Robustness of fossil fish teeth for seawater neodymium isotope reconstructions under variable redox conditions in an ancient shallow marine setting
Robustness of fossil fish teeth for seawater neodymium isotope reconstructions under variable redox conditions in an ancient shallow marine setting
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古代浅海环境中可变氧化还原条件下用于海水钕同位素重建的化石鱼牙的鲁棒性
DOI：
10.1002/2015gc006218
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Huck C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huck C
深海环境中的化石鱼牙齿被认为是保存古代海水钕同位素组成的有力档案。然而，使用化石鱼牙齿作为档案来重建不同沉积氧化还原环境和陆源为主的浅海环境中的海水Nd同位素组成，这一点很少得到证实。为了解决这些不确定性，鱼牙齿和沉积物样品中始新世部分沉积在东南极边缘附近的综合大洋钻探计划网站U1356进行了分析，主要和微量元素地球化学，钕同位素。沉积物的主要和微量元素分析揭示了整个沉积过程中在浅海环境中不断变化的氧化还原条件。然而，在Nd同位素组成和稀土元素（REE）模式的相关鱼牙齿的变化不对应于沉积物中的氧化还原变化。在站点U1356鱼牙齿的稀土元素模式进行了典型的中稀土富集的签名。然而，一个一贯积极的Ce异常标志着从一个纯粹的自生的稀土元素的鱼齿的起源偏离。清洁和未清洁的鱼牙齿之间的现代海水和当地的沉积物的neooriginal同位素组成，因此可能是自生的性质，但也可能受到沉积通量。我们的结论是化石鱼牙齿Nd同位素代理不敏感的孔隙水氧合的温和变化。然而，需要对沉积物、孔隙沃茨、鱼牙齿和海水进行综合研究，以充分了解驱动靠近大陆源的浅海剖面重建签名的过程。
Fossil fish teeth from pelagic open ocean settings are considered a robust archive for preserving the neodymium (Nd) isotopic composition of ancient seawater. However, using fossil fish teeth as an archive to reconstruct seawater Nd isotopic compositions in different sedimentary redox environments and in terrigenous‐dominated, shallow marine settings is less proven. To address these uncertainties, fish tooth and sediment samples from a middle Eocene section deposited proximal to the East Antarctic margin at Integrated Ocean Drilling Program Site U1356 were analyzed for major and trace element geochemistry, and Nd isotopes. Major and trace element analyses of the sediments reveal changing redox conditions throughout deposition in a shallow marine environment. However, variations in the Nd isotopic composition and rare earth element (REE) patterns of the associated fish teeth do not correspond to redox changes in the sediments. REE patterns in fish teeth at Site U1356 carry a typical mid‐REE‐enriched signature. However, a consistently positive Ce anomaly marks a deviation from a pure authigenic origin of REEs to the fish tooth. Neodymium isotopic compositions of cleaned and uncleaned fish teeth fall between modern seawater and local sediments and hence could be authigenic in nature, but could also be influenced by sedimentary fluxes. We conclude that the fossil fish tooth Nd isotope proxy is not sensitive to moderate changes in pore water oxygenation. However, combined studies on sediments, pore waters, fish teeth, and seawater are needed to fully understand processes driving the reconstructed signature from shallow marine sections in proximity to continental sources.
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