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条带状含铁建造,Banded iron formation
条带状含铁建造,Banded iron formation
条带状含铁建造,Banded iron formation
条带状含铁建造,Banded iron formation
条带状含铁建造,Banded iron formation

 条带状含铁建造(英文名:Banded iron formation)

所属分类:沉积岩

主要由硅质条带和富铁质条带互层形成的化学沉积岩,是铁的主要来源。

条带状含铁建造(也称为带状铁矿地层或BIF)是几乎总是前寒武纪的沉积岩的独特单元。

一个典型的带状铁形成由重复的,薄层的(几毫米到在厚度几厘米)银的黑色铁氧化物,或者磁铁矿(铁3 Ò 4)或赤铁矿(FE 2 ö 3)中,用的频带交替缺铁的页岩和硅质岩,常呈红色,厚度相似,并含有氧化铁微带(亚毫米)。

一些已知最古老的岩层形成于3700 万年前,包括带状铁层。带状铁的形成占全球铁储量的60%以上,可在澳大利亚,加拿大,印度,俄罗斯,南非,乌克兰和美国发现。

起源:
从上密歇根州的带状铁形成标本的特写镜头。
编队是围绕时间充裕大氧化事件,24亿年前(万年前或马),和1800后变得不那么常见的 妙[6]有证据指向间歇免费大气中的氧气水平低。 7.5 亿年前形成了与雪球地球有关的新的条带状含铁建造。


来自南非35亿年历史的Barbeton Supergroup的一种柔软形式的带状铁矿石雕刻的烟灰缸。当太古代光合蓝藻产生的氧气立即与水中溶解的铁化合物反应形成不溶性的氧化铁(锈)时,红层被放置在白天。白色的沉积层是在夜间没有氧气的沉淀物。
常规的假设是,由于光合蓝细菌释放的氧气,海水中形成了带状铁层。然后氧与地球海洋中的溶解铁结合,形成不溶性氧化铁,沉淀出来,在海底形成一层薄薄的层,可能是缺氧泥(形成页岩和燧石层)。每个谱带都类似于一个变种,因为假定条带是由可用氧气的循环变化引起的。目前还不清楚这些带状铁矿石的形成是否是季节性的,在海洋中有一些反馈振荡 复杂的系统或遵循一些其他循环。[10]据推测,地球一开始就有大量溶解在世界酸性海洋中的铁和镍。随着光合生物产生氧气,地球海洋中的有效铁以氧化铁的形式沉淀出来。在一个可疑的海洋变为永久氧化的临界点,氧气产生的微小变化会在地表水中产生游离氧周期,并伴随着氧化铁沉积周期。

阿尔戈玛型一般较小,主要形成于太古代。Algoma型BIFs通常见于绿岩带中的火山岩中。形成过程涉及铁在缺氧环境中的化学沉淀。当氧化时,铁会沉淀出来并积聚在海底的底部,随着氧含量的不断变化,我们可以看到铁矿和硅酸盐形成的交织层。

高级型:
优质型是BIF的第二大型。它们主要在古元古代时期形成,发生在大陆架上,可以在世界各地发现。通过化学沉淀在浅水区形成优越类型,主要是由于大气和海洋氧含量低,导致海洋中铁含量过高。在平静的浅层条件下,蓝藻在光合作用过程中释放出的氧气会与铁生成磁铁矿,然后沉积在地面上。

雪球地球:

在西班牙力拓(Rio Tinto)的富铁矿床上流过水
直到1992年,人们认为罕见的晚期(年轻)带状铁矿床代表了氧气局部消耗的不寻常情况。富含铁的水将随后形成孤立,并随后与含氧水接触。在雪球地球假说提供了这些年轻沉积物的另一种解释。在雪球地球状态下,大陆以及可能在低纬度的海域受到大约750至580 百万年前的严重冰川期(mya),几乎或完全消耗了游离氧。溶解的铁然后积聚在缺氧的海洋(可能来自海底热液喷口)。在地球解冻后,海洋再次变得充氧,导致铁沉淀。

雪球地球时代的带状铁矿地层的另一种选择机制表明,铁从富含金属的盐水沉积在热液活动裂谷带附近。另外,一些地球化学家认为,带状铁的形成可能是由微生物无氧光合生物直接氧化铁形成的。

萨德伯里盆地影响:
直接在萨德伯里盆地的一层厚厚的喷射层下面发现了明尼苏达州北部的带状铁矿。在形成时,地球有一个叫做哥伦比亚的超大陆,有大量的大陆架。一个小行星(估计为跨越10公里)某些1.85十亿年前撞上海域约1000米深。计算机模型表明,海啸的中心高度至少为1000米,距离3000公里处的海拔高度为100米。那些巨大的海浪和由水冲击引发的大型水下滑坡搅动了海洋,将含氧水从表面带到海底。

沉积在海底的影响之前,包括条状铁层沉积物,含有几乎没有任何氧化的铁(Fe(III)),但均在高还原铁(Fe(II))。这种Fe(III)与Fe(II)的比例表明大部分海洋都没有氧气。撞击后沉积的海洋沉积物包括大量的Fe(III),但Fe(II)很少。这表明,大量的溶解氧可用于形成富含Fe(III)的沉积物。冲击后,溶解的铁被混入海洋的最深处。这将阻止Fe(II)大部分供应到通常积聚带状铁矿层的较浅水域。

地质记录表明,即使在萨德伯里影响之前,全球海洋环境也在发生变化。萨德伯里盆地在暂时关闭带状铁的形成过程中的作用尚未完全明了。