非静海相沉积物Mo同位素研究取得新认识

上个世纪80年代以来，一类新的同位素体系---“非传统稳定同位素”的研究得到爆发性的飞速发展。在这些“非传统稳定同位素”体系中，由于其特殊的分馏效应，Mo同位素是近十年发展最快的同位素体系之一，并被广泛的应用到古海洋环境指示的研究中。这些研究为深入认识古海洋环境的演化提供了新的线索和信息，极大的推动了古海洋学的研究。在Mo同位素体系应用到古海洋环境指示的研究中，古海洋Mo同位素组成及变化是其中最关键的问题之一。作为一个重要的地球化学指标，它有潜力成为研究地史时期大气-海洋-沉积物之间地球化学演化及相互作用的重要桥梁，具有重要意义。目前，通过测定相应地质历史时期的静海相沉积物（如黑色岩系）的Mo同位素组成是获得古海水Mo同位素组成最普遍的手段。然而，这一研究手段的运用还存在许多的限制，寻找一个新的地球化学示踪载体正成为当务之急。

近年来，温汉捷研究员带领研究团队通过国际合作建立了一套准确测定样品中Mo同位素的方法，同时利用此项技术对多个早寒武世地质剖面进行了深入的研究。研究发现，不仅是碳酸盐岩，分布广泛的海相沉积磷块岩也可能是保存古海水Mo同位素组成的良好载体。在对云南梅树村下寒武统剖面和贵州织金下寒武统剖面的初步研究发现，“原生”磷块岩（Pristine phosphorite）能够保存古海水Mo同位素的信号，同时某些碳酸盐岩，如大海段白云岩也能保存古海水Mo同位素的信号。如在梅树村剖面中谊村段上部和织金剖面戈仲伍组上段的“原生”磷块岩层，以及梅树村剖面大海段白云岩发现其d⁹⁷Mo变化于0.99‰ ~ 1.43‰，平均1.3‰± 0.3‰（2s），接近于现代海水的Mo同位素，暗示了在寒武纪早期，海水的化学状态可能已经类似现代海洋，而与前寒武纪海洋截然不同。

该项研究的初步成果极大的扩展了Mo同位素作为古海洋环境地球化学示踪剂应用范围，相关研究成果已在国际学术期刊《Geology》（2011, v39, 775-778）发表。后续的研究已得到国家自然科学基金委员会面上项目支持。 

　 图1　 云南梅树村剖面和贵州织金戈仲伍剖面Ｍｏ同位素组成

　　　　　　　 图2 不同成因磷块岩微观结构

(温汉捷 供稿)