湖北江陵凹陷古新统沙市组四段硫酸盐硫同位素组成及其地质意义

江汉盆地江陵凹陷古新统沙市组四段硬石膏和钙芒硝中硫同位素组成为25.2‰~32.6‰，远远高于同时期海水硫同位素(20‰)。结合研究区古新统沙四段蒸发岩87Sr/86Sr研究，借助Mg、Ca、Sr、Ba等元素及其Mg/Ca、Sr/Ba，认为江陵凹陷沙四段时期湖盆为封闭的陆相盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育和指示气候干旱程度的Fe2O3/FeO特征，可以推断研究区在沙市组四段沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。在温暖干旱的气候环境下，硫酸盐沉积物供给率较低，因此当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。通过Fe、Mn、Al、Mg、Ca、Ni、V、Co、Cu等主微量元素以及Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、w(V+Ni+Mn)、V/(V+Ni)、Ni/Co、Cu/Zn的研究表明，研究区沙市组四段环境为湖盆浪基面之下的缺氧还原环境，为常年性较深水分层湖泊。上述缺氧沉积环境下存在大量的厌氧细菌，表生（≤50℃）条件下，厌氧细菌使硫酸盐SO2-4还原成H2S，后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出，再加上当时的内陆环境对硫酸盐是相对封闭的，这种硫循环过程是造成研究区硬石膏和钙芒硝硫同位素值较高的原因，也是研究区最重要的硫同位素分馏过程。