藏北羌塘盆地双湖地区下侏罗统油页岩的有机碳同位素异常和正构烷烃分布特征及大洋缺氧事件研究

针对世界性的大洋缺氧事件的成因机制问题,以藏北羌塘盆地双湖地区曲色组油页岩为例,根据野外地质观察与室内有机地球化学分析,探讨全球性的侏罗纪早Toarcian缺氧事件。有机地球化学分析表明,样品有机碳(TOC)变化范围为0.34%~15.28%,平均为6.85%,干酪根δ~(13)C_(org)值变化范围为-22.9‰~-27.2‰,平均值为-24.77‰,δ~(13)C_(org)值发生2次负偏移夹一次正偏移,最大偏移量达4.2‰,这种偏移模式指示所测剖面是一个国内罕见的较完整的Toarcian剖面。n(C)/n(N)原子比变化范围27.06~67.42,干酪根以Ⅱ型为主,正构烷烃碳数分布范围C_(13)-C_(35_之间,主峰碳多为n C_(16_或n C_(17_,OEP平均为0.97,碳优势指数CPI平均为1.02,TAR_(HC)值分布在0.13~0.79,有机质来源以藻类占优势,陆源植物持续输入,地层剖面上δ~(13)C_(org)值、n(C)/n(N)以及TAR_(HC)的变化趋势一致,分析认为藏北羌塘盆地双湖地区Toarcian缺氧事件受有机质组分变化控制。     

晚震旦世至早寒武世扬子地台北缘碳同位素研究

震旦-寒武交变期是地史上一个重大转折期,亦是一个具有特殊意义的过渡时期。运用碳同位素地球化学方法,探讨扬子地台北缘四川南江地区晚震旦世-早寒武世交变期,碳同位素地球化学异常与环境变化和生物演化的相互联系。南江剖面沉积岩有机碳同位素组成在-35．8‰～-30．1‰间变化;碳酸盐碳同位素组成从-3．5‰～ 0．5‰。在灯影组顶部、牛蹄塘组下部和上部,变化的碳、硫同位素组成和不同的黄铁矿与有机碳含量反映了有机碳埋藏量和环境的变化。下寒武统富有机碳和黄铁矿的黑色页岩沉积,暗示了早寒武世早期缺氧环境的存在。     

黔北早寒武世缺氧事件：生物标志化合物及有机碳同位素特征

本文首次报道了黔北早寒武世黑色岩系的生物标志化合物，并结合有机碳同位素组成特征，探讨该时期所发生的重大地质事件。所有样品均检出了丰富的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物以及甾类化舍物。在GC谱图上，正构烷烃显示明显的单峰型分布特征，碳数分布范围为nC14-nC31主峰碳为nC18、nC19或nC20，nC17／nC31为1．15～50．17，显示轻烃组分占绝对优势，OEP值为0．84～1．11，CPI值为0．92～1．16，接近平衡值1．0，无明显的奇偶碳数优势分布。Pr／Ph值为0．24～0．79，具有明显的植烷优势。萜烷化合物以C30藿烷占优势，其相对丰度三环萜烷〉五环三萜烷〉四环萜烷，并且检出少量的γ-蜡烷。规则甾烷C27-C28-C29呈“V”字型分布，∑（C27＋C28）〉∑C29，其比值为1．25～1．99，∑C27／∑C29为0．78～1．22，重排甾烷C27／规则甾烷C27值为0．21～0．47。4-甲基甾烷普遍存在，但丰度相对较低。在地层剖面上，有机碳含量（TOC（％））从0．05～7．91％，平均为2．52％；有机碳同位素组成（δ^13Corg）从-29．49‰～-34．41‰（PDB），发生负偏移，偏移量达到4．3‰，代表该期海平面处于上升阶段，底层水处于严重缺氧状态，底栖生物缺乏。本文根据生物标志化合物特征参数，结合有机碳同位素组成变化，详细分析了黔北早寒武世这套黑色岩系的有机质来源、成熟度、沉积环境以及古海洋意义，将为我国南方早寒武纪古地理重建、地质事件记录提供可靠依据。     

碳同位素与早元古代地层对比

本文首次较详细地研究了早元古代碳酸盐地层的碳同位素组成，样品采自华北早元古代标准地层单元──山西五台地区滹沱群，结果表明碳同位素组成随地质时代有明显的变化，并与地层层位有很好的对应关系。作者认为，碳同位素对于早元古代碳酸盐地层的对比是很有用的。     

龙门山泥盆纪层序地层的碳,锶同位素效应

龙门山泥盆纪具准Ⅱ级Ｔ－Ｒ旋回的层序组，与碳、锶同位素地层曲线演化总趋势所反映的海平面升降变化规律基本一致，具极好的区域性和全球性对比意义。Ⅲ级Ｔ－Ｒ旋回层序，部分与同位素地层曲线拟合；部分有特征的异常高值波峰或低值波谷。同位素效应分别与正常海平面变化和有机碳高速埋藏、缺氧水体入侵、生物生态萧条或绝灭，以及构造和火山活动等区域性或全球性事件相联系，各具不同的区域性和全球性对比意义。     

松辽盆地朝73-87井青山口组缺氧事件层的有机地球化学特征

松辽盆地白垩纪青山口组下部广泛分布一套富含有机碳的黑色泥岩、页岩和油页岩沉积,是全盆地划分泉头组与青山口组的一级标志.朝73-87井青山口组黑色页岩、油页岩的地球化学特征研究表明：它具有干酪根碳同位素正偏和重排甾烷含量低,存在28,30一双降藿烷、伽马蜡烷生物标志化合物等有机地球化学特征,表征为白垩纪温室效应时间窗内古湖泊缺氧事件的产物.结合生物地层研究成果,认为青山口期缺氧事件层大体可与白垩纪古海洋Cenomanian-Turonian界线事件层进行对比,进而提出松辽盆地青山口组的时代归属晚白垩世晚cenomanian-Turonian期的新观点.     

早侏罗世大洋缺氧事件在塔里木盆地的响应

早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件（简称“T-OAE”）,被认为与Karoo-Ferrar大火成岩省爆发以及与甲烷气水合物有关的温室气体迅速释放导致全球变暖密切相关。该事件在特提斯洋区有较详细研究,但在陆相生态系统中的环境变化和沉积响应报道较少。本文报道了塔里木盆地北缘库车河地区的有机碳同位素地层数据,“东剖面”和“西剖面”中δ13C曲线总体的正偏移趋势被多幕次地快速负偏移打断,表明地表碳循环受到了巨大扰动。事件层内δ13C值的突然负向波动暗示了大气碳库在短时间内有相对轻同位素特征的碳注入,并呈现不稳定的、阶段性注入的特点,推测可能与增温引发的正反馈有关。沉积相突变与孢粉种类的衰减表明该区沉积环境发生了巨大变化;碎屑白云岩和紫红色泥岩的出现和湿生孢粉的衰减以及中生孢粉的出现,均表明在T-OAE期间塔里木盆地北缘气候转为干热。该研究报道了首个来自陆相沉积盆地边缘的T-OAE记录,对于深入理解二氧化碳浓度显著升高背景下引起的陆地系统响应具有借鉴意义。     

新型柯坪地区早古生代地层的碳,氧和锶同位素

我们系统测定了新疆柯坪地区寒武纪和奥陶纪地层的海相碳酸盐样品的碳，氧和锶同位素组成，取得了沿地层剖面的同位素组成变化曲线，研究结果表明，柯坪地区寒武纪和奥陶纪海水中碳同位素变化曲线有６个δ＾１３Ｃ负波动峰时期，它们与当时的全球生物灭绝事件和海退－海进事件的时间基本吻合，表明它们三者之间存在着必然的联系，在寒武纪和奥陶纪的大部分时间，锶同位素曲线较为平垣，反映出较少的地壳活动和板块构造作用。     

广西上泥盆统F-F界线碳同位素的变化特征

发生在晚泥盆世弗拉期(Frasnian)-法门期(Famennian)之交的生物灭绝事件(简称F-F事件)是古生代以来五大生物集群灭绝事件之一,其原因仍含糊不清。碳同位素研究显示,伴随F-F事件全球碳循环发生了显著的变化。但对中国南方F-F事件地层碳同位素变化特征的认识不够,缺乏系统的研究。对广西桂林杨堤上泥盆统灰岩剖面的碳同位素的分析结果表明,在上泥盆统存在两次碳同位素正偏移,分别出现在下rhenana带和F-F的界线,其中,出现在F-F界线的碳同位素正偏移与广西垌村以及欧美和非洲等地的上泥盆统F-F界线附近的碳同位素记录一致,且具有相近的变化幅度。进一步对广西桂林附近的杨堤和垌村剖面F-F界线的碳同位素组成变化模式的分析发现,这次正偏移可能是由多次次级变化组成,与F-F事件中生物的灭绝步骤相似。     

藏北羌塘地区地层新资料

新的牙形石化石资料证实在羌塘北部地区有泥盆纪查桑组地层，它是该盆地保存的最古老海相沉积地层，羌塘地区中西部广大地区上侏罗统索瓦组顶部产有丰富的以Virgatosphinctes和Aulacosphinctes两属为主的菊石化石，可初步建立5个菊石组合，其中Berriasella和Blanfordiceras菊石的出现使最高海相层位上延至提塘阶顶部或贝利阿斯阶，而圆笠虫(Orbitolina)、似异卷虫（Heterohelix）出现可能反映有海相白垩纪地层的存在，在晚三叠世肖茶卡组中发现有Epigondolella牙形石动物群，这是我国晚三叠世最高位牙形石带又一产地，首次在双湖比隆组油页岩剖面顶部发现产Harploceras sp.菊石化石的层位，时代属早上托阿尔斯（Toarcian）。解决了这一特殊沉积地层单位长期争论的时代归属问题，并指出它与早侏罗世海侵高峰期全球缺氧事件有关。     

安徽巢湖地区下三叠统综合层序

印度阶一奥伦尼克阶界线的全球层型候选剖面之一位于安徽巢湖地区;巢湖地区的下三叠统也是国际上同期地层中生物地层序列最有代表性、多重地层学手段应用齐备、研究效果最好的地层序列之一。根据巢湖地区3条代表性下三叠统剖面的岩石地层、生物地层和碳同位素地层的最新研究成果归纳出本区早三叠世综合地层序列,作为区域地层对比研究的标准．巢湖的下三叠统明确包含8个牙形石带和6个菊石带。它们具有区域甚至全球对比意义;巢湖地区早三叠世碳同位素δ^13Ccarb的演变呈现2个显著的漂移周期,这种有特色的碳同位素漂移,不仅具有地层学价值,而且可能对于三叠纪初的生物复苏和生态系演变具有指导意义．在综合地层序列基础上,将3条剖面的古地磁学研究成果链接,形成了巢湖地区完整的早三叠世磁性地层序列,包括5个主要的正向极性带和5个反向极性带,这也是目前在本区乃至华南获得的最完整的早三叠世磁极性序列之一．这些为该区域乃至全球相关地层研究树立了一个基本格架。     

湘黔地区早寒武世黑色页岩有机碳同位素组成变化及其意义

对扬子地台湘黔地区早寒武世黑色页岩有机碳同位素的组成变化进行野外地质观察与室内分析研究表明:研究区灯影组白云岩主要为碳酸盐台地沉积环境,牛蹄塘组黑色页岩主要为陆棚沉积环境,湖南地区有可能水体更深,过渡到斜坡相沉积区。通过分析,湘黔地区黑色页岩有机碳含量(TOC)为0.05%~12.31%,平均为4.97%。有机碳同位素(1δ3Corg)组成的变化幅度很大,从-29.49‰~-34.41‰(PDB),平均为-31.78‰,最大偏移量为4.3‰。牛蹄塘组黑色页岩的1δ3Corg和TOC含量变化也很大,具有明显的3个升降旋回,代表海平面具有海进海退变化特征。而下伏地层灯影组白云岩1δ3Corg值相对比较高,代表海平面下降。研究区两个典型剖面的有机碳同位素变化曲线反映了该期海平面变化,海洋原始生产率以及上涌洋流的变化情况,揭示湘黔地区早寒武世的古海洋信息。     

羌塘盆地双湖地区早中侏罗世过渡期碳同位素波动及成因研究

藏北双湖县巴岭乡地区出露一套深水相黑色页岩地层,包括下侏罗统曲色组和中侏罗统色哇组二个组地层单元。根据菊石化石控制的生物地层时代,下伏曲色组划归Pliensbachian-Toarcian 阶,上覆色哇组级代表Aalenian-Bajocian 期沉积,二者之间为连续沉积,是目前西藏特提斯域菊石化石控制程度最高的中下侏罗统地层。野外实测了索布查J₂/J₁界线剖面,按2m间距采集了148件样品,室内开展了无机碳(δ¹³C_carb)和有机碳(δ¹³C_kero)分析,目的是揭示早侏罗世末期到中侏罗世初期这一时段的古海洋演化过程。研究结果表明,曲色组沉积期古海水δ¹³C_DIC偏正,而色哇组δ¹³C_DIC偏负,J₂/J₁界线上下δ¹³C_carb值显示阶步式负向偏移的特点。根据相关分馏方程计算,Toarcian期海洋浮游植物繁盛,δ¹³C_DIC偏正_,海水营养盐NO₃浓度偏低,而Aalenian期海洋浮游植物衰减,δ¹³C_DIC偏低,NO₃浓度升高。沉积有机质或干酪根碳同位素δ¹³C_kero在J₂/J₁界线上下与δ¹³C_carb变化趋势一致,也具有由高值逐渐偏低的特点,但δ¹³C_carb和δ¹³C_kero变化曲线的波峰和波谷并不同步,这是因为海源和陆源有机质相对含量高低变化所致。文中根据碳同位素质量平衡方程,定量的描述了索布查界线剖面陆源和海源有机质比例的变化过程,讨论了曲色组和色哇组烃源岩在油气勘探中的意义。     

云南永善肖滩早寒武世早期碳氧同位素记录

本文对采自云南永善肖滩剖面下寒武统100余件碳酸盐岩样品的碳氧同位素进行了分析研究。在从灯影组白岩哨段上部至筇竹寺组玉案山段碳酸盐岩碳同位素变化曲线上,梅树村组小歪头山段底部δ¹³C值表现出显着负飘移。早寒武世梅树村期,碳同位素值缓慢增大,至大海段达到最大值。在筇竹寺组石岩头段底部,δ¹³C值表现为明显负飘移。在玉案山段,碳同位素又开始一个新的正飘移旋回。根据同位素资料,肖滩剖面下寒武统梅树村组小歪头山段至大海段地层相当于前托莫特阶地层,筇竹寺组石岩头段与托莫特阶地层对应,玉案山段与呵特达班阶下部地层对比。小歪头山段底部标志着寒武纪沉积已经开始。     

巢湖地区楚歌岭剖面下三叠统和龙山组碳同位素变化特征及其意义

碳同位素在海相碳酸盐岩研究中日益受到重视,成为重大地质事件识别与解释、地层划分与对比的重要手段之一.通过对巢湖地区楚歌岭剖面早三叠世地层碳同位素研究,显示Smithian\Spathian界线处碳同位素的快速正漂具有全球性特征,可以作为地层划分对比的良好标志;而且这一变化特征反映一次海洋生产力暴发事件,与海洋环境突变和灾后生物的复苏关系密切,为早三叠世海洋生态系统灾后重建过程的恢复提供了重要线索.     

扬子地台西南缘早三叠世层序地层格架

扬子地台西南缘早三叠世地层被划分为4个沉积层序。通过综合研究已取得的牙形石生物地层资料,与Haq等人提出的三叠纪牙形石生物时带进行了对比,初步定出了各沉积层序及体系域的界面年龄(层序1底界年龄251Ma;层序2底界年龄245.2Ma;层序3底界年龄243Ma;层序4底界年龄240.5Ma,顶界年龄239.4Ma),从而建立了区内分辨率较高的早三叠世地层格架。格架中层序组合特征在碳酸盐岩台地边缘显示得非常清楚,其中,层序1-层序2高水位体系域的台地边缘依次向陆后退,呈退积或超覆(overlap)型组合关系;层序3-层序4高水位体系域的台地边缘则依次向海推进,呈进积或退覆(offlap)型组合关系。这种组合特征主要受沉积盆地的构造沉降及2级海平面升降亚旋回的海面变化的控制,构造沉降加速和海面上升期形成的层序呈退积型组合关系;构造沉降平缓及海面下降期形成的层序呈进积型组合关系。此外,还研究了斜坡地带(贵阳改毛)层序1-层序3底部的碳氧同位素组成变化规律:海侵体系域-高水位体系域碳、氧同位素组成变化不大,δ13C主要为正值,但在高水位体系域顶部明显负向偏移;低水位体系域碳、氧同位素组成变化剧烈,且均为负值。这为地层划分提供了地球化学方面的依据。     

羌塘中生代盆地大洋缺氧事件及全球对比

位于藏北高原的羌塘盆地保存了我国最大面积的侏罗纪海相盆地,记录了较为完整的中生代海相序列。在羌塘中生代（T3—K1）盆地演化过程中,发生了多次水体缺氧事件,这些缺氧事件是全球大洋缺氧事件在羌塘盆地的反映。本文对这些缺氧事件的最新研究成果进行了介绍。羌塘盆地海相T—J界线剖面的碳同位素表现为两次明显的负偏异常,对应于全球T—J典型界线剖面碳同位素的“初始负偏移”和“主要负偏移”,T—J之交水体由氧化环境变为缺氧环境。在盆地演化早期,在毕洛错地区识别出早侏罗世托儿期碳同位素负偏异常,可与全球早侏罗世托尔期大洋缺氧事件的碳同位素负偏进行精确地对比,揭示了早侏罗世托儿期全球缺氧事件在羌塘盆地的普遍性。在盆地演化晚期,海水逐渐从北羌塘拗陷西北部退出盆地,广泛沉积了一套黑色页岩、油页岩、泥岩及泥灰岩的岩石组合,碳同位素特征可与南特提斯、北特提斯及西北特提斯对应时期的碳同位素相对比,是早白垩世巴雷姆期全球大洋缺氧事件在羌塘盆地的反映。     

箭石同位素及黑色页岩Mo/TOC特征与早侏罗纪多尔斯期古海洋演变的研究

碳氧同位素组成已被广泛应用于研究大洋缺氧事件(OAE)的化学地层学和古温度的标志.本次研究选择英国北部约克郡多尔斯期海相地层中的沉积区间--中falciferum至下commune亚层,测定了箭石样品的稳定同位素值(δ13C和δ18O)以及相应黑色页岩的钼元素(Mo),总有机碳(TOC)和总硫的含量(TS).     

白垩纪缺氧事件期间分子有机碳同位素偏移的二种不同机制

对我国业已发现的白垩纪大洋缺氧事件进行了对比研究.结果显示,我国河北滦平盆地高等植物叶腊碳同位素正偏,是weissert缺氧事件的陆地响应,weissert缺氧事件可能是全球性缺氧事件,而不是区域性的缺氧事件.叶腊烷烃单分子碳同位素正偏有两种不同的机制:早白垩世分子碳同位素正偏主要反映的是大气CO2水平增加;晚白垩世分子碳同位素正偏主要反映的是陆地植物类型的变化.     

广西弗拉阶—法门阶之交碳同位素与分子地层对比研究

对广西 7条碳酸盐台地、斜坡和盆地相剖面的碳同位素与分子地层的对比研究表明 ,在牙形石生物地层带或偏心率轨道旋回层建立的等时地层格架内 ,跨越弗拉阶—法门阶 (F—F)之交的碳同位素组成在 1 4Ma内不具一致性 ,表现为正偏、负偏和无偏 3种模式。主要的分子化石包括正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类、甾类 ;其母体生物源主要为海源浮游植物、浮游动物、底栖非光合作用的菌类和陆源高等植物。其中浮游植物和浮游动物是构成F—F事件期碳酸盐台地、斜坡和盆地相生物量的主体。分子地层参数及其与碳同位素的关系显示 ,F—F之交广西海域高温、高盐、缺氧、多风 ;Pr Ph与δ1 3C曲线的变化表现为负相关。地层的加积方式 (加积、进积和退积 )、堆积速率、缺氧程度、分子化石类型和丰度是影响广西F—F之交碳同位素组成变化的主要因素。退积序列、快速堆积、缺氧程度和有机质埋藏量增加通常对应δ1 3C值增加。由于分子地层参数能提供生物与环境这两大直接影响碳同位素组成的量化信息 ,因此 ,碳同位素与分子地层的对比研究对正确解释碳同位素的特征和成因具有重要意义