Abstract The Neoproterozoic global glaciations (720–635 Ma) represent the most severe icehouse climatic conditions in Earth's history, collectively known as the ‘Snowball Earth events’. The ‘Snowball Earth’ hypothesis (Hoffman et al. 1998) proposed that the termination of the global glaciation was driven by the extremely high atmospheric pCO2 level (300 times of present atmospheric level, PAL) that was accumulated during the global glaciation by volcanic degassing for tens of million years. Because of extremely high temperature, the deglaciation might associate with intense continental weathering that brought abundant bicarbonate and alkaline earth metals (Mg, Ca) to the ocean, resulting in the rapid precipitation of cap carbonate all over the world. Thus, cap carbonate precipitation marks the termination of global glaciation. The deglacial intense continental weathering has been recently supported by Mg isotopes. However, the Mg isotope data also indicate that the deglaciation might have significantly predated the cap carbonate precipitation, and limited data suggest that the weathering intensity was already low during the cap carbonate precipitation. In order to further test whether the cap carbonate precipitation was associated with low weathering intensity, here we analyzed Mg isotopic composition of siliciclastic component (δ26Mgsil) of the Doushantuo cap carbonate in the Yangtze Block, South China. Four cap carbonate sections (the Tongle (TL) drill core, the Fanyang (FY) section, the Wuluo (WL) drill core, and the Jiulongwan (JLW) section), spanning from shelf to basin environments, were analyzed. δ26Mgsil ranges from −0.43‰ to +0.39‰ (n = 10), from −0.31‰ to +0.48‰ (n = 9), from −0.06‰ to +0.10‰ (n = 7), and from −1.42‰ to −0.03‰ (n = 8) for the JLW, FY, WL, and TL samples, respectively. There are negative correlations between Mg/Al and δ26Mgsil in JLW, WL, and TL. The geochemical data indicate that the variation of δ26Mgsil might be attributed to authigenic clay formation during the cap carbonate precipitation. The binary mixing model indicates that the isotopic compositions of terrestrial clays range from 0‰ to +0.3‰, comparable to the values of modern soil clays but significantly lower than the values of the upper Nantuo Formation (up to ~ + 0.90‰), suggesting the moderate to low weathering intensity during the cap carbonate deposition. Our study suggests low atmospheric pCO2 level during cap carbonate precipitation probably due to the consumption by intense continental weathering

中文翻译：

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马里诺斯雪球地球末期大陆风化强度：来自华南基础陡山沱盖碳酸盐的镁同位素证据

摘要 新元古代全球冰期（720-635 Ma）代表了地球历史上最严重的冰库气候条件，统称为“雪球地球事件”。“雪球地球”假说（Hoffman et al. 1998）提出，全球冰川作用的终止是由火山脱气在全球冰川作用期间积累的极高的大气 pCO2 水平（目前大气水平的 300 倍，PAL）驱动的数千万年。由于极端高温，冰消作用可能与强烈的大陆风化作用有关，将丰富的碳酸氢盐和碱土金属（Mg、Ca）带入海洋，导致全球范围内的帽状碳酸盐快速沉淀。因此，帽状碳酸盐沉淀标志着全球冰川作用的结束。冰消期强烈的大陆风化最近得到了镁同位素的支持。然而，Mg 同位素数据也表明冰消作用可能显着早于帽状碳酸盐沉淀，有限的数据表明在帽状碳酸盐沉淀期间风化强度已经很低。为了进一步检验盖层碳酸盐沉淀是否与低风化强度有关，本文分析了华南扬子地块陡山沱盖层碳酸盐岩硅质碎屑组分(δ26Mgsil)的Mg同位素组成。分析了从陆架到盆地环境的四个盖帽碳酸盐岩剖面（同乐（TL）钻芯、范阳（FY）剖面、乌洛（WL）钻芯和九龙湾（JLW）剖面）。δ26Mgsil 的范围从 -0.43‰ 到 +0.39‰ (n = 10)，从 -0.31‰ 到 +0。JLW、FY、WL 和 TL 样品分别为 48‰ (n = 9)、-0.06‰ 到 +0.10‰ (n = 7) 和 -1.42‰ 到 -0.03‰ (n = 8)。JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 对于 JLW、FY、WL 和 TL 样品，分别为 06‰ 到 +0.10‰ (n = 7) 和从 -1.42‰ 到 -0.03‰ (n = 8)。JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 对于 JLW、FY、WL 和 TL 样品，分别为 06‰ 到 +0.10‰ (n = 7) 和从 -1.42‰ 到 -0.03‰ (n = 8)。JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 JLW、FY、WL 和 TL 样本分别为 03‰ (n = 8)。JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 JLW、FY、WL 和 TL 样本分别为 03‰ (n = 8)。JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 JLW、WL 和 TL 中 Mg/Al 和 δ26Mgsil 之间存在负相关。地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 地球化学数据表明，δ26Mgsil 的变化可能与盖层碳酸盐沉淀过程中自生粘土的形成有关。二元混合模型表明陆相黏土的同位素组成范围为0‰～+0.3‰，与现代土壤黏土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明盖层碳酸盐沉积过程中的中到低风化强度。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 与现代土壤粘土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明碳酸盐盖层沉积过程中风化强度中等至低。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的 与现代土壤粘土的值相当，但明显低于南沱组上部的值（高达~+0.90‰），表明碳酸盐盖层沉积过程中风化强度中等至低。我们的研究表明，帽状碳酸盐降水期间大气 pCO2 水平较低，这可能是由于强烈的大陆风化作用造成的