蒙泽坤，王振飞，鞠鹏程，黄康俊

西北大学 地质学系，陕西省早期生命及环境重点实验室，大陆动力学国家重点实验室，西安 710069

铁（Fe）是太阳系类地行星的主要构成元素，广泛分布于地核、地幔和地壳中。作为地壳中丰度最高的过渡族金属元素，Fe是调节硅酸岩地球氧化还原状态的关键因素（孙卫东，2020）。此外，Fe是生物体活动所必需的元素，与其他生命关键元素（如：C、N、P、S）的耦合作用调节着海洋初级生产力并驱动着海洋生物地球化学循环（Tagliabue et al，2017）。Fe有四个稳定同位素（54Fe、56Fe、57Fe和58Fe），相对丰度分别为5.84%、91.76%、2.12%和0.28%（Beard and Johnson，1999）。随着多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）的诞生和进步，Fe同位素测试精度的大幅提升推动了Fe同位素地球化学的快速发展，为Fe同位素在地质历史时期海洋生物地球化学循环以及古海洋化学研究中的广泛应用奠定了基础（Johnson et al，2020）。本文将系统阐述全球海洋Fe循环、Fe同位素测试分析方法、以及表生地质过程Fe同位素分馏机理。在此基础上，本文对地质历史时期海相沉积岩的Fe同位素组成，以及海相沉积岩Fe同位素在古海洋与古环境方面的应用进行了探讨。

1 全球海洋铁循环

1.1 现代海洋铁循环

现代海洋中Fe浓度很低（0.1 — 1.0 nmol ∙ kg−1），主要以自由离子、无机和有机络合物的形态存在（孙剑和朱祥坤，2015；陈天宇等，2019）。Fe作为一种辅酶因子，广泛参与生物的光合作用、呼吸作用以及固氮过程等重要生理过程（Hogle et al，2014）。除此之外，部分生物胞外多糖对有机Fe的吸收成为了现代海洋Fe的一大重要储库（Blain and Tagliabue，2016）。因此，Fe是影响海洋初级生产力的重要限制性元素（Martin and Fitzwater，1988；……