《表1 微生物岩和海洋自生矿物及生物矿物的稀土元素控制因素》

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《微生物岩稀土元素恢复古海洋环境的研究综述》

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长期以来，地质学家尝试寻找可靠地?能真实反映古海水REE信号的地质样品（German and Elderfield，1990；Holser，1997），包括无机成因的海洋自生矿物，如方解石?燧石?无机成因磷灰石和铁锰氧化壳等（Bau et al.，1996）；生物成因矿物，如有孔虫方解石（Palmer，1985）、珊瑚文石（Sholkovitz and Shen，1995）、磷灰石（鱼牙和牙形石，Wright et al.，1987）等。然而，几乎所有这些样品的REE信号都存在各种问题（表1），如REE含量过低难以检测?REE各元素之间的分配系数不一致（Webb and Kamber，2000）（图1）?生物属种之间REE选择性吸收差异以及埋藏之后成岩过程中遭受富REE孔隙流体的持续改造等（German and Elderfield，1990；Sholkovitz and Shen，1995；Reynard et al.，1999；Webb and Kamber，2000），从而无法真实反映古海水的REE信号。比如，现生珊瑚在形成自身碳酸盐岩骨骼过程中，海水REE进入晶格中的分配系数随属种不同而存在差异（生物选择性吸收效应）（Sholkovitz and Shen，1995），从而造成各属种的REE组成不同（Webb and Kamber，2000）（图1）。珊瑚化石原始的文石晶体大多在成岩过程中变成方解石，从而不能准确反映古海水的REE信号。磷灰石质化石骨骼（如牙形石等）的REE组成不仅和古海水REE组成相关，还和矿物的重结晶程度?成岩速率?沉积速率有关（Elderfield and Pagett，1986；Ilyin，1998；Kemp and Trueman，2003；Zhao et al.，2013；Chen et al.，2015）。此外，常见的海洋无机成因的方解石和磷灰石因其REE组成是否遭受成岩作用的改变存在很大争议（Parekh et al.，1977；Banner et al.，1988；Zhong and Mucci，1995；Holser，1997；Reynard et al.，1999）。综上，生物成因矿物的主要问题是，不能量化不同生物属种之间生物选择性地吸收海水中的REE进入自身矿物晶格的比例；无机成因矿物容易遭受沉积埋藏后的成岩作用，而成岩作用的强度很难量化，不同的成岩过程对原始REE的改造方式也不清楚，所以它们都不能作为保存海水REE信息的良好材料（表1）。