Abstract Mercury (Hg) concentration enrichments have become a widely used proxy for volcanic inputs to sediments, especially for investigation of ancient large igneous province (LIP) eruptions. Its application for this purpose requires normalization to an element representing the dominant host phase of Hg–generally total organic carbon (TOC) for the organic fraction, but occasionally total sulfur (TS) or aluminum (Al) for the sulfide or clay fractions, respectively. Hg studies generally assume an organic matter host, but recent work has demonstrated that sulfide or clay fraction host phases are not uncommon, making it essential to determine formation-specific Hg host phases. Here, we investigate Hg concentrations and their relationships to TOC, TS, and Al in four modern marine settings (Black Sea, Japan Sea, Saanich Inlet, and Peru Margin) and six ancient marine formations (from Lower Cambrian to Lower Jurassic). Multiple regression analysis (MRA) shows that the organic fraction is the dominant host of Hg in all of the modern marine sediments examined here, as well as in many ancient marine units, although in some of the latter Hg resides primarily in the sulfide fraction (i.e., lower Cambrian and Upper Ordovician units) or partly in the clay mineral fraction (Middle Permian) of the sediment. A sulfide host phase is more likely in strongly euxinic depositional facies, as reflected in high TS concentrations (>1.0%) and TS/TOC ratios (>∼0.35). This study thus demonstrates the importance of determining Hg host phases in sediments prior to normalization and use of Hg as a volcanic proxy.

中文翻译：

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汞 (Hg) 的沉积寄主相及其对使用汞作为火山替代物的影响

摘要 汞 (Hg) 浓度富集已成为火山输入沉积物的广泛使用的替代物，特别是用于调查古代大型火成岩省 (LIP) 喷发。其为此目的的应用需要归一化为代表 Hg 主要主相的元素——通常是有机部分的总有机碳 (TOC)，但有时分别是硫化物或粘土部分的总硫 (TS) 或铝 (Al) . 汞研究通常假设有机质主体，但最近的工作表明硫化物或粘土部分主体相并不少见，因此确定地层特定的汞主体相至关重要。在这里，我们调查了四种现代海洋环境（黑海、日本海、萨尼奇湾、和秘鲁边缘）和六个古老的海洋地层（从下寒武纪到下侏罗纪）。多元回归分析 (MRA) 表明，有机部分是这里检查的所有现代海洋沉积物以及许多古代海洋单元中 Hg 的主要宿主，尽管在后者中的一些 Hg 主要存在于硫化物部分中（即，下寒武统和上奥陶统单元）或部分在沉积物的粘土矿物部分（中二叠纪）中。硫化物主体相更可能出现在强富素沉积相中，这反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比 (>~0.35) 中。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。多元回归分析 (MRA) 表明，有机部分是这里检查的所有现代海洋沉积物以及许多古代海洋单元中 Hg 的主要宿主，尽管在后者中的一些 Hg 主要存在于硫化物部分中（即，下寒武统和上奥陶统单元）或部分在沉积物的粘土矿物部分（中二叠纪）中。硫化物主体相更可能出现在强富素沉积相中，这反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比 (>~0.35) 中。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。多元回归分析 (MRA) 表明，有机部分是这里检查的所有现代海洋沉积物以及许多古代海洋单元中 Hg 的主要宿主，尽管在后者中的一些 Hg 主要存在于硫化物部分中（即，下寒武统和上奥陶统单元）或部分在沉积物的粘土矿物部分（中二叠纪）中。硫化物主体相更可能出现在强富素沉积相中，这反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比率 (>~0.35) 中。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。以及在许多古代海相单元中，虽然在后一些海相单元中，汞主要存在于沉积物中的硫化物部分（即下寒武统和上奥陶统单元）或部分存在于沉积物的粘土矿物部分（中二叠纪）中。硫化物主体相更可能出现在强富素沉积相中，这反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比 (>~0.35) 中。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。以及在许多古代海相单元中，虽然在后一些海相单元中，汞主要存在于沉积物中的硫化物部分（即下寒武统和上奥陶统单元）或部分存在于沉积物的粘土矿物部分（中二叠纪）中。硫化物主体相更可能出现在强富素沉积相中，这反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比率 (>~0.35) 中。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比率 (>~0.35)。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。反映在高 TS 浓度 (>1.0%) 和 TS/TOC 比率 (>~0.35)。因此，这项研究证明了在正常化和使用汞作为火山代理之前确定沉积物中汞宿主相的重要性。