2022年5月16日,奥地利维也纳大学研究团队在《自然·通讯》(Nature Communications)发表文章《太古宇海水182W约束下的地球动力学演化》(Earth’s geodynamic evolution constrained by 182W in Archean seawater)指出,条带状含铁地层(BIFs)中的钨同位素(W)主要形成于前寒武纪(约38亿至5.4亿年前),利用钨同位素可以追踪地球历史上地幔和大陆的演变,这为更好地了解前寒武纪地球提供了新的可能。
放射性同位素系统是揭示地球动力学过程的重要地球化学工具。将短寿命的182Hf-182W 同位素系统应用于条带状含铁地层等古代海洋化学沉积物可以作为揭示地球动力学演化的关键。该研究展示了来自加拿大东北部Temagami绿岩带2.7 Ga古老条带状含铁地层的高精度182W同位素数据,分析结果显示:富硅(7.9ppm)和富铁(5.3ppm)的交替条带表现出明显的182W差异,分别反映了从大陆和热液地幔源到周围海水的钨通量的变化。可利用交替(变质)燧石和磁铁矿层的不同182W同位素组成推断出BIFs中条带的主要来源。(变质)燧石层的高达+7.9 ± 1.1的正µ182W值被解释为代表全球UCC特征。磁铁矿层中略低的182W正异常(μ182W= +5.3 ± 1.1)反映上地幔的正异常。Temagami绿岩带BIFs的单个(变质)燧石和磁铁矿层的新µ182W数据突出了钨同位素在BIFs和潜在的其他海洋化学沉积物中作为独特的地球化学记录的独特适用性,有助于认识和理解大陆形成过程及地球动力学演化。
研究人员称,在新的地球科学固态质谱仪(GeoIsotopes)核心设施的帮助下采用高精度测量方法,成功获得单个亮石英层和暗含铁层的高精度同位素测量值,既解决了个别地层182W含量低但差异明显的问题,也从海水的角度解决了关于地幔和地壳演化的长期问题,即条带状含铁矿石是由海洋的化学沉积形成的。
转载本文请注明来源及作者:中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2022年第11期,王晓晨 编译。
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