华北陆块2.56～2.52 Ga增氧事件对成矿和生命演化的影响

作者：沈保丰; 毕君辉; 张阔

来源：地质学报, 2021, 95(02): 336-351.

DOI：10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021109

• 大氧化事件(GOE)
• 华北陆块
• 氧化物相BIF型铁矿床
• 2.56～2.52 Ga
• 成矿作用
• 生命演化

地球表层大气氧浓度的显著增高是地球史上最重大的地质事件之一,它不仅改变了地球表层环境,促进了生命演化,而且加速了表生地质过程,形成一系列适应环境突变的岩石和重要矿床。地球在前寒武纪时期曾发生过两次大气快速增氧事件,分别为大氧化事件(GOE)和新元古代氧化事件(NOE)。本文主要论述华北陆块新太古代晚期增氧事件的时限及其对成矿和生命演化的影响。华北陆块新太古代晚期形成千余个氧化物相BIF型铁矿床和矿点,属于阿尔戈马型,累计查明资源储量约335.36亿t,占全国铁矿总资源储量46%。该类矿床和矿点形成于弱碱性氧化环境,成矿时代主要介于2.56～2.52 Ga,并经历了2.51～2.50 Ga的变质作用。通过对BIF型铁矿床中矿石的Ce异常、铁同位素组成和硫同位素非质量分馏效应(MIF-S)等特征研究,显示在2.56～2.52 Ga期间大气圈的氧浓度大幅度升高,并由缺氧还原环境变为具一定氧浓度(1%～10%PAL)的氧化环境,暗示华北陆块在此期间曾出现过一次显著的增氧事件。其对华北陆块的成矿作用产生了重要影响,主要表现在以下三个方面:(1)形成大量氧化物相BIF型铁矿床,这是中国最重要的铁矿床类型和铁矿石开采对象,但缺少碳酸盐相BIF型铁矿床的产出;(2)制约了新太古代晚期VMS型铜锌块状硫化物矿床的发育,目前仅在辽北红透山地区有报道;(3)缺失南非兰德型金-铀砾岩矿床。此外,此次增氧事件也加速了华北陆块上生命演化的进程。一般来说,从以单细胞为主的真核生物演化到宏观多细胞真核生物大约需经历1.6～1.7 Ga。然而,华北陆块从新太古代晚期(2.56～2.52 Ga)的增氧事件到中元古代蓟县纪高于庄组宏观化石的发现,即从以单细胞为主的真核生物向宏观多细胞真核生物演化仅经历了约1.0 Ga。上述研究结果表明,华北陆块上第一次出现显著增氧过程的时限为2.56～2.52 Ga,不仅时间上比全球其他地区(～2.4 Ga)早了约1亿多年,而且生命演化也比其他地区提早0.6～0.7 Ga。

• 单位
  中国地质调查局天津地质调查中心