中国地大(武汉)：黄柳琴等-BIFs的形成及其铁氧化机制研究进展与展望

条带状铁建造(banded iron formations, BIFs)是早前寒武纪(3.8~1.8Ga)缺氧古海洋中大规模Fe(II)氧化形成的一类富铁沉积岩,具有典型的硅质层与铁质层互层的条带状或层状结构,形成的铁矿物主要以磁铁矿和赤铁矿为主。

BIFs构成了全球规模最大、储量最多的铁矿类型,具有重大的经济价值。BIFs也是地球环境与生命协同演化的产物,是研究早期地球许多重大演化事件(如大氧化事件)独特的载体。然而,由于早前寒武古海洋环境和沉积条件的独特性,尽管经过了近百年的研究,BIFs成因仍存在许多未解之谜。其中,最关键的科学问题莫过于溶解态Fe(II)如何在缺氧古海洋中大量氧化形成特定的铁矿物组合。

本文首先概述了BIFs类型、物质组成及来源,以及沉积条件等基本信息;然后从BIFs特殊的沉积环境入手,综述了前人提出的Fe(II)氧化机理及存在的一些问题,讨论了微生物驱动下的氮元素生物地球化学循环对Fe(II)氧化及BIFs形成的贡献及相关研究进展,最后对BIFs成因研究提出了展望。

文中主要图件：

结论与展望

基于早期海洋生命与环境协同演化的特征,采用多学科交叉研究技术手段,紧密结合地质学领域的矿物学、同位素地球化学等手段与微生物演化及生物学特征等研究,全面认知前寒武古海洋的理化条件、地质条件与微生物种类及代谢过程的相互作用过程,从动态演化角度综合分析BIFs成因。

基于更加全面的古海洋地化条件及生物过程的认知,尤其是关注前期研究忽略的温度、微生物氮泵等因素的影响,模拟研究各类Fe(II)氧化过程在不同阶段对BIFs形成的贡献;基于合理的古海洋环境演化情况,建立计算机模型模拟研究BIFs成因。

分析不同Fe(II)氧化机制形成的初始矿物差异,结合埋藏变质模拟研究以及BIFs地质记录的精细矿物学研究,反推不同Fe(II)氧化机制对BIFs形成的贡献。

文献来源：

黄柳琴,李林鑫,蒋宏忱. BIFs的形成及其铁氧化机制研究进展与展望[J]. 地学前缘, 2023, 30(2): 333-346.

HUANG Liuqin, LI Linxin, JIANG Hongchen. Formation and iron oxidation mechanisms of BIFs: Research progress review and outlook[J]. Earth Science Frontiers, 2023, 30(2): 333-346.

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