Copper and zinc isotopic compositions of methane-derived carbonates: Implications for paleo-methane seepage and paleoenvironmental proxies

地质学 甲烷 地球化学 甲烷厌氧氧化 矿物学 化学 有机化学
作者
Ganglan Zhang,Yinan Deng,Chen Fang,Ming Li,Jun Cao,Hongfei Lai,Yangtao Zhu,Shengxiong Yang,Qianyong Liang,Zenggui Kuang,Yunxin Fang,Yufei Liu,Xuexiao Jiang,Mingyu Zhao
出处
期刊:Geological Society of America Bulletin [Geological Society of America]
被引量:1
标识
DOI:10.1130/b37374.1
摘要

Copper-zinc isotopic excursions in carbonate sedimentary successions are used to trace oceanic chemistry fluctuations that occurred in the geological past. However, whether carbonate sediments can accurately record the Cu-Zn isotopic compositions of coeval seawater is still a matter of debate. We analyzed the Cu-Zn isotopic compositions of well-characterized methane-derived carbonates from drill cores in the South China Sea to decode the effect of the sedimentary environment on Cu-Zn isotopic fractionation. All seep carbonates have uniform δ65Cuauth values (the per mil deviation of the 65Cu/63Cu ratio from the NIST 976 standard; −0.22‰ to 0‰) independent of the sedimentary environment. In contrast, the δ66Znauth values (the per mil deviation of the 66Zn/64Zn ratio from the JMC-Lyon standard) of seep carbonates that precipitated from bottom seawater (intense methane seepage; 0.59‰ to 1.03‰) are significantly higher than those that formed in pore-water environments (low methane flux; −0.07‰ to 0.41‰). This evidence implies that changes in sedimentary environments can affect the Zn isotopic fractionation of carbonate sediments. Furthermore, the strong sedimentary environment-dependent Zn isotopic fractionation proves the validity of using Zn isotopes as a robust proxy for tracing paleo-methane seepage intensity caused by gas hydrate dissociation.
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