Hydrothermal formation of Fe-oxide bands in zebra rocks from northern Western Australia
Hydrothermal formation of Fe-oxide bands in zebra rocks from northern Western Australia
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西澳大利亚北部斑马岩中铁氧化物带的热液形成
DOI：
10.1016/j.chemgeo.2021.120699
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Kuma Ryusei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kawahara Hirokazu;Yoshida Hidekazu;Yamamoto Koshi;Katsuta Nagayoshi;Nishimoto Shoji;Umemura Ayako;Kuma Ryusei
斑马岩发现于西澳大利亚北部金伯利地区东部，是一种具有列色岗型铁氧化物带的晚元古代沉积岩。沉积岩的条纹韵律模式是推断水岩反应化学条件的重要关键。尽管过去的研究已经讨论了斑马岩的形成几十年，但其过程仍不清楚。本文提出了一种新的形成模式，认为斑马岩形成于酸性热液体系，含Fe2+酸性流体的pH缓冲作用与原生碳酸盐矿物中和反应引起了铁的节律性沉淀。铁剖面明显表现为反应锋，表明流体沿层理平面单向扩散运移。以颜色和粘土矿物组合区分的两类斑马岩对应典型的酸性热液蚀变带。虽然目前还不能确定与热液活动相关的具体火山事件，但该研究为斑马岩提供了一种新的模式，既记录了热液蚀变，也记录了晚元古代后的流体运移。
Zebra rock, found in the eastern Kimberley region of northern Western Australia, is a Late Proterozoic sedimentary rock with a rhythmic Liesegang-type Fe-oxide banding. The striped rhythmic pattern in sedimentary rocks is an important key to infer chemical conditions of water-rock reactions. Although past studies have discussed the zebra rock formation for decades, the process remains unclear. Here, we introduce a new formation model, suggesting that zebra rock formed in an acidic hydrothermal system and that pH buffering of Fe2+-bearing acidic fluid, in a neutralization reaction with primary carbonate minerals, induced rhythmic Fe-precipitation. The Fe profile clearly shows a reaction front, indicating unidirectional diffusive fluid migration along bedding planes. The two types of zebra rock distinguished by color and by clay mineral assemblages correspond with typical acidic hydrothermal alteration zonation. Although a specific volcanic event related to the hydrothermal activity cannot be identified presently, this study provides a new model for the zebra rock, recording both hydrothermal alteration and post-Late Proterozoic fluid migration.
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