【地学快讯】周子龙、朱祥坤等-CG：近源热液活动是中元古代

大规模铁建造形成的关键因素

　　铁建造作为极度富铁的化学沉积岩，在全球钢铁工业和前寒武纪表生环境演化研究中占据重要地位。然而地质历史时期铁建造形成的关键控制因素仍存在争议，尤其是在大规模铁建造极为稀缺的中元古代。我国西北地区北祁连造山带内以镜铁山为代表的多个沉积铁矿是新近确认的中元古代铁建造，具有揭示上述问题的潜力。稀土元素（REEs）是解析铁建造形成机制的重要工具，然而镜铁山铁矿中异常高的钡含量会产生显著的氧化物干扰，常规分析难以获得准确的稀土元素组成。针对以上问题，朱祥坤研究员团队通过建立铁共沉淀结合色谱分离的分析方法精确测定了镜铁山铁建造的稀土元素组成。Ce异常（0.76-1.62）变化范围大，并且和锰含量具有强正相关，以及低Y/Ho比值（18.1-28.4），表明镜铁山铁建造沉积于氧化还原分层海洋中Mn-Fe化变层之间的缺氧-低氧水体。显著的正Eu异常（1.52-3.43）特征揭示镜铁山铁建造具有明显的高温热液输入；三个同时沉积的铁建造剖面的Eu异常具有不同的变化趋势（图1），反映了铁质来源于多个不同的热液活动，而不是统一的深部海水上涌。元古宙中期哥伦比亚与罗迪尼亚超大陆之间只经历了微小的转变，导致全球缺少大规模的构造-热液活动，然而镜铁山和世界范围内多个中元古代铁建造（如宣龙等）均表现出强烈的热液输入，因此中元古代缺乏大规模铁建造的原因是缺少热液活动而不是海洋氧化条件改变，与区域裂谷有关的近源热液活动在中元古代大型铁建造的形成中发挥了关键作用。

图1. 三个剖面的Eu异常具有不一致的变化趋势，而这种差异性并非碎屑含量不同导致

　　本研究通过对北祁连地区镜铁山铁建造进行系统的稀土元素研究，建立了富钡样品稀土元素的精确测定方法，揭示了中元古代大规模铁建造缺失的根本因素，为理解中元古代铁建造重现的控制因素提供了新的视角。研究工作得到国家自然科学基金地质联合基金项目（U2244210）资助。研究成果发表在国际知名期刊Chemical Geology上。

　　论文信息：Zhou, Z., Zhu, X., Sun, J., Li, Z., 2025. Crucial roles of local hydrothermal activities in the generation of large-scale iron formations during Mesoproterozoic tectonic quiescence. Chemical Geology: 122858.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254125002487