湘中地区奥陶系和震旦系含锰层中稳定同位素组成的沉积学新解释

摘要

湘中地区有中奥陶世和早震旦世两个重要的锰碳酸盐层。安化县附近的湘锰组含锰泥灰岩和锰白云岩的碳和氧同位素值分别为—2.69～—4.00‰PDB和—6.87～—14.04‰PDB。湘锰组MnCO3有δ12C值—7.44～—13‰PDB和δ18O值—2.65～—13.03‰。磨刀溪组黑色页岩（中奥陶世）中的Mn-泥灰岩显示负的δ13C值（—1.7～—6.56‰PDB）和δ18O值（—11.67～—14‰PDB）。但结晶锰矿石有更高的负δ13C（—4.70％～—17.79‰PDB）和δ18O（—11.67～17.27‰）。本区存在三种锰碳酸盐岩C和O同位素演化趋势:（1）安化地区的锰灰岩为稳定的δ13C趋势;（2）湘锰组黑色页岩中的MnCO3具有同步趋势:（3）中奥陶世黑色页岩中的锰矿石具有强烈反向趋势。碳成岩作用对锰碳酸盐形成过程中C和O同位素组成影响很大。湘锰组碳酸盐来源为非生物成因的海洋CO2和SR至Me带的有机碳加入有关。磨刀溪组结晶锰碳酸盐的主要来源是热解脱羧基带（D）。δ34S也为生物来源（—8～—27.49‰CDT）。Mn（％）品位与δ13C呈负相关关系。证据表明锰碳酸盐成因与海盆地缺氧事件和海底热水（喷气）沉积有关。