華北地臺(tái)串嶺溝組砂脈中自生碳酸鹽沉淀和自生黃鐵礦——中元古代甲烷厭氧氧化的沉積證據(jù)

【摘要】：華北中元古界串嶺溝組暗色頁巖中普遍發(fā)育的砂脈構(gòu)造被解釋為氣體逃逸形成的沉積構(gòu)造。在砂脈和相鄰圍巖中發(fā)現(xiàn)有自生碳酸鹽沉淀和自生黃鐵礦。自生碳酸鹽主要由白云石組成,表現(xiàn)為微晶質(zhì)條帶或隱晶質(zhì)斑塊狀膠結(jié)物。微晶白云石條帶多出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)紋層密集發(fā)育的部位,沿微生物膜兩側(cè)發(fā)育;而隱晶質(zhì)斑塊多以膠結(jié)物形式充填粒間孔隙或沿砂脈外緣密集產(chǎn)出。圍巖中共生草莓狀黃鐵礦,砂脈中有具環(huán)帶黃鐵礦。這種特殊的礦物組構(gòu)以及富有機(jī)質(zhì)沉積和豐富的微生物成因構(gòu)造(MISS)均表明串嶺溝組形成于缺氧環(huán)境。層面發(fā)育的氣泡構(gòu)造為砂脈的氣體逃逸成因提供了支持,而自生碳酸鹽和黃鐵礦則是沉積淺層硫酸鹽—甲烷轉(zhuǎn)換帶(SMTZ)甲烷厭氧氧化(AOM)和細(xì)菌硫酸鹽還原(BSR)的產(chǎn)物;氣體源于有機(jī)質(zhì)的厭氧分解和甲烷菌活動(dòng)。砂脈中發(fā)現(xiàn)有疑似微生物化石,圍巖含古菌和硫細(xì)菌生物標(biāo)志物,表明有發(fā)生AOM和BSR作用的條件。串嶺溝組砂脈中識(shí)別的自生碳酸鹽沉淀及其AOM成因?qū)M(jìn)一步認(rèn)識(shí)中元古代古海洋與古氣候條件具有重要意義。由于海洋的低硫酸鹽濃度,SMTZ帶很淺,海底沉積層的甲烷僅少量被AOM消耗;而大量甲烷進(jìn)入大氣必然導(dǎo)致中元古代強(qiáng)烈的溫室氣候效應(yīng)。 【作者單位】： 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院;地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 自生碳酸鹽沉淀 自生黃鐵礦 甲烷厭氧氧化(AOM) 砂脈構(gòu)造 中元古代 華北地臺(tái)
【基金】：國家創(chuàng)新研究群體基金(編號(hào):40621002) 教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金(編號(hào):IRT00546) 中國石油化工股份有限公司海相油氣勘探前瞻性項(xiàng)目(編號(hào): G0800-06-ZS-319)資助
【分類號(hào)】：P593
【正文快照】： 甲烷厭氧氧化(AOM)是由食甲烷古菌(ANME)和硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)共存體(consortia)在海底缺氧沉積物中引發(fā)的微生物化學(xué)過程(Boetiuset al.,2000;Orphanet al.,2001;Knittelet al.,2005),以消耗等摩爾的甲烷和硫酸鹽、形成自生碳酸鹽沉淀(authigenic carbonateprecipitation,AC

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