Abstract The return of widespread banded iron formation (BIF) deposition during the Neoproterozoic Era after a more than one-billion-year hiatus appears to be a hallmark of the Neoproterozoic, and may be indicative of critical changes in the Earth’s environmental and tectonic conditions. However, consensus on the Fe sources and origin of Neoproterozoic iron formations (NIFs) remains elusive. Here we present new petrographic and geochemical data from the newly discovered Shalong NIF from the Central Tianshan block in order to constrain the iron source and elucidate the origin and depositional conditions of the NIF. The major and trace element composition of the Shalong NIF indicates that it is a relatively pure chemical sediment with a low detrital input. Rare earth elements and Y patterns (REY) exhibit seawater-like signature such as depletion in light REEs (LREEs) and enrichment in heavy REEs (HREEs). The weak positive Eu anomalies (Eu/Eu∗ = 1.11–1.31) and consistent chondritic Y/Ho ratios of 25 to 29 (average 26) suggest a predominant influx of low-temperature hydrothermal fluids. The geochemistry of the Shalong NIF also supports a predominant hydrothermal iron source characterized by low-temperature hydrothermal fluids. The lack of negative Ce anomalies, as well as weak positive Eu anomalies, and positive and variable δ56Fe values (−0.09‰ to +1.28‰) in the Shalong NIF indicates partial Fe2+ oxidation in a relatively large dissolved iron marine basin under oxygen-limited conditions. The Shalong NIF deposition likely took place on the slope of an extensional oceanic basin in a low energy environment. The Shalong NIF has a close association with metamorphized- bimodal volcanic rocks and predominant hydrothermal iron source. Combined with no sign for any glacial influence and depositional age prior to the global Sturtian glaciations, we suggest that the Shalong NIF is a non-glaciogenic Neoproterozoic iron formation in association with volcanic and hydrothermal activity. Our results, in conjunction with previous studies, suggest that glacial events are not essential or necessary for the origin of all the NIFs. Instead, hydrothermal activity seems to be a more important controlling factor for the build-up of ferruginous basins and subsequent iron oxidation events in the Neoproterozoic leading to the sudden recurrence of NIFs.

中文翻译：

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新元古代非冰川成因铁的形成：从阿尔泰山脉南部中天山地块沙龙铁组的 Fe 同位素和元素地球化学洞察

摘要 在超过 10 亿年的中断后，新元古代时期广泛的带状铁形成 (BIF) 沉积的回归似乎是新元古代的标志，并且可能表明地球环境和构造条件发生了重大变化。然而，关于新元古代铁地层 (NIF) 的 Fe 来源和起源的共识仍然难以捉摸。在这里，我们展示了来自中天山区块新发现的沙龙 NIF 的新岩石学和地球化学数据，以限制铁源并阐明 NIF 的起源和沉积条件。沙龙NIF的主要和微量元素组成表明它是一种相对纯净的化学沉积物，碎屑输入量低。稀土元素和 Y 型 (REY) 表现出类似海水的特征，例如轻稀土 (LREE) 的消耗和重稀土 (HREE) 的富集。弱正 Eu 异常 (Eu/Eu* = 1.11–1.31) 和一致的球粒陨石 Y/Ho 比率为 25 到 29（平均 26），表明低温热液流体主要流入。沙龙 NIF 的地球化学也支持以低温热液流体为特征的主要热液铁源。沙龙NIF中没有负Ce异常，以及弱正Eu异常，δ56Fe正值和可变值（-0.09‰至+1.28‰）表明在限氧条件下相对较大的溶解铁海盆中Fe2+部分氧化使适应。沙龙 NIF 沉积可能发生在低能量环境中的伸展洋盆的斜坡上。沙龙NIF与变质双峰火山岩和主要的热液铁源密切相关。结合在全球 Sturtian 冰川之前没有任何冰川影响和沉积年龄的迹象，我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。沙龙NIF与变质双峰火山岩和主要的热液铁源密切相关。结合在全球 Sturtian 冰川之前没有任何冰川影响和沉积年龄的迹象，我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。沙龙NIF与变质双峰火山岩和主要的热液铁源密切相关。结合在全球 Sturtian 冰川之前没有任何冰川影响和沉积年龄的迹象，我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。结合在全球 Sturtian 冰川之前没有任何冰川影响和沉积年龄的迹象，我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。结合在全球 Sturtian 冰川之前没有任何冰川影响和沉积年龄的迹象，我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。我们认为沙龙 NIF 是与火山和热液活动相关的非冰川成因的新元古代铁地层。我们的结果与之前的研究相结合，表明冰川事件对于所有 NIF 的起源并不是必不可少的或必要的。相反，热液活动似乎是新元古代铁质盆地形成和随后铁氧化事件导致 NIF 突然复发的更重要的控制因素。