非静海相沉积物(碳酸盐岩和磷块岩)的Mo同位素组成及其古海洋环境指示

项目在充分调研和前期扎实研究的基础上，拟以典型地质时期的碳酸盐岩和磷块岩作为研究对象，通过Mo同位素为研究手段，以同位素分馏机制为研究核心，结合其它地质地球化学指标，揭示非静海相沉积物(以碳酸盐岩和磷块岩为主)中Mo同位素可能的分馏效应和分馏机制，为Mo同位素作为一种新的地球化学示踪剂，拓展其应用提供基础的研究工作和资料。同时，基于典型地质剖面的碳酸盐岩和磷块岩Mo同位素研究，反演若干关键地质时期的古海洋氧化还原状态和古海洋化学演化。通过以上研究，为探索地质时期古海洋化学环境的演化提供新的地球化学手段和信息。

Mo同位素体系在古海洋氧化还原环境示踪方面具有良好的应用前景，通过对典型地质历史时期不同的地质样品的Mo同位素分析，再结合其他沉积环境影响因素，能够很好地反演古海洋环境的演化。古海水Mo同位素的组成及其变化是反演古海洋环境的关键，它是指示古海洋氧化还原程度的重要指标，非静海相沉积物（如，海相碳酸盐岩和原生磷块岩等）及静海相沉积物（如，黑色页岩）能够良好地保存古海水的Mo同位素信息，成为示踪环境的良好载体。通过对中元古代碳酸盐岩（蓟县剖面）、新元古代-寒武纪磷块岩和碳酸盐岩（织金剖面）以及新生代第四系磷块岩（印度Chennai海滨）的Mo同位素组成的分析测试，再结合前人的研究，综合论述了元古代以来古海洋环境的演化特征。取得以下主要成果：（1）研究成果已发表文章14 篇，其中SCI 论文9 篇，国内核心期刊5 篇。成果发表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》，《Chemical Geology》，《Ore Geology Reviews》，《Applied Geochemistry》等高级别国际刊物上；（2）建立并完善了各类超低含量（5-50ng）地质样品的Mo同位素预处理方法，包括选样、制样、溶样及化学纯化等步骤；（3）利用Mo同位素示踪新元古代-早寒武世海水化学变化和沉积矿产形成机制。发现从新元古代-早寒武纪过渡时期深海逐渐氧化，而最为重要的发现是从寒武纪开始，已具备现代海洋的条件（深海彻底氧化），这可能是寒武纪生命大爆发的关键因素。同时，从新元古代-早寒武纪逐渐氧化的海洋条件，也对该时期BIF、Mn、P等沉积矿产的顺次形成至关重要。（4）利用Mo同位素示踪中元古代海水化学变化：我们通过对天津蓟县剖面的碳酸盐岩Mo同位素的研究，发现至少在1450Ma时整个海洋系统经历过一个全球性的氧化时件，打破了国际上流行的观点，为探讨中元古代的海洋化学的变化提供了新的重要的证据。