> [!warning] 元古宙(Proterozoic Eon,Pt) > 25 亿~5.41 亿年前 > 又称**前寒武纪晚期**,大气开始富氧(“大氧化事件”),出现真核生物、多细胞生物,末期出现后生动物(埃迪卡拉生物群),地层变质程度降低,有沉积岩(如条带状铁建造 BIF 主要形成于元古宙早期)。
条带状铁建造(Banded Iron Formations,BIF)
是太古宙和古元古代常见的沉积岩;BIF具有交替的铁氧化物和燧石层。BIF只有在允许水柱中溶解的铁(^{2+}$)过饱和的情况下才能形成,这意味着水柱中不能有自由氧或硫,因为它们会形成^{3+}$(锈)或黄铁矿并从溶液中沉淀出来。在过饱和之后,水必须氧化,以便富铁带沉淀,水柱中仍然需要是硫贫的,否则会形成黄铁矿而不是^{3+}$。
> [!abstract] 古元古代(Paleoproterozoic,PPt) 25~16 大氧化事件(大气游离氧骤增),出现真核生物
23亿年前
硫酸盐浓度增加到超过1毫摩尔;这一硫酸盐的增加与“大氧化事件”同时发生,当时地球表面的氧化还原条件被大多数工作者认为从还原转变为氧化。这种转变可能导致硫酸盐风化的大幅增加,从而导致海洋中硫酸盐的增加。**与细菌还原相关的大分馏首次产生。** 尽管当时海水中的硫酸盐明显上升,但很可能仍然只有现代水平的5–15%以下。
18亿年前
BIF的消失
BIF的消失标志着海洋水化学的明显转变。
不能持续稳定、大量的生成氧气,即间歇性氧脉冲→持续形成 BIF
有人假设BIF是在光合生物的最初进化期间形成的,这些生物在生长阶段会产生过量的氧气。由于这种过量生产,它们会自我毒害,导致大规模死亡,切断氧气的来源(氧气耗尽形成隔离层),并通过分解它们的身体产生大量^2$,允许细菌再次繁殖(**也就是说整个过程一会有氧,一会没氧,没氧的时候靠还原硫酸盐来氧化^{2+}$来生存,于是形成分很多层的BIF**); 在18亿年前之后,硫酸盐浓度足以增加硫化物还原的速率,超过海洋中铁的输送通量(**硫酸盐浓度升高(底物充足)→硫酸盐还原速率大幅提升(微生物代谢加速)→海洋中 H₂S 产量剧增→H₂S 与海水中的 Fe²+ 快速沉淀→H₂S 的生成速率>Fe²+ 的补充速率→海水中的溶解 Fe²+ 被永久耗尽**)。
与BIF的消失一起,古元古代的结束也标志着首次大规模沉积的硫化物矿化,显示出矿化与海水中硫酸盐可能增加量之间的联系。在古元古代,海水中的硫酸盐含量增加到了比太古宙更高的水平,但仍低于现代值。太古宙的硫酸盐水平也作为大气氧含量的代用品,因为硫酸盐主要通过氧存在下的大陆风化产生。太古宙的低水平仅仅意味着大气氧含量介于显生宙和太古宙的不足之间。