太古宙是地球演化的關(guān)鍵時(shí)期,但由于地質(zhì)歷史年代久遠(yuǎn),大量的信息在漫長(zhǎng)的地質(zhì)過程遭受了破壞,給人類了解這一時(shí)期的地球演化史造成了很大的困難。本研究試圖利用Li同位素地球化學(xué)對(duì)太古代海水相關(guān)的表生環(huán)境過程進(jìn)行初步的限定。南非Kaapvaal克拉通是研究早期地球地殼演化和地表過程的代表性區(qū)域,我們選取了其中沉積于中—新太古代的海相碳酸鹽巖樣品,為準(zhǔn)確提取其中碳酸鹽礦物所記錄的Li同位素信息,我們?cè)趯?duì)前人的溶樣經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)之后,設(shè)計(jì)驗(yàn)證了新的溶樣方法,發(fā)現(xiàn)使用0.5N醋酸可有效避免碳酸鹽巖中硅酸鹽組分的干擾。Li同位素分析結(jié)果顯示在3.0～2.9Ga期間形成的碳酸鹽巖δ7Li值為～+1‰,而在2.6～2.5Ga期間,碳酸鹽巖δ7Li值達(dá)到7～10‰。經(jīng)過反演計(jì)算得到對(duì)應(yīng)時(shí)代的海水Li同位素組成分別為～+12‰和～+20‰,均明顯低于現(xiàn)代海水值(～+31‰),但是2.6～2.5Ga期間的海水δ7Li值要比3.0～2.9Ga時(shí)高出8‰。Li同位素是大陸硅酸巖風(fēng)化的有效示蹤劑,中—新太古代海水較低的Li同位素組成表明當(dāng)時(shí)的風(fēng)化偏向一致風(fēng)化,這是由于在太古代地表溫度和大氣C02含量都較高的環(huán)境條件下,硅酸巖被快速剝蝕,導(dǎo)致河流水具有和大陸上地殼相近的δ7Li值(0～+2‰),從而最終影響到中—新太古代海水的Li同位素組成。在3.0～2.5Ga期間,海水整體溫度下降以及地表不一致風(fēng)化增強(qiáng)可能共同導(dǎo)致了中-新太古代海水的δ7Li值升高。通過對(duì)太古代碳酸鹽的Li同位素研究能夠有效反演古海水的Li同位素組成,并為了解太古代海水相關(guān)的表生環(huán)境過程提供新的信息。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：P588.245;P597;P534.2
【部分圖文】：

?■?＊?、?????！?＊???ＣＯ?ｔ?ｌ?Ｉ?＾?Ｘ??０?－３．０?—１???ｉ?＼??１?＇、—＿，???ｗ?－７〇＿?ｚ???，?Ｌｉｌｌｉ、???ａ．?－９．０?－?ｆ??？?＿?ｉ??■？Ｅ?－１１－０－?ｉ?——ｈ，??ｒｅ?．?／?Ｊ．９??５？＂?－１３．０??１?ｙ???〇２，９??ｏ?．?ｔ??４．０?３．６?３．２?２．８?２．４?２．０??Ａｇｅ?（Ｇａ）??圖１．１重建太古代大氣ｐＨ２和ｐ０２的演化，紅線代表太古代大氣中ｐ０２的上限??（向下的箭頭），藍(lán)線代表ｐＨ２的范圍，箭頭向下表示上限，箭頭向上表示下??限。虛線表示不確定時(shí)期或區(qū)域異常??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?ｐＨ２?ａｎｄ?ｐ０２?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?Ａｒｃｈｅａｎ??Ｅｏｎ．?Ｒｅｄ?ｌｉｎｅｓ?ｄｉｓｐｌａｙ?ｔｈｅ?ｃｏｍｐｉｌｅｄ?ｕｐｐｅｒ?ｌｉｍｉｔｓ?（ｄｏｗｎｗａｒｄ?ａｒｒｏｗｓ）?ｏｆ?ｐ０２?ｉｎ?ｔｈｅ??ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，?ｂｌｕｅ?ｌｉｎｅｓ?ｓｈｏｗ?ｒａｎｇｅｓ?ｏｆ?ｐＨ２?ｗｉｔｈ?ａｒｒｏｗｓ?ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ?ｅｉｔｈｅｒ?ｕｐｐｅｒ??（ｄｏｗｎｗａｒｄ）?ｏｒ?ｌｏｗｅｒ?（ｕｐｗａｒｄ）?ｌｉｍｉｔｓ．?Ｄａｓｈｅｄ?ｌｉｎｅｓ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ?ｅｉｔｈｅｒ?ｕｎｃｅｒｔａｉｎ??ｐｅｒｉｏｄｓ?ｏｒ?ｒｅｇｉｏｎａｌ?ａｎｏｍａｌｉｅｓ．??（Ｈａｏｅｔ?ａｌ．，?２０１９）??Ｋａｎｚａｋｉ和Ｍｕｒａｋａｍｉ

圖１．２太古代大氣中的Ｃ０２含量??Ｆｉｇｌ．２?Ｃ〇２?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ａｒｃｈｅａｎ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ??

?第１章緒論???（Ｃｈｙｂａ．，１９８７；Ｗｅｉｓｓｍａｎ．，１９８９），含水物質(zhì)匯聚于地表低洼處，原始海洋中的海??水呈現(xiàn)酸性并高度缺氧（李三忠等，２０１５）。???－ｉｖ?■?；?＇Ｖ?？？??Ｖ－：Ｖ?．ｖ；?：；；；：？．．：■，ｖ??圖１．３原始地表環(huán)境??Ｆｉｇｌ．３?Ｓｕｒｆｉｃｉａｌ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ?ｏｆ?ｅａｒｌｙ?ｅａｒｔｈ??（李三忠，２０１５，據(jù)?ｗｗｗ．ｈｕｄｓｏｎｆｌａ．ｃｏｍ／ｗｅｓｔＤｒｅｈｉｓｔｏｒｖ．ｈｔｍ）??在￣４．２—３．７Ｇａ期間，海水溶質(zhì)以Ｍｇ２＋和硫酸鹽為主（Ｉｚａｗａｅｔａｌ．，?２０１０），??地殼巖石風(fēng)化產(chǎn)生的溶質(zhì)是海洋演化的重要推動(dòng)力，在沒有隕石和彗星這類外源??物質(zhì)輸入后，海水的組成開始發(fā)生重大變化，從以Ｍｇ－Ｓ０４為主向以ＮａＣｌ為主??轉(zhuǎn)變，直到３．３—３．０Ｇａ期間，海水的主要元素含量接近現(xiàn)代海水（Ｉｚａｗａｅｔａｌ．，??２０１０）。早期海水的鹽度是現(xiàn)代海水的１．５—２倍（ＤｅＲｏｎｄｅｅｔａｌ．，?１９９７），高鹽度??不利于高級(jí)生命形式的發(fā)展（Ｋｎａｕｔｈ．，?１９９８），也是溶解氧氣的障礙。原始海洋中??Ｍｇ２＇?Ｃａ２＋、Ｓ０４２？比現(xiàn)代海水豐富，但在演化過程中，這些成分從海洋中優(yōu)先移??除，Ｎａ＋和Ｃｒ則優(yōu)先富集。??到太古代晚期，海水酸堿度與原始海水有顯著差異，ｐＨ值上升到６．３—７．７??之間（ＢｌＳｔｔｌｅｒ?ｅｔ?ａｌ”?２０１６；?Ｈａｌｅｖｙ?ａｎｄ?Ｂａｃｈａｎ．，２０１７；?Ｋｒｉｓｓａｎｓｅｎ－Ｔｏｔｔｏｎ?ｅｔａｌ．，２０１８）。??受高度還原的大氣環(huán)境影響，太古代的海洋仍呈現(xiàn)出高度的還原性，在３．
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859167