微量金屬元素在重建古湖泊氧化還原狀態研究中的應用

楊 存，高云佩

YANG Cun， GAO Yun－Pei

（中國科學技術大學地球和空間科學學院，合肥230026）

（School of Earth and Space Sciences， University of Science and Technology of China， Hefei 230026， China）

1 前言

湖泊沉積物是不同地質、氣候、水文條件下各類碎屑、黏土、自生或生物成因礦物以及有機物質等的綜合體[1]。湖泊沉積物通常具有沉積速率高、連續性好、分辨率高的特點[1-3]，可以有效記錄過去發生的氣候事件和地質事件，反演古湖水的化學組成和氧化還原狀態，是我們重建古氣候、古環境的寶貴材料。

具有多價態的微量金屬元素在不同氧化還原條件的水體中， 會表現出較大的地球化學行為差異， 因此具有重建古水體氧化還原狀態的應用潛力。 微量金屬元素指標已被廣泛應用于海相沉積物，并成功反演了古海水氧化還原條件的變化[4-7]；然而，截至目前，針對湖相沉積物中微量金屬元素的研究報道和系統綜述仍相對缺乏。其主要原因之一是湖相沉積物的元素含量及其分布狀態相比海相沉積物，更易受到陸源碎屑的影響。鑒于此，本文將系統介紹不同微量金屬元素在湖泊沉積物中的富集機制，闡述剔除外源組分和成巖作用的校正方法，探討如何利用多重指標聯合制約古水體氧化還原狀態。

Tyson 和Pearson[8]按溶解氧含量將現代海水及湖水劃分為：氧化水體（[O2]＞ 2.0 mL／L）、次氧化水體（0.2 mL／L ＜ [O2]＜ 2.0 mL／L）、缺氧水體（[O2]＜0.2 mL／L， [H2S]＝ 0 mL／L）， 以及缺氧硫化水體（[O2]＝ 0 mL／L， [H2S]＞ 0 mL／L）。湖泊沉積物中微量金屬元素的來源主要有陸源碎屑輸入、 化學沉積、生物沉積，以及特定環境下湖底熱液沉積。 其中，只有特定化學沉積和生物沉積這些自生沉積組分的微量金屬元素含量才能夠反映古水體的氧化還原狀態[5，9]。……