新元古代包括拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪，是地球历史发展中的重要时期，其中拉伸纪的超大陆裂解、成冰纪的全球性冰川作用以及埃迪卡拉纪的生命大爆备受关注。新元古代铁建造是联系三者的重要纽带，其铁物质来源涉及到大陆裂解，海底热液喷发和岩石圈风化，矿床的形成与冰川作用和外部环境变化密不可分，而氧含量的变化更与生命演化息息相关。Canfield（1996）认为，新元古代（1000Ma-640Ma）期间地球外部大气的氧含量逐渐升高至现代的5-18%，而氧含量升高被认为是新元古代铁矿床和生命演化的主要诱因。Cox等（2013）认为，部分新元古代铁建造的形成机理可能与“血瀑布”形成过程相当，然而类似南极泰勒冰川的“血瀑布”铁建造形成过程仍然缺乏实例观察和佐证。 

 

图1 塔里木北缘库鲁克赛铁矿的矿床地质图 

　　南京大学硕士研究生高丙飞在导师吴昌志教授的指导下，在国家深地资源项目（编号为2017YFC0601203）的资助下，以塔里木北缘库鲁克塔格地块内的新元古代库鲁克赛铁矿作为研究对象，对矿体的野外发育特征、矿石显微组构、矿物组成及元素、同位素地球化学特征进行了深入研究，取得以下主要认识： 

　　1）库鲁克赛铁矿包含15个层状似层状矿体，形成时代介于740~640Ma之间，未见明显变质作用，矿石中碎屑物质含量高，矿石矿物为赤铁矿，以胶结物形式产出，可见大块岩屑切穿层理，具有与冰川作用有关的坠石特征； 

　　2）矿石富硅和铁，贫铝和钛，具有正的Y异常（Y/Ho: 34.48–42.64）和Ce异常（平均为1.52）、无明显的Eu异常，具有富集的Nd同位素（εNd_{690 Ma}=-13.5~-15.9）和铁同位素组成变化较小（δ⁵⁶Fe介于-0.35 ~+0.175之间），反应当时较高的氧气水平和较动荡的沉积环境； 

　　3）矿石氧同位素（δ18O_V‐SMOW=3.53~ 5.34）组成偏重，并通过计算得出当时海水的氧同位素变化范围为1.45‰~ 2.79‰，当时地球表面冰川体积约为272.65×106~356.68×106 km，远远超过了末次冰川时的冰川体积； 

　　4）建立了冰川边缘沉积模型：即在冰盖压蚀作用，冰川下部形成一定规模的冰下水体，而冰下水体处于贫氧环境Fe²⁺溶解度较高；至间冰期时冰川融化阶段，富含Fe²⁺的贫氧水体沿冰下通道向无冰川覆盖区流动并与外界富氧的海水时，Fe²⁺被迅速氧化形成三价铁的化合物，进而以胶体的形式在冰川出口附近沉积；这一过程类似于南极泰勒冰川前缘“血瀑布”的形成过程，因而可称为沉积铁矿的“血瀑布”模型（图2）。 

　　 

图2 新元古代库鲁克塔格铁矿的“血瀑布”模型 

　　论文信息：Gao, B.F., Wu, C.Z. *, Yang, T.*, Santosh, M., Dong, L.H., Zhao, T.Y., Ye, H., Lei, R.X. and Li, W., 2019. The Neoproterozoic “Blood Falls” in Tarim craton and their possible connection with Snowball Earth. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 124(1), pp.229-244. 

　　原文链接：https://doi.org/10.1029/2018JF004862