湖北宜昌九龙湾剖面陡山沱组沉积岩同位素地球化学特征

摘要

沉积形成在南沱组之上的陡山沱组沉积岩具有特殊的沉积结构、同位素地球化学特征和古生物化石,研究陡山沱组沉积岩对了解新元古代古环境、古气候以及生命的演化等记录和起因起到了很大的作用.本文对湖北宜昌地区九龙湾剖面的陡山沱组沉积岩的Sr-Nd-Pb-Os同位素进行分析，结果显示陡山沱组沉积岩具有高的Sr同位素组成和低的Nd同位素组成特征，代表强陆源风化条件，并指示其沉积物源来自成熟的古老大陆地壳物质。Nd同位素亏损地幔模式年龄为1.46Ga-2.79Ga，初始εNd值(560Ma)变化在-24.2至-8.09之间，与扬子地区板溪群和冷家溪群沉积岩比较接近;Pb同位素组成特征同样指示沉积物源以古老地壳物质为主。随地层层序自下而上，陡山沱组沉积岩的初始143Nd/144Nd值逐步降低，同位素Nd同位素模式年龄值逐步升高，说明在沉积作用过程中，剥蚀源区的地壳物质平均形成年龄有规律的变化。通过沉积物源组成的模拟计算，陡山沱组第四段黑色页岩的源岩大致53-62%来源于类似太古代峻岭杂岩体。陡山沱黑色页岩Re-Os同位素组成不均一，可能指示Re-Os同位素体系被改造和重置。通过分析对比陡山沱黑色页岩Re和Os含量、Re/Os比和初始Os同位素组成，利用黑色页岩沉积速率和Os同位素在海水中滞留时间的关系，认为沉积后Re-Os体系的开放，尤其是有机碳的氧化和改造对Re-Os体系的封闭有很大影响。