Abstract δ2H were measured in water present in tiny primary fluid inclusions trapped in Mesoproterozoic (≈1.4 Ga) and Neoproterozoic (≈0.8 Ga) halite crystals. While the hydrogen concentrations range from 300 to 1500 ppm for the whole sample collection, δ2H values range from −74‰ to −54‰ (VSMOW) for the Mesoproterozoic halite sampled from the Sibley Group, Ontario, Canada, and from −89 to −38‰ for the Neoproterozoic halite from the Browne Formation, Officer Basin, Australia. The amount of evaporation required to precipitate halite is accompanied by a deuterium-enrichment of 30‰ to 90‰. It means that the original aqueous solutions had δ2H values comprised between −140‰ and −90‰. Considering the estimated tropical paleolatitudes for both depositional environments, surface waters were most likely significantly deuterium-depleted relative to modern ones. If such interpretation is partly at variance with the geological record, it could be reconciliated with some modelling outputs of the long-term water cycle. Indeed, several mechanisms produce a progressive deuterium-enrichment of the oceans. Those identified so far are the addition of deuterium-rich extraterrestrial water (cometary dust), the loss of H during water photodissociation by ultraviolet radiation in the upper atmosphere, and the isotopic fractionation that takes place during the hydroxylation of nominally-anhydrous mantle rock-forming minerals. We also propose that the major process able to shift through time the δ2Η of the hydrosphere is the reduction of H2O into H2 during the serpentinization of mantle rocks at mid-ocean ridges.

中文翻译：

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元古界岩盐中流体包裹体中水的 δ2H：氘耗尽水圈的证据？

摘要 在中元古代 (≈1.4 Ga) 和新元古代 (≈0.8 Ga) 岩盐晶体中捕获的微小原生流体包裹体中存在的水中测量了 δ2H。虽然整个样品收集的氢浓度范围为 300 至 1500 ppm，但从加拿大安大略省 Sibley Group 采集的中元古代岩盐的 δ2H 值范围为 -74‰ 至 -54‰ (VSMOW)，以及 -89 至 - 38‰ 来自澳大利亚军官盆地 Browne 组的新元古代岩盐。沉淀岩盐所需的蒸发量伴随着 30‰ 至 90‰ 的氘富集。这意味着原始水溶液的δ2H值介于-140‰和-90‰之间。考虑到两种沉积环境的估计热带古纬度，与现代水相比，地表水很可能严重缺乏氘。如果这种解释部分地与地质记录不一致，它可以与长期水循环的一些模拟输出相协调。事实上，有几种机制导致海洋逐渐富集氘。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。如果这种解释部分地与地质记录不一致，它可以与长期水循环的一些模拟输出相协调。事实上，有几种机制导致海洋逐渐富集氘。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。如果这种解释部分地与地质记录不一致，它可以与长期水循环的一些模拟输出相协调。事实上，有几种机制导致海洋逐渐富集氘。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。它可以与长期水循环的一些模型输出相协调。事实上，有几种机制导致海洋逐渐富集氘。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。它可以与长期水循环的一些模型输出相协调。事实上，有几种机制导致海洋逐渐富集氘。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。迄今为止确定的那些是富含氘的外星水（彗星尘埃）的添加，在高层大气中紫外线辐射水光解过程中H的损失，以及在名义上无水地幔岩石羟基化过程中发生的同位素分馏-形成矿物质。我们还提出，能够随时间改变水圈 δ2H 的主要过程是在大洋中脊地幔岩石蛇纹石化过程中将 H2O 还原为 H2。