古元古代大氧化事件(GOE)前后海洋環境的變化：來自華北條帶狀鐵建造(BIF)巖相學和地球化學的證據*

張連昌 蘭彩云 王長樂 彭自棟 佟小雪 李文君 董志國

1 中國科學院地質與地球物理研究所，中國科學院礦產資源研究重點實驗室，北京 100029 2 中國科學院大學，北京 100049 3 西北大學地質學系，大陸動力學國家重點實驗室，陜西西安 710069

1 概述

縱觀地球演化歷史，新太古代—古元古代(2.7～1.8 Ga)地球發生了一系列轉變，尤其是大氣氧的出現，成為地球區別于其他星球的重要標志，亦是地球宜居環境形成的基礎(Condieetal.，2018)。在這一演變過程的初期(2.6～2.4 Ga)，地球表生環境開始向有氧方向轉變，并開始發生巨量條帶狀鐵建造(BIF)沉積。進入古元古代，特別是2.45～2.20 Ga 期間，出現藻類生物繁衍、大規模鐵建造、多次冰期、大氧化事件(GOE)等表生環境事件(Holland，2009；Konhauseretal.,2009)。但對于大氣增氧的具體時間及機制等問題仍然存在爭議，是當前國際前寒武紀研究亟待解決的難題之一。由于新太古代—古元古代鐵建造的發育具有連續性和集中性，記錄了表生環境的重要信息(Bekkeretal.,2010；趙振華，2010；朱祥坤等，2013；Konhauseretal.,2017)，因此深入開展新太古代—古元古代鐵建造研究，有助于揭示鐵建造發育規模與大氣增氧過程之間的關系。

圖 1 華北克拉通早前寒武紀條帶狀鐵建造分布簡圖(據張連昌等，2012)Fig.1 Distribution sketch map of the early Procambrian BIFs in North China Craton(after Zhang et al.,2012)

已有的研究表明，與表生環境有關的沉積建造記錄了一系列反映大氧化事件前后海洋環境變化的地球化學信息：Farquhar等(2000)統計的沉積巖樣品Δ33S值在2.5～2.45 Ga 發生了急劇的變化；Rouxel等(2005)提出BIF中黃鐵礦的δ56Fe值明顯降低，碳酸鹽巖δ13C值在2.3～2.0 Ga發生了明顯的正漂移；Bekker等(2004)發現在大氧化事件期間或之后赤鐵礦在鐵建造中的含量明顯升高。……