Palaeo-3：深海环境中自生黄铁矿的形貌特征及其古海洋学意义——基于IODP 342航次U1406站位岩芯沉积物的研究

Marine Sedimentology · 公众号 · 科技创业科技自媒体 · 2024-11-11 00:00

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题目：Occurrence characteristics of authigenic pyrite in the deep-sea environment and its paleoceanographic implications based on core sediments from IODP Expedition 342 Site U1406

作者：Hojun Lee, Kyoung-nam Jo, Soyoung Baek, Kideok D. Kwon, Sangbo Son, Hyun Suk Lee, Nyeon-Geon Gang, Yuri Kim

期刊：Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology

DOI: 10.1016/j.palaeo.2024.112535

摘要：自生黄铁矿（FeS₂）是海洋沉积中重要的氧气条件和微生物活动的代理指标，但目前对其在深海环境（>3500米）中的形态特征及其古海洋学意义知之甚少。本研究报告了在北大西洋深海沉积物中自生黄铁矿的分布特征，包括其纹理、粒径分布和相对含量，这些沉积物来自IODP第342航次U1406站位。电子显微镜结果显示，黄铁矿微晶呈八面体形状（1.5–4.0 μm）、胶黄铁矿（Fe₃S₄）呈球形结构，并且相较于大陆架边缘沉积，深海沉积物中黄铁矿团粒较大（平均25 μm）。这些特征表明，深海沉积物中八面体黄铁矿的过饱和水平在其初始形成后未发生变化，胶黄铁矿被黄铁矿替代，且黄铁矿团粒的形成区在低硫酸盐还原速率下扩展。尽管本研究测量的黄铁矿团粒的粒径分布与硫酸盐-甲烷过渡区形成的黄铁矿相似，根据船上地球化学数据和前期研究，推测这些黄铁矿是在成岩作用过程中通过有机质硫酸盐还原反应形成的。研究还评估了这些发现对古海洋学变化的意义，成岩黄铁矿的形成与有机质的供应速率和反应性密切相关，而这些因素与海洋生产力和环流有重要关系。通过比较黄铁矿含量的剖面与底栖有孔虫氧同位素（δ¹⁸Obf）值，研究发现两者在晚渐新世期间呈反相变化。研究表明，在间冰期，由于更为强烈的原北大西洋深水的形成，导致有机质的数量和反应性增加，进而有利于成岩黄铁矿的形成。本研究为深海环境中自生黄铁矿的形成机制提供了新见解，并揭示了其作为古海洋学指标的潜力。