全球大规模条带状铁建造十八亿年前终结的关键控制因素

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41873027
项目类别：
面上项目
资助金额：
69.0万
负责人：
朱祥坤
依托单位：
中国地质科学院地质研究所
学科分类：
D0301.同位素地球化学
结题年份：
2022
批准年份：
2018
项目状态：
已结题
起止时间：
2019-01-01 至2022-12-31

项目参与者：
孙剑；李志红；佘宇伟；潘辰旭；郭跃玲；高兆富；周子龙；丁宏雷；陈硕；
关键词：
元古宙同位素前寒武纪控制因素条带状铁建造

项目摘要

It is well-known that the development of large-scale banded iron formations terminated at ca. 1.8 Ga. However the controlling factors causing the termination is controversial, and the current opinions may be divided into three groups: (1)Increasing marine oxygenation into deep sea makes Fe insoluble in seawater;(2) The seawater became sulfidic at c. 1.8 Ga, where iron forms insoluble iron sulfides; (3) demised hydrothermal supply of iron due to tectonic stability during that period. In this project, we will use a set of geochemical tools including REE, traditional and non-traditional isotopes to investigate this issue, by comparing the controlling factors of representative BIFs formed at different periods of the Proterozoic.

前寒武纪条带状铁建造随时间分布的显著特点是从18亿年至7亿年间全球基本无成规模的条带状铁建造发育。目前人们对全球大规模条带状铁建造于十八亿年前终结的关键控制因素的认识主要有三种观点：（1）海洋氧化说，认为18亿年后海水完全氧化，海洋中不再有大量的可溶性铁；（2）硫化海洋说，认为18亿年起海洋变得富含硫化氢，海水中铁的形成了难溶的硫化物；（3）构造-热事件说，认为这个时段的地球构造较少，铁的热液供给不充分。本项目拟以稀土元素、非传统稳定同位素、硫同位素、钕同位素等地球化学示踪技术为主要手段，对元古宙不同时段 (23-20亿年、19-18亿年、中元古代、新元古代) 的代表性条带状铁建造进行系统的地质地球化学对比研究，从盆地的氧化还原状态、硫化状态和物质来源三个方面入手，查明18亿年全球大规模条带状铁建造终结关键控制因素，深化对前寒武纪条带状铁建造形成机制的认识。

结项摘要

前寒武纪条带状铁建造随时间分布的显著特点是从18亿年至7亿年间全球基本无成规模的条带状铁建造发育。目前人们对全球大规模条带状铁建造于十八亿年前终结的关键控制因素的认识还不清楚。在相关地球化学方法研发和完善的基础上，项目以野外地质特征调查与元素及同位素地球化学为主要手段，对我国及世界范围内的代表性铁建造的野外地质特征、成矿物质来源以及形成时的氧化还原状态开展深入研究。取得了以下主要认识：（1）通过详细的野外考察，发现我国古元古代末期宣龙式铁建造及下伏砂岩中广泛发育有热液通道、热液喷口等热液活动遗迹，直接指示其成矿来源于浅海热液体系，类似的热液活动遗迹特征在豫西云梦山组铁建造中也有发现。（2）通过微量元素、稀土元素以及铁同位素等研究，提出北美地区古元古代苏必利尔湖区铁建造以及我国三江地区新元古代富禄组含铁建造的铁源自于浅水环境局部热液喷口，就近在靠近氧化还原界面处沉积，而并未经过长距离运移。（3）对现代洋中脊采集的低温热液矿物开展矿物学、元素及铁同位素等研究，提出了现代热液系统微生物介导的低温流体矿物的形成机制，这对理解地球早期和中元古代铁硅建造机制提供了新的视角。项目组通过刻画不同时期铁建造的地质-地球化学特征，揭示出局部热液铁是控制含铁建造形成的关键因素，深化对前寒武纪铁建造的物质来源以及成因机制的认识，丰富了含铁建造的成矿理论，同时为研究前寒武纪表生系统演化过程中的成矿效应提供了新思路。