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摘要
南海新生代碳酸盐岩层序中普遍发生白云岩化作用，但目前针对南沙地区生物礁白云岩的研究相对薄弱，尤其是对铁白云石的发育机制缺乏系统认识。本文通过Fe组分及Fe同位素地球化学分析，并结合岩相学观察及矿物组成、碳氧同位素和常微量元素分析，对南沙美济岛南科1井生物礁白云岩的发育特征和成岩环境进行了系统研究。结果表明：南科1井上中新统-下更新统白云岩主要形成于近地表环境中，溶蚀孔隙发育，残余结构明显，属于早期成岩阶段。同时，白云岩普遍具有低Fe、Mn和Sr的特征以及与现代海水相似的稀土元素分布模式，δ~(13)C和δ~(18)O之间缺乏明显的相关性，且未见石膏等盐类矿物，这些特征反映了白云岩化流体主要来自轻微蒸发的海水。此外，南科1井岩芯中多个层位发育(含)铁白云石，并且集中分布在暴露面附近。Fe组分和Fe同位素组成结果显示，白云岩中Fe主要来源于海水中的化学沉淀，成岩过程中基本不存在额外的陆源或热液来源的Fe混入。铁白云石主要形成于礁体暴露地表期间，大气淡水对生物骨架、生物碎屑以及自生碳酸盐矿物的淋滤-溶解作用为其提供了重要的物质来源。南科1井铁白云石的发育层位可能指示海平面下降的时期，对于重建南沙地区晚中新世以来古海平面变化具有重要意义。
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