Metall-Anreicherung in Schwarzschiefern

Polished section of laminated sulfide rock under reflected light (width of photomicrograph is 5 mm). The finely laminated material consists of MoSC phase (medium grey) and disseminated pyrite (light grey), chert and apatite (dark grey), organic matter (black). Infill of diagenetic cracks (white) consists of pyrite, gersdorffite, millerite. Huangjiawan mine, Guizhou, China.

Wir untersuchen ein Gesteinsspektrum innerhalb einer Schwarzschiefer-Sequenz in Süd-China, wo die marinen Umweltbedingungen im frühen Kambriun (vor ca 540 Millionen Jahren) durch Upwelling von Meersströmungen auf den passiven Kontinentalrand der Yangtze-Plattform zu chemischer Sedimentation führten. Klastischer Input durch kontinentale Verwitterung war gering, und starke biologische Aktivität im oberflächennahen oxischen Meerwasser führte zu stark euxinischen (Sauerstoff-defizient und Sulfid-reich) Bedingungen in tieferen Becken, ähnlich dem heutigen Schwarzen Meer. Redox-empfindliche Spurenmetalle wurden in der Wassersäule und an submarinen Krusten ausgefällt. Das breite Spektrum von von synsedimentär-frühdiagenetischer Metallanreicherunge reichr von Phosphorit über Baryt zu V-U-reichen Schwarzschiefern in suboxischem Milieu zu Mo-Ni-Au-PGE-reichen Schawrzschiefern in euxinischem Milieu.

Die Isotopenzusammensetzung von Molybdän, das quantitativ aus dem Meerwasser ausgefällt wurde, zeigt die Zusammensetzung der frühkambrischen Ozeane an, die global wesentlich weniger oxidiert waren als die heutigen Ozeane. Die Mo-Isotopie erlaubt eine Rekonstruktion des ozeanischen Paläo-Oxidationszustands und zeigt schnell wechselnde marine Umwelt-Bedingungen an der Grenze von Präkambrium/Kambrium, womit auch für die Entwicklung der Metazoen ("Cambrian Explosion") in Verbindung steht.

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