Marinoan兩期普遍被認(rèn)為屬于大陸冰川[5-6]，是典型的“雪球事件”。Marinoan冰期作為被廣泛研究的一期“雪球事件”，其時(shí)限被認(rèn)為是從657 Ma到635 Ma，其中結(jié)束時(shí)間(635 Ma)具有較高的全球一致性[6]。在揚(yáng)子地區(qū)，廣泛分布著南沱組冰磧巖，根據(jù)其上下地層中凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡，可以將其沉積時(shí)間限定在654.5±3.8 Ma至635.3±5.4 Ma[6]，這一時(shí)間范圍與Marinoan冰期一致[4,7-8]，為新元古代晚期第三次冰期活動(dòng)的產(chǎn)物。

由于“雪球事件”結(jié)束后的環(huán)境變化對(duì)于生物演化具有重要影響，而雪球事件后普遍沉積了蓋帽碳酸鹽巖，其地化特征可以作為研究環(huán)境變化的重要指標(biāo)，因此對(duì)蓋帽碳酸鹽巖的研究一直以來都是學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。有關(guān)其C、S同位素的研究表明，在雪球期海水發(fā)生了強(qiáng)烈分層，深層大洋水具有缺氧富有機(jī)質(zhì)的特征。在冰期后的升溫過程中，淡水、表層富氧海水與深部缺氧大洋水發(fā)生了混合，這一過程帶來了古海洋環(huán)境的迅速變化[9-12]。根據(jù)對(duì)V、Ni、U、Co、Mo、Sc等氧化還原敏感元素的研究也發(fā)現(xiàn)，這一時(shí)期的海洋氧化還原環(huán)境發(fā)生了劇烈變化[13-14]。在海洋環(huán)境發(fā)生變化的同時(shí)，大陸環(huán)境同樣發(fā)生著改變，蓋帽碳酸鹽巖中普遍存在的高Fe/S比值被認(rèn)為是大陸化學(xué)風(fēng)化作用增強(qiáng)的體現(xiàn)[15]。

為了綜合性的研究南沱冰期后短時(shí)間內(nèi)的環(huán)境變化過程，并對(duì)海陸環(huán)境的協(xié)同變化進(jìn)行嘗試性探討，本文選擇重慶秀山長河橋剖面陡山沱組底部蓋帽碳酸鹽巖及其上覆泥頁巖進(jìn)行研究。通過分析C、O、Sr同位素和全巖主微量元素的特征，對(duì)其形成時(shí)期的海洋環(huán)境演化進(jìn)行了討論。同時(shí)，嘗試性的使用了蓋帽碳酸鹽巖中酸不溶物的元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)，解釋當(dāng)時(shí)的大陸環(huán)境背景，對(duì)雪球事件后海陸環(huán)境的協(xié)同變化進(jìn)行了探索。

1 地質(zhì)概況及樣品

研究區(qū)位于重慶市秀山縣，長河橋剖面(28°32′37.92″N，108°50′15.06″E)位于秀山縣城西北約20公里處，出露巖層自下向上依次為南華系南沱組冰磧巖、震旦系陡山沱組蓋帽白云巖和頁巖(圖1)。其中蓋帽白云巖厚度約為1 m，與南沱組冰磧巖近平行不整合接觸。

樣品采集自南沱組與陡山沱組交界處開始，以南沱組冰磧巖與陡山沱組蓋帽碳酸鹽巖界線為0 m處，向上2.5 m范圍內(nèi)采集樣品7個(gè)，其中XS-1至XS-4為蓋帽碳酸鹽巖，XS-5至XS-7為頁巖。野外采樣過程中，注意避開了含后期碳酸鹽或石英脈體的部分，同時(shí)選擇風(fēng)化程度較弱的部分取樣。在室內(nèi)樣品預(yù)處理過程中，去掉樣品表層可能受風(fēng)化作用影響的部分，選取新鮮部分進(jìn)行處理，以待分析。

2 實(shí)驗(yàn)方法

對(duì)所采集樣品進(jìn)行了全巖C、O、Sr同位素與主微量元素測試，并對(duì)碳酸鹽巖的酸不溶物進(jìn)行了主微量元素分析測試。碳氧同位素與主微量元素樣品分析測試均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成，其中，碳氧同位素測試使用標(biāo)準(zhǔn)的無水磷酸消解法，在MAT 253型穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀上完成，常量元素和微量元素測試分別使用PW2404型X射線熒光光譜儀和ELEMENT XR型等離子質(zhì)譜儀完成。鍶同位素樣品采用2.5 mol/L的鹽酸在常溫下進(jìn)行溶樣，銣、鍶經(jīng)裝有AG50-WX8樹脂的離子交換柱分離、提純，在中國科學(xué)院南京土壤研究所使用英國VG354同位素質(zhì)譜儀完成測試。

酸不溶物的提取參考王世杰等[16]的方法，具體處理如下：取500 g以上原巖樣品進(jìn)行粗碎，選取其中不含脈體、溶孔、晶洞等可能受后期改造的部分約100 g，將選取的樣品放入500 mL大燒杯中，加入適量的1 mol/L的鹽酸，充分?jǐn)嚢韬箪o置沉淀，用pH試紙檢測，待上層清液為中性，抽濾上層清液，將濾出的殘?jiān)鼪_入燒杯，繼續(xù)加入適量1 mol/L的鹽酸，重復(fù)上述步驟，至碳酸鹽部分完全溶解(攪拌后無氣泡產(chǎn)生，且靜置后pH試紙檢測上層清液為酸性，pH<4)。將最終殘余樣品反復(fù)清洗，用pH試紙檢測至清洗液呈中性為止，濾出殘余樣品烘干，裝入潔凈的樣品袋中備用。為避免在實(shí)驗(yàn)過程中帶入污染，配制鹽酸和沖洗樣品均使用去離子水。

3 測試結(jié)果

碳氧鍶同位素及主微量元素分析和計(jì)算結(jié)果見表1。碳氧同位素均換算為國際標(biāo)準(zhǔn)PDB值。所采集的蓋帽白云巖及上覆頁巖的δ13CPDB均偏負(fù)，分布在-3.4‰至-5.2‰，平均值為-4.14‰。δ18OPDB分布在-5.9‰至-9.5‰，平均值-7.41‰。鍶同位素采用美國NBS987鍶同位素標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)樣，測定結(jié)果87Sr/86Sr為0.7 102 241±0.0 000 007，符合誤差要求。鍶同位素僅測定了XS-1至XS-5樣品，其87Sr/86Sr值范圍為0.709 293～0.709 429，平均值0.709 374，略高于埃迪卡拉紀(jì)海水的87Sr/86Sr值0.708～0.709[17-18]。

圖1 剖面位置與巖性Fig.1 Location of the section and the lithostatigraphic column of Changheqiao Section

表1 長河橋剖面碳氧鍶同位素組成分析測試結(jié)果Table 1 The Carbon, Oxygen and Strontium isotopic data of the Changheqiao Section

樣品的微量元素(表2，3)采用太古代頁巖(PASS)標(biāo)準(zhǔn)化[19]，標(biāo)準(zhǔn)化后的全巖REEs+Y配分模式圖如圖2所示。Eu/Eu*與Ce/Ce*的計(jì)算公式參考前人的成果[20-21]如下：Eu/Eu*=2EuN/(SmN+GdN)，Ce/Ce*=2CeN/(LaN+PrN)，式中下標(biāo)N表示PASS[19]標(biāo)準(zhǔn)化后的值。全巖的REEs+Y配分模式分為兩類，剖面底部兩個(gè)樣品顯示出明顯的Eu正異常(Eu/Eu*>5)，其余樣品呈平坦分布，LREE與HREE均無明顯分異。酸不溶物的REEs+Y配分模式圖如圖3所示，均表現(xiàn)出明顯的Eu正異常(Eu/Eu*>1.1)，其中剖面底部兩個(gè)樣品表現(xiàn)出強(qiáng)烈的Eu正異常(Eu/Eu*>5)。在全部樣品中，Ce表現(xiàn)為無異常和輕微負(fù)異常，碳酸鹽巖樣品的Ce/Ce*均出現(xiàn)輕微負(fù)異常(0.86～0.942)，頁巖樣品均未出現(xiàn)Ce異常(0.959～0.978)。

表2 長河橋剖面全巖稀土元素含量及稀土元素相關(guān)參數(shù)指標(biāo)(×10-6)Table 2 REE+Y content and relevant calculated results of REE of whole-rock in Changheqiao Section(×10-6)

表3 長河橋剖面Al和微量元素含量(×10-6)Table 3 The content of trace elements and Al in Changheqiao Section(×10-6)

圖2 長河橋剖面全巖稀土元素配分模式圖(PASS)Fig.2 PASS-normalized REE patterns of whole-rock of the Changheqiao Section

圖3 長河橋剖面酸不溶物稀土元素配分模式圖(PASS)Fig.3 PASS-normalized REE patterns of acid-insoluble residuas of the Changheqiao Section

4 討論

4.1 微量元素的陸源碎屑檢驗(yàn)

蓋帽碳酸鹽巖由于其特殊的形成環(huán)境，在沉積時(shí)往往伴隨著大量的陸源碎屑輸入，而前人研究成果表明，多數(shù)沉積巖的微量元素中，總有部分是來源于陸源碎屑的[19]。因此，對(duì)于與環(huán)境密切相關(guān)的元素，特別是對(duì)氧化還原環(huán)境敏感的變價(jià)元素，在用作環(huán)境分析前需要謹(jǐn)慎考慮陸源碎屑對(duì)其含量的影響。如果陸源碎屑來源占某一元素含量的主要部分，則該元素的變化主要受物源區(qū)的控制，不能反映沉積環(huán)境的改變[22]。

為了排除陸源碎屑對(duì)元素含量的干擾，可以利用單一元素與Al、Th等主要來自陸源碎屑的元素的關(guān)系進(jìn)行陸源碎屑檢驗(yàn)[23-24]。檢驗(yàn)主要通過被檢驗(yàn)元素與Al、Th的協(xié)變圖來實(shí)現(xiàn)，如果被檢驗(yàn)元素主要來自陸源碎屑，則其與Al、Th均會(huì)呈現(xiàn)很好的線性正相關(guān)關(guān)系，反之則主要受控于沉積環(huán)境[22]。由于長河橋剖面上下段巖性并不統(tǒng)一，在投圖時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)因巖性各自聚集出現(xiàn)的現(xiàn)象，因此在對(duì)長河橋剖面樣品中與沉積環(huán)境密切相關(guān)的元素進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需要將上下段數(shù)據(jù)分別檢驗(yàn)。

由于將不同巖性樣品分別討論時(shí)單一巖性樣品數(shù)量有限，統(tǒng)計(jì)學(xué)意義并不充分，因此對(duì)碳酸鹽巖和頁巖的平均元素含量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理(XK=X樣品/X平均，以下標(biāo)K代表標(biāo)準(zhǔn)化后的值)，以討論Al、Th是否富集，并對(duì)比被檢測的常用氧化還原敏感元素(Mn、U、V、Cr、Ni、Co)[24-27]是否具有與Al、Th相近的富集情況，其中碳酸鹽巖樣品(XS-1至XS-4)采用碳酸鹽巖平均值標(biāo)準(zhǔn)化，頁巖樣品(XS-5至XS-7)采用頁巖平均值標(biāo)準(zhǔn)化，碳酸鹽巖和頁巖平均值的數(shù)據(jù)參考Turekian和Wedepohl[28]。

標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果見表4，碳酸鹽巖樣品中Al相對(duì)富集(AlK約為1.37～3.55)，而Th無明顯富集(ThK為0.45～1.14)，說明樣品受到了一定量的陸源碎屑影響。而常用的氧化還原元素的標(biāo)準(zhǔn)化值均與AlK、ThK有較大差別，可能未受到陸源碎屑輸入的影響。在頁巖樣品中，Al、Th均無明顯富集，且常用的氧化還原元素的標(biāo)準(zhǔn)化值均與AlK、ThK也具有一定差異，很可能沒有受到陸源碎屑影響。此外，在估算陸源碎屑帶入的某元素X的含量時(shí)，前人運(yùn)用了如下公式：X碎屑=(X/Al)平均頁巖×Al樣品，X自生=X總-X碎屑[24]，平均頁巖數(shù)據(jù)選用北美頁巖(NASC)的數(shù)據(jù)[29]。對(duì)氧化還原敏感元素進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)(表5)，除U僅在頂部頁巖樣品中(XS-7)出現(xiàn)了負(fù)值以外，其余氧化還原敏感元素都出現(xiàn)了多個(gè)負(fù)值，表明成巖過程中虧損明顯，不能用于判別沉積環(huán)境。綜合氧化還原敏感元素的富集情況，及陸源碎屑修正的結(jié)果，選擇了在泥巖和碳酸鹽巖中均適用的U/Th值進(jìn)行氧化還原環(huán)境的討論。

4.2 同位素地球化學(xué)

通常Mn/Sr被用來作為檢驗(yàn)碳酸鹽巖樣品穩(wěn)定同位素及鍶同位素原始性的指標(biāo)，以Mn/Sr<10且δ18OPDB>-10‰作為樣品δ13CPDB和87Sr/86Sr可以代表原始沉積環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)[17,30]。而在蓋帽碳酸鹽巖中，經(jīng)常出現(xiàn)Fe和Mn的富集，這與在冰期形成的富Fe、Mn的風(fēng)化殘積物在冰期結(jié)束后被冰川融水帶入大洋有關(guān)[15]，因此高M(jìn)n/Sr并不能說明蓋帽碳酸鹽巖樣品的C、Sr同位素已被改造[9,31]。

通過δ13CPDB與δ18OPDB的交會(huì)圖(圖4)可以看出，二者并沒有線性關(guān)系，這表明δ13CPDB的負(fù)異常與熱液作用無關(guān)，很可能保留了原始沉積時(shí)的數(shù)據(jù)[32]。綜上所述，認(rèn)為長河橋剖面樣品的δ13CPDB和87Sr/86Sr可能保持了原始性，數(shù)據(jù)在用作沉積環(huán)境分析時(shí)可做參考。

表4 長河橋剖面Al、Ba、Th及氧化還原敏感元素標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果Table 4 The normalized Al, Ba, Th and redox-sensitive elements in Changheqiao Section

表5 長河橋剖面自生氧化還原敏感元素含量(×10-6)及U自生/Th值Table 5 Authigenic redox-sensitive elements content (×10-6) and U(Authigenic)/Th in Changheqiao Section

圖4 δ13CPDB與δ18OPDB交會(huì)圖(a)，δ18OPDB與87Sr/86Sr(b)Fig.4 Cross-plot of δ13CPDB and δ18OPDB (a), cross-plot of δ18OPDB and 87Sr/86Sr (b)

87Sr/86Sr在該剖面高于埃迪卡拉紀(jì)海水的平均值[17-18]，且δ18OPDB與87Sr/86Sr之間無負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖4)，這種出現(xiàn)在蓋帽碳酸鹽巖中偏高的87Sr/86Sr可能來源于高鹽度的地下水[37]，而這部分地下水的來源主要為雪球融化后不斷增多的大氣降水[38]和冰川融水[39]。此外，偏高的87Sr/86Sr也有可能是大量殼源鍶輸入所致，蓋帽碳酸鹽巖形成時(shí)，可能有大量殼源鍶被冰川融水帶入大洋，導(dǎo)致87Sr/86Sr偏高[37,40-41]。這兩種模式都與雪球事件結(jié)束后的環(huán)境劇烈變化密切相關(guān)[42-43]，反映了這一時(shí)期迅速升溫導(dǎo)致的冰川迅速融化以及強(qiáng)烈的蒸發(fā)和降水，同時(shí)伴隨著大量陸源碎屑的注入。

4.3 全巖元素地球化學(xué)

全巖的REEs+Y配分模式圖顯示(圖2)，在0.1 m和0.3 m處兩個(gè)樣品具有明顯的正異常，其他樣品的REEs+Y配分模式均為平坦型。通過對(duì)Eu/Eu*的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)所有樣品均具有Eu正異常，其中0.1 m和0.3 m處異常幅度較大(Eu/Eu*>5)，其余樣品為輕微正異常(1.1

由于Eu2+與Ba2+價(jià)態(tài)相同且離子半徑相近，二者之間容易發(fā)生相互替代，有研究認(rèn)為，富集Ba的樣品在使用ICP-MS測定Eu含量時(shí)，其Eu含量偏高很可能是高Ba含量帶來的儀器分析誤差[45]。而在秀山長河橋剖面中，樣品普遍富集Ba，大部分樣品的Ba含量為北美頁巖(NASC)標(biāo)準(zhǔn)值的3倍以上，同時(shí)Ba的富集明顯與Eu/Eu*的正異常相關(guān)(圖5)，這表明Eu正異常的出現(xiàn)有受到樣品中Ba含量影響的可能性。但由于大洋中Ba的常規(guī)來源為熱液和河流[46]，而樣品中BaK與AlK、ThK差異明顯(表4)，可以排除其含量受陸源碎屑影響的可能。因此，樣品中的高Ba含量很可能也是由熱液活動(dòng)導(dǎo)致的。由于高Ba含量與Eu正異常均可能由海底熱液活動(dòng)導(dǎo)致，所以即使存在Ba含量對(duì)Eu正異常的影響，海底熱液活動(dòng)強(qiáng)度的變化依然可信。此外，在碳酸鹽巖中Ba的富集程度遠(yuǎn)高于頁巖，這與Ba2+會(huì)以類質(zhì)同象的形式進(jìn)入碳酸鹽晶格有關(guān)。

圖5 Ba/Sm與Eu/Eu*交會(huì)圖Fig.5 Cross-plot of Ba/Sm and Eu/Eu*

在研究古海洋氧化還原條件時(shí)，Ce異常可以同時(shí)在泥巖和碳酸鹽巖中使用[47-52]。在使用公式Ce/Ce*=2CeN/(LaN+PrN)計(jì)算Ce異常時(shí)，由于La異常會(huì)對(duì)Ce異常產(chǎn)生影響，因此可以用Pr/Pr*與Ce/Ce*的交會(huì)圖來排除La異常的干擾，以判斷真假Ce異常[20]。如圖6所示，Ce異常可被分為5個(gè)區(qū)間：A區(qū)為無Ce異常和La異常(0.95

圖6 長河橋剖面巖石樣品Ce/Ce*-Pr/Pr*圖(據(jù)Bau et al., 1996)Fig.6 Cross-plot of Ce/Ce* and Pr/Pr* of samples in Changheqiao Section (after Bau et al., 1996)

通過對(duì)全巖的氧化還原敏感元素的篩選，在該剖面中U自生/Th值為最適宜的氧化還原性判別指標(biāo)。由于在沉積環(huán)境中，Th只有Th4+一個(gè)價(jià)態(tài)，而U具有U4+和U6+兩個(gè)價(jià)態(tài)。在還原環(huán)境中U以U4+形式存在，U4+和Th4+均難溶于水，而氧化環(huán)境中，U4+被氧化為易溶于水的U6+，會(huì)造成沉積物中的U含量下降。依據(jù)U和Th在不同氧化還原條件下的行為差異，一般認(rèn)為U/Th值小于0.75為氧化環(huán)境(自由氧濃度>2.0 mL/L)，0.75

表6 長河橋剖面酸不溶物稀土元素含量(×10-6)及Eu/Eu*數(shù)據(jù)Table 6 REE+Y content (×10-6) and the Eu/Eu* data of acid-insoluble residuas of carbonate samplesin Changheqiao section

在長河橋剖面樣品中，經(jīng)陸源碎屑修正的U自生/Th值在縱向上分為兩組(表5)，0.7 m以下的樣品其U/Th值分布在0.901～2.335，沉積環(huán)境為貧氧—缺氧環(huán)境；而1～2.5 m的樣品，U/Th值為0.037～0.639，為氧化—貧氧環(huán)境，且以氧化環(huán)境為主。在雪球事件結(jié)束后的升溫過程中，全球海平面處于持續(xù)上漲的狀態(tài)，正常情況下剖面的氧化還原環(huán)境應(yīng)該隨水深加大而更加還原，而長河橋剖面上的氧化還原環(huán)境發(fā)生了相反的變化，這可能與雪球事件后冰川融化導(dǎo)致分層的海水發(fā)生混合的過程有關(guān)。在雪球融化初期，由于深層缺氧富有機(jī)質(zhì)的大洋水上涌，上升洋流使得這一地區(qū)的海水處于缺氧狀態(tài)，而隨著大量富氧淡水的注入，上升洋流所帶來的深層大洋水被迅速氧化，該地區(qū)轉(zhuǎn)為氧化環(huán)境，剖面上部樣品中Ce的輕微負(fù)異常也可作為上升洋流存在的證據(jù)[18,43-44,53-54]。

由于淡水的注入會(huì)帶入陸源物質(zhì)，所以對(duì)于海相與非海相環(huán)境敏感的Y/Ho值可以間接反映淡水注入量的變化。Y和Ho表層絡(luò)合能力存在差異，Ho在海水中沉淀的速度大約為Y的2倍[55]，因此二者的比值在海相與非海相沉積環(huán)境中有明顯差異。相關(guān)研究表明，上地殼的Y/Ho約為27.5且非常穩(wěn)定[56]，而現(xiàn)代大洋的Y/Ho分布在60～90之間，其變化主要受到鹽度的影響[57]。對(duì)于沉積物和沉積巖，當(dāng)其Y/Ho比值大于27.5且接近44時(shí)，認(rèn)為其組成中陸源碎屑所占比例很小或無陸源碎屑。長河橋剖面的Y/Ho值分布在27.51～36.89，樣品均表現(xiàn)出海相與非海相混合的特點(diǎn)，且自底部向上該值逐漸減小(表2)，剖面上部樣品的Y/Ho值更接近上地殼的平均值，說明上地殼風(fēng)化殘?jiān)鼘?duì)樣品的影響更強(qiáng)烈。這很可能反映了在雪球融化后，該區(qū)域的風(fēng)化作用和地表徑流均在不斷增強(qiáng)，使得陸源碎屑的供給量不斷增加，導(dǎo)致了Y/Ho值持續(xù)降低。

4.4 酸不溶物元素地球化學(xué)

為了在得到古海洋環(huán)境變化證據(jù)的同時(shí)了解同時(shí)期大陸環(huán)境的變化情況，對(duì)秀山長河橋剖面樣品嘗試性進(jìn)行了酸不溶物的地球化學(xué)分析。由于碳酸鹽巖中的酸不溶物主要來自大陸，所以其元素地球化學(xué)組成反映了其源區(qū)的組成特征。

在研究巖石風(fēng)化程度時(shí)，常使用化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)來反映其所處的化學(xué)風(fēng)化背景[58-61]。由于酸不溶物可以代表蓋帽碳酸鹽巖形成時(shí)主要陸源碎屑供給區(qū)的地球化學(xué)特征，因此，酸不溶物的CIA可以反映當(dāng)時(shí)陸源碎屑源區(qū)的風(fēng)化環(huán)境背景[62]。長河橋剖面的碳酸鹽巖酸不溶物CIA值穩(wěn)定在72左右(表7)，根據(jù)前人的研究，CIA值在65～85之間表明化學(xué)風(fēng)化作用中等，一般指示了溫暖濕潤的環(huán)境特征[63]。這一環(huán)境特征與前人建立的雪球后環(huán)境變化模型向吻合，反映了雪球結(jié)束后全球溫度與降水同時(shí)迅速回升的特點(diǎn)。

表7 長河橋剖面陡山沱組蓋帽白云巖酸不溶物主量元素含量(%)與CIA值Table 7 The major elements content (%) and CIA of the acid-insoluble part of the Doushantuo cap dolostones at the YI Section

5 結(jié)論

(1) 重慶秀山長河橋剖面陡山沱組蓋帽碳酸鹽巖C同位素?cái)?shù)據(jù)與揚(yáng)子地區(qū)多數(shù)陡山沱組蓋帽碳酸鹽巖相似，與同期世界范圍內(nèi)其他剖面也具有可比性，符合前人提出的海水分層混合模式的C同位素特征。U自生/Th值反映出該地區(qū)在雪球后經(jīng)歷了由缺氧—貧氧環(huán)境向貧氧—氧化環(huán)境的轉(zhuǎn)變，這表明雪球后深部缺氧富有機(jī)質(zhì)的大洋水隨上升洋流上涌，與表層富氧海水及大量注入的淡水相混合，并被迅速氧化的過程。Ce異常值也反映碳酸鹽巖的沉積環(huán)境可能處于弱氧化環(huán)境，且極有可能與上升洋流相關(guān)。

(2) 該剖面樣品的Eu/Eu*值均表現(xiàn)出正異常，而0.3 m以下的部分Eu正異常幅度較大， Eu正異常的出現(xiàn)與埃迪卡拉系沉積巖中常見的Eu輕微正異常相似。因此，剖面0.3 m以下的部分可能記錄了埃迪卡拉紀(jì)大洋中頻繁的熱液活動(dòng)或近源熱液活動(dòng)。雖然Eu/Eu*與Ba/Sm具有高度的相關(guān)性，但Ba的來源很可能為海底熱液，因此即使Eu正異常可能由較高Ba含量導(dǎo)致，其特征依然反映了熱液活動(dòng)。

(3) 樣品87Sr/86Sr值高于埃迪卡拉紀(jì)海洋平均值，表明有殼源鍶的大量輸入，可能與雪球事件之后不斷增多的大氣降水和冰川融水有關(guān)。Y/Ho值表現(xiàn)出海相與非海相的混合特征，且自下向上逐漸接近上地殼的平均值，同樣說明當(dāng)時(shí)有大量的陸源碎屑物輸入，且輸入量不斷增大。這表明在雪球期結(jié)束后，隨著溫度的回升，降水量增長，使地表化學(xué)風(fēng)化作用增強(qiáng)、徑流量增大，將大量陸源碎屑帶入了海洋。

(4) 蓋帽碳酸鹽巖的酸不溶物可以反映沉積時(shí)的大陸環(huán)境風(fēng)化背景，通過對(duì)其主量元素的測定，發(fā)現(xiàn)其化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)穩(wěn)定在72左右，說明當(dāng)時(shí)大陸環(huán)境由雪球期寒冷的冰川環(huán)境，迅速過渡到了溫暖濕潤的環(huán)境。

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