蓝田组黑色页岩和化石的草莓状黄铁矿研究及其对埃迪卡拉纪早期蓝田盆地古环境的指示意义

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蓝田生物群产自于皖南地区埃迪卡拉纪蓝田组二段的黑色页岩中(~600 Ma),以原地保存营底栖固着生活的宏体多细胞藻类和后生动物为特征。过去的研究结果表明埃迪卡拉纪早期蓝田地区古海洋环境在缺氧和含氧之间不断波动。为了探究这种波动的古环境对于蓝田生物群生存和保存的影响,笔者对蓝田生物群化石体和化石赋存层进行了详细的草莓状黄铁矿粒径统计,其中化石包含丘尔藻和扇形藻。研究结果显示相比于化石赋存层(平均直径:4.7-6.4μm,n=11),蓝田化石体具有更大的草莓状黄铁矿(平均粒径6.5-12.0μm,n=32)和更宽的粒径变化区间。与此同时,部分化石体及其赋存层黄铁矿丢失,仅留下黄铁矿的凹坑,指示水体后期再次转变为氧化并氧化了已经形成的黄铁矿。综合以上信息埃迪卡拉纪早期蓝田盆地的古海洋环境不断波动并且对蓝田生物群的生成和保存起到了至关重要的作用:蓝田生物群生活在富氧的水体中,当水体中氧气耗尽并转变为缺氧(而不硫化)时,蓝田生物死亡。此时海水中的氧化还原状态不足以使得草莓状黄铁矿在水体或者沉积物表面形成,但是由于生物遗体富含有机质,可以形成更加有利于草莓状黄铁矿形成的更加缺氧的微环境,因而草莓状黄铁矿优先在生物遗体中生长,并可以达到更大的粒径;当海水进一步转变为硫化,黄铁矿开始在水体中或者沉积物表面形成,由于生长时间短,粒径较小;若是后期海水再次转变为氧化状态,沉积物和化石体中黄铁矿氧化消失。更进一步的研究发现保存于同一赋存层的丘尔藻通常具有比扇形藻更大的草莓状黄铁矿,导致该结果的原因可能是球形的丘尔藻比扇形藻具有更小的体积/表面积比,更有利于形成硫化的微环境和草莓状黄铁矿生长。
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