古环境、古气候分析对P-T之交灭绝事件的启示——以豫西济源孙家沟组为例

二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明：济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造（MISS）的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝;根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。     

新疆拜城新近系含铜岩系沉积体系及沉积环境

新疆拜城地区发育一套新近纪巨厚的陆相碎屑沉积岩系,其中康村组中上部含规模较大的沉积型铜矿,康村组的沉积环境及演化过程对铜矿的形成具有重要意义。基于野外和室内详细的沉积学研究,查明研究区新近系吉迪克组、康村组和库车组总体上为陆相沉积体系,主要包括冲积扇-扇三角洲沉积体系和湖泊沉积体系两大类型,划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲、滨浅湖和膏盐湖亚相及若干沉积微相。研究表明研究区康村期主要发育扇三角洲沉积,矿区主要含矿层位于康村组上部红色岩系向灰色岩系转变,沉积环境从扇三角洲前缘亚相到滨浅湖亚相过渡的层位上。     

豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组古气候特征分析

二叠纪- 三叠纪之交发生了地史上最大规模的生物灭绝事件,该事件可能与当时气候环境的强烈变化有关。前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟,而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性,研究资料需要进一步完善。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组为研究对象,运用沉积学、矿物学与元素地球化学等方法对该时期的古气候进行恢复,并与同时期陆相地层对比,进而讨论气候变化对该时期生物灭绝的影响。结果表明：①宜阳地区孙家沟组经历了滨湖- 浅湖- 滨湖等亚相的演化过程,其地层中岩相变化、古生物化石缺失、大量的钙质结核及其它沉积构造的出现揭示了孙家沟组的上段气候明显比下段炎热干旱。②元素地球化学指标以及粘土矿物组合的垂向变化等指示了该时期的气候经历了温湿向炎热半干旱- 干旱转变。③宜阳地区孙家沟组的气候指标所得出的结论与其他地区同时期陆相地层古气候的变化基本一致,反映了研究区与同时期全球古气候的变化存在一致性。二叠纪末期温度的骤升、气候极度干旱化以及陆表生态系统遭受毁灭性破坏等因素,可能是导致或加速陆地生物灭绝的主要原因之一。本次研究对该时期气候变化与生物灭绝之间的关系具有一定的指导意义,为探讨全球P- T之交生物灭绝的原因提供新的证据。     

临清坳陷晚古生代沉积环境及演化分析

该文分析了临清坳陷晚古生代沉积体系及沉积相,通过连井剖面沉积相的对比研究总结出其纵向演化特征。研究结果表明：临清坳陷晚古生代主要发育了台地-泻湖沉积体系、障壁-泻湖-潮坪沉积体系、潮坪沉积体系、河控浅水三角洲沉积体系以及河流-湖泊复合沉积体系。研究区沉积演化在纵向上表现清晰,其中晚石炭世—早二叠世的本溪、太原期主要发育海相沉积;二叠纪山西期主要为过渡相沉积;二叠纪上、下石盒子期主要为陆相沉积。     

辽东苏子河盆地聂尔库组沉积相与沉积环境研究

辽东苏子河盆地是早白垩世形成的小型断陷盆地,盆地内发育了相对连续的陆相沉积,是研究白垩纪陆地环境及气候演化的理想地区。早白垩世晚期沉积的聂尔库组地层出露连续,沉积现象典型。通过分析聂尔库组沉积岩类型、沉积构造、古生物化石及垂向沉积序列,可识别出扇三角洲相和湖泊相,其中扇三角洲相包括扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相,湖泊相主要为滨浅湖泥砂沉积。研究表明,聂尔库组形成于断陷盆地边缘陡坡带,属于间歇性洪水控制的扇三角洲—湖泊沉积体系,经历了扇三角洲—湖泊—扇三角洲的沉积环境变化,代表了断陷湖盆由深陷扩张期—抬升收缩早期的沉积充填过程。根据沉积岩与沉积相特征,结合古生物、特殊沉积、黏土矿物及地球化学资料,认为早白垩世晚期辽东地区总体与当时全球"温室气候"的大背景相一致,处于高温干旱/潮湿的气候条件,但这种高温气候具有不均一性,存在气候波动。     

基于微量元素比值分析方法研究川东南地区小河坝组沉积环境和古气候环境

川东南地区下志留统小河坝组砂岩具有较好的生储盖组合条件,油气地质条件优越,但对其沉积环境为陆相还是海相沉积三角洲的厘定尚不明确。本文针对川东南地区小河坝组亟需解决的沉积环境问题,系统采集了该地区9条典型剖面的74个样品,通过微量元素比值分析方法分析其元素组成,并结合沉积构造特征分析其沉积环境及古气候环境。利用X射线荧光光谱法测试了能判别海陆相沉积环境的Sr、Ba、Mn、Cu等微量元素。结果显示,Sr/Ba平均值为0.2790,最大值为2.31,Mn/Fe值为0.0093~0.0778,Sr/Ca值为0.0005~0.0414,表现为三角洲淡水沉积特征;Sr/Ba平均值小于1,Sr/Cu平均值为4.8758,8.1%样品的Sr/Cu值大于10,总体上反映了小河坝组沉积环境为温润潮湿的古气候环境。     

川北广元须家河组一段沉积相与沉积环境演化分析

四川盆地北部三叠系—侏罗纪发育,出露良好,是三叠纪—侏罗纪转换时期古气候与古环境变化的良好物质记录。其中,晚三叠世诺利期是四川盆地海陆转换的重要过渡期,尤其是对陆地生态系统的影响更加显著。以川北广元剖面为研究对象,对晚三叠世诺利期末须家河组须一段进行沉积相及沉积环境演化的分析,结果表明:研究剖面发育潟湖沼泽—三角洲平原—辫状河流亚相沉积,为海陆过渡相—陆相沉积体系;受甘孜—阿坝弧后盆地发育影响,始自卡尼期的海侵自诺利中后期到达广元地区;在秦岭造山带及龙门山的隆升背景下,广元地区较早结束海陆过渡相沉积,于须一段中后期向河流相沉积转变。结合对古生物化石组合研究和岩性特征及沉积相,恢复了广元地区晚三叠世诺利期须一段的古气候特征,广元地区须一段处于近海亚热带潮湿气候,这种潮湿气候从须一段一直延续至诺利期末期。     

西湖凹陷平湖组滨海型煤系烃源岩发育环境及其控制因素

西湖凹陷平湖组是凹陷内油气藏形成的主力源岩之一,其烃源岩岩石学类型主要有泥岩、炭质泥岩和煤,有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型,有机质丰度较高,总体为中等-好烃源岩.西湖凹陷平湖组发育的沉积环境主要为海湾、潮汐影响的三角洲、辫状河三角洲及潮坪,而发育烃源岩的沉积环境主要为海湾和潮坪,此时期沉积水体介质条件为咸水-半咸水,在三角洲和潮坪发育的泥炭沼泽中表现为氧化性,海湾环境中表现为弱还原性.平湖组源岩的发育受控于古气候、沉积环境、海平面变化及古构造格局,其中古构造格局控制着烃源岩的发育厚度和位置,海平面变化控制着烃源岩在地层内部的分布特点,古气候为烃源岩的发育提供了良好的物质背景,沉积环境控制着烃源岩的丰度、类型和保存条件.在平湖组烃源岩发育环境及控制因素研究的基础上,建立了平湖组烃源岩发育的沉积模式.     

霍县矿区石炭二叠纪含煤岩系沉积环境探讨

本文阐述了霍县矿区石炭二叠纪含煤岩系的岩矿、构造、砂岩粒度分布、微量元素、测井曲线、砂体与煤层形态等特征,据此作了沉积环境分析。本溪组主要为泻湖-潮坪沉积,太原组属下三角洲沉积为主,山西组以上三角洲沉积为主。煤层与下伏砂体的较厚带的空间分布有迭置与错位两类关系。这种关系不但对煤田的普查与勘探能起指导作用,还是一种鉴定沉积环境的新标志。     

宁阳煤田茅庄井田煤系地层特征和成煤环境分析

通过对宁阳煤田茅庄井田煤系地层综合分析,揭示了茅庄井田的煤层岩性特征和沉积环境。研究结果表明：该井田主要含煤地层为早二叠世山西组和晚石炭世—早二叠世太原组,总厚度约220 m。可采或局部可采者4层,即3上煤层,3下煤层,16煤层、17煤层,平均总厚度为9.52 m。本井田内3上煤层、3下煤层为主采煤层。含煤地层为石炭—二叠纪月门沟群,其中山西组是该区最重要的含煤地层。沉积环境为从海相沉积为主到以陆相沉积为主的转变过渡时期,岩石地层反映了典型的海陆交互相的沉积特征;在海陆交互期海退三角洲平原上供应了大量的泥炭沼泽,为茅庄井田煤层提供了物质基础。其中太原组为典型的海陆交互相沉积,沉积相环境稳定,变化小,标志层及煤层层位清楚、稳定,煤层沉积层序规律性强,是区域地层对比的稳定层位。     

豫西宜阳上二叠统孙家沟组孢粉组合及其地质意义*

豫西宜阳上二叠统孙家沟组为一套陆相碎屑岩,在该组中部土门段砂泥互层中发现大量的植物化石碎片和孢粉化石。文中依据孙家沟组沉积特征及孢粉组合区域对比,厘定了土门段的地质时代,并依据孢粉化石的亲缘植物关系和信息函数,结合微量元素Sr/Cu值指标,定性和半定量分析了宜阳地区的古气候特征。结果显示: 土门段共发现52属孢粉化石,以裸子植物花粉占优势,与华北地区晚二叠世孢粉组合特征有很大的相似性,推测其地质时代相当于晚二叠世长兴期。孢粉化石属种的植物亲缘关系与欧美镁灰岩统植物成分类似,表明整体上为较炎热的半干旱古气候。该成果可为华北地区晚二叠世晚期的陆相沉积环境、古植物背景以及古气候演化研究提供参考依据。     

准噶尔盆地南缘西段中、上侏罗统沉积演化及控制因素分析

针对准噶尔盆地南缘中、上侏罗统沉积体系演化控制因素不清、沉积模式不明等问题,通过对多条露头剖面精细解剖、详尽写实沉积特征描述等手段,分析了其垂向序列、砂体叠置方式、水动力条件、沉积体系演化及控制因素。研究表明准南中、上侏罗统自下而上分别发育辫状河沉积、曲流河沉积和扇三角洲沉积,古气候与构造造成的水动力条件的变化是控制这种沉积演化的主要因素。其中头屯河组底部发育辫状河沉积,古气候温暖湿润,形成堆叠型砂体叠置方式;中部发育辫-曲转换沉积,古气候开始初步干旱,形成紧密叠置型砂体;上部发育曲流河沉积,降雨量较少古气候干旱,形成孤立河道型砂体。齐古组发育季节性曲流河沉积,古气候较为干旱,在湿润期降雨量较充足时发育侧向迁移型砂体,干旱期则发育侧向连片型砂体。喀拉扎组发育扇三角洲沉积,古气候整体炎热干旱,构造活动剧烈,碎屑水道在扇三角洲平原构成垂向切割型砂体,而前缘水下分流河道则构成侧向切割型砂体。     

湘中坳陷邵阳凹陷佘田桥组泥岩岩相及其成因演化

泥盆系佘田桥组泥岩是南方页岩气勘探重点层位之一.为揭示湘中坳陷邵阳凹陷佘田桥组泥岩岩相特征及其发育控制因素,基于系统岩心描述、矿物组分和地球化学采样及测试,对邵阳凹陷佘田桥组泥岩岩相类型、沉积环境特征及其对岩相发育的控制进行了研究,探讨沉积环境演化对岩相类型发育的控制作用.结果表明,佘田桥组泥岩依据矿物组分含量主要识别出硅质泥岩、混合质泥岩、硅质岩、钙质泥岩4种岩相类型,进一步垂向上可划分为5个岩相组合段.岩相组合段Ⅰ和Ⅲ相对富硅质,而组合段Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ钙质含量相对较高.沉积环境分析表明佘田桥组泥岩形成于大陆边缘背景;主要处于相对干热气候条件,其中在早期和中期发育相对温湿气候,中期时相对最为温暖潮湿;海平面先上升后下降;中段泥岩中具有过量硅富集特征,主要为生物成因,而受热液作用影响较小;陆源碎屑输入相对较为稳定,在中期时相对最低.沉积环境演化和岩相发育之间的响应关系表明,岩相的发育主要受到古气候、陆源碎屑供给、海平面变化和生物作用等的综合控制,泥岩硅质组分主要来自陆源碎屑输入,生物作用富硅造成了中段硅质富集,而后期当气候向干热转化时,钙质组分增加,泥岩岩相向富钙方向演化.      

大兴安岭中段索伦地区林西组岩石地球化学特征与沉积构造环境

大兴安岭中段林西组是重要的含烃源岩层位,烃源岩的形成与生烃母质生物活动和埋藏时的古气候、古构造、古环境息息相关。通过岩石地球化学分析可以恢复林西组沉积时期的气候与构造环境,利用Sr、Li、Ga 含量、Sr/Ba 值、U/Th 值、δU及Sr/Cu 值,从古盐度、氧化还原环境、古气候等方面分析了索伦地区林西组的沉积环境,认为林西组沉积时可能经历了中等—较强风化后的再沉积作用,总体为淡水—微咸水的氧化环境,气候温湿; Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)值、K₂O/Na₂O- SiO₂关系以及稀土元素特征表明: 林西组形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘,由早期弧后盆地的海陆过渡相半咸水环境向陆相的淡水环境演变,有利于有机质的富集和保存,是寻找烃源岩的有利层位。研究成果可为该区烃源岩勘查提供指导。     

鄂尔多斯盆地子洲地区上古生界沉积相及演化特征

在对大量钻井岩心观察分析的基础上,结合鄂尔多斯盆地区域地质背景,利用岩性、古生物、沉积构造、粒度分析、地球化学特征等鉴别沉积标志特征,分析鄂尔多斯盆地子洲地区晚古生代各时期沉积相特征,总结其演化规律。晚古生代研究区共发育5种沉积体系,分别是障壁海岸沉积体系、浅海陆棚沉积体系、曲流河三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系以及湖泊沉积体系。研究区晚古生代沉积演化经历两大阶段。重点分析山西期与石盒子早期盒8期沉积环境,子洲地区山西组沉积为水下还原环境,受河流三角洲作用控制,仅在山西组早期研究区南部受到短期海泛的影响;石盒子早期研究区处于完全的淡水环境,受辫状河三角洲作用控制。晚古生代沉积时气候特点体现出由温暖潮湿气候向半干旱—干旱气候转变,沉积体系表现为由海相、海陆过渡相向陆相过渡转变的特点。     

中国东北地区晚二叠世岩相古地理特征

在6条野外实测剖面和38条收集剖面的基础上, 通过剖面的岩石组合特征及样品的元素地球化学分析, 对中国东北地区晚二叠世的沉积环境和古地理特征进行了研究。结果显示, 东北地区上二叠统样品常量元素具有高Si、Al, 低P、Mn、Ca的特点;微量元素具有高V、Rb、Zr、Ba, 低Be、Mo、Cd、Ta和U的特点;稀土元素表现为轻、重稀土分异显著, 轻稀土相对富集, Eu负异常的特征。沉积环境主体为陆相淡水还原环境;存在北部、东部和西部3个物源, 其中北部和东部为主要物源方向;发育三角洲相、扇三角洲相和湖泊相沉积。此外, 林西组底部样品在常量、微量及稀土元素的异常和杨家沟组底部大量碳酸盐岩砾石的出现, 说明晚二叠世初期局部有海侵发生。中国东北地区晚二叠世沉积初期为海陆交互环境, 主体为陆相湖泊沉积环境。     

新疆塔尔朗沟剖面中二叠统扇三角洲混合沉积特征及模式

在精细测量和详细观察新疆塔尔朗沟剖面二叠系露头的基础上,系统研究了中二叠统大河沿组与塔尔朗组扇三角洲相内陆源碎屑与碳酸盐组分的混合沉积特征。结果表明:大河沿组以扇三角洲平原分流河道沉积为主,其下部主要发育棕红色含粗砾中砾岩,碳酸盐组分不发育;上部主要发育棕红色含中砾细砾岩,夹若干层条带状分布的砾质泥晶灰岩。塔尔朗组底部自下而上发育扇三角洲前缘水下分流河道与水下分流间湾。水下分流河道为底凸顶平的砂砾岩体,下部发育灰绿色含中砾细砾岩夹含砾泥晶灰岩,灰岩呈断续条带状分布,横向延伸距离较小;上部发育灰绿色细砾岩夹含砾泥晶灰岩,灰岩在横向上的延伸距离较大。水下分流间湾以灰绿色泥岩和层状含砂泥晶灰岩为主,灰岩在横向上分布较稳定。结合前人在研究区中二叠世古气候、沉积环境等方面的认识,进一步建立了扇三角洲混合沉积模式。     

通南巴地区上三叠统须家河组沉积体系及其主控因素

近年来的勘探实践表明,通南巴地区上三叠统须家河组具有良好的油气勘探前景。通过野外剖面及岩心观察,结合测井和各种分析鉴定资料以及沉积相标志的综合分析,识别出冲积扇、河流、湖泊三角洲、湖泊（受间歇性海水改造）和海相三角洲5种沉积体系,建立了海陆过渡三角洲、冲积扇-辫状河三角洲-湖泊两种沉积演化模式。研究结果还显示,本区沉积体系主要受控于古气候、构造运动和物源区母岩性质:古气候控制着须家河组煤系地层特殊的砂、泥间互的沉积结构及生储盖组合;构造运动控制着各沉积时期的沉积体系类型及砂体展布;不同物源区母岩性质影响沉积物的组分与结构。