湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组C同位素变化及成因

以宜昌樟村坪地区万家沟和白鹭垭2个陡山沱组剖面为研究对象,开展了黄陵背斜北缘浅水沉积区埃迪卡拉系陡山沱组C稳定同位素研究。建立了黄陵背斜北缘陡山沱组C稳定同位素曲线,并识别出4次负漂移(ZN1~ZN4),3次正漂移事件(ZP1~ZP3)。其中3次负漂移可以全球对比,1次负漂移(ZN3)在峡东地区可以显著识别。确认了ZN4与DOUNCE事件的对应关系,且该区缺失峡东典型剖面陡山沱组四段。认为ZN1是全球性甲烷渗漏事件的反映;ZN2是区域性海平面下降的反映,与全球WANCE事件有很好的对应关系,而对应年代值要远比Gaskeris冰期时间早;ZN3应当是区域性洋流上升带来贫13C沉积物引起的;ZN4则可以非常好地用埃迪卡拉纪海洋有机碳库氧化来解释。     

神农架陡山沱组沉积特征及其对“鄂西海槽”的启示

华南埃迪卡拉系陡山沱组沉积古地理仍有争议,其中鄂西克拉通内盆地“鄂西海槽”的存在与展布问题是关键.对“鄂西海槽”分布关键位置的神农架地区陡山沱组开展了地层学和沉积学研究,结果显示:神农架东部地区陡山沱组的岩性组合与黄陵背斜北部樟村坪地区陡山沱组相似,发育鸟眼和球粒等沉积构造,指示了台地环境;神农架西部地区陡山沱组主要由砂岩、粉砂岩和泥岩组成,产出粒序和平行层理等组成的不完整鲍玛序列,指示斜坡或较深水环境.综合前人研究,指出“鄂西海槽”与“鄂中台地”的边界从神农架地区中部经黄陵背斜西北延伸到其东南,神农架东部和黄陵背斜东北部地区位于台地内,神农架西部和黄陵背斜西南部地区位于海槽内.      

贵州东南区埃迪卡拉系层序地层格架

贵州地区的埃迪卡拉系由陡山沱组和灯影组构成,其中陡山沱组以硅质岩为主,灯影组以泥晶白云岩为特征。选取典型剖面进行层序划分,通过空间追索和对比,建立研究区埃迪卡拉系层序地层格架。层序地层格架的建立表明：从陡山沱组到灯影组构成一个总体向上变浅的沉积序列,该序列组成一个二级构造层序,并进一步划分为5个三级层序。二级层序及其所包含三级层序具有相似的相序组构,体现出“旋回含旋回”的特征。从浅水台地区到深水盆地区,灯影组白云岩不存在白云岩相变为灰岩的现象,可能从另一个角度表明这套白云岩就像陡山沱组底部的“帽白云岩”那样是原生白云石沉淀作用的产物,并且可能反映了“帽白云岩”所指示的前寒武纪晚期“极端温室效应”的延续。     

四川盆地及周缘地区震旦(埃迪卡拉)系划分与对比

通过对四川盆地及周缘十余条露头剖面和覆盖区数十口油气探井的研究,将四川盆地及周缘震旦(埃迪卡拉)系划分为雅安—南江、峨边—仪陇、威远—开县、宜宾—石柱、雷波、龙门山、城口—巫溪、桐梓—恩施和沿河—大庸等9个地层小区,对其中在油气勘探中较重要的4个小区的地层基本特征作了阐述。将震旦系划分为下部的陡山沱组/喇叭岗组和上部的灯影组,后者进一步分为4个岩性段。把灯影组中上部的一套碎屑岩视为一个标志性的岩性段;并将原归于灯影组顶部,以麦地坪段为代表,含早寒武世小壳类化石的地层从该组中分出,作为寒武系底部的一个组一级岩石地层单位。依据最新的中国震旦系年代地层划分标准,将震旦系底界置于陡山沱组盖帽白云岩之底,顶以麦地坪组底平行不整合为界;陡山沱组相当于震旦系下统到上统下部,即包括下统九龙湾阶、陈家园子阶和上统下部吊崖坡阶,而喇叭岗组只相当于吊崖坡阶,灯影组则仅相当于上统上部灯影峡阶。以岩性、古生物、稳定碳同位素、放射性同位素测年以及测井曲线等为依据建立了四川盆地及周缘震旦系的对比关系,并与湖北峡东地区震旦系标准剖面进行了对比。     

城巴断块区明月剖面震旦系陡山沱组层序地层学研究

陡山沱组为气候变暧后的第一套沉积组合,其内化石稀少,同位素年龄数据有限,地理分布不平衡,极易造成认识上的混乱。尝试从层序地层学的角度来探讨明月剖面震旦系陡山沱组层序地层特征,继而为研究陡山沱组黑色岩系成矿性打下基础。通过野外观测和室内综合研究,并结合区域地层对比,将大巴山地区明月剖面震旦系陡山沱组地层层序划分为4个二级层序（sequence）、9个三级层序（cycle）,对层序Ⅲ又进一步划分为9个四级副层序,最后得出明月剖面震旦系陡山沱组地层层序与Hoffman等1998年提出的“雪球地球”假说所描述的基本类似,为下一步找矿指明了思路。     

黄陵背斜陡山沱组沉积相对比分析与磷矿成因研究

黄陵背斜处于扬子地台上扬子台褶带的东缘。该背斜东边为当阳向斜,西边为秭归向斜,三者轴向几乎互相平行,方位近似南北向,仙女山断裂位于其西南部。在对该地区其中两个剖面(青林口剖面和樟村坪岩心剖面)进行细致测量研究,发现这两个剖面的陡山沱组岩性主要为白云岩,并且沉积构造复杂,因此该地区的沉积相非常有研究价值,两者可以进行对比研究。另外,樟村坪地区发现有大量的磷矿,我们对这些磷矿的形成机理也进行了分析研究。     

鄂西宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组页岩沉积环境及其页岩气地质意义

基于鄂西宜昌黄陵隆起周缘不同古地理部位埃迪卡拉系陡山沱组剖面的野外调查,岩石矿物和碳同位素样品的成分分析,页岩地球化学分析和物性实验结果,系统研究宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组二段页岩地层格架与分布、形成环境、地球化学和页岩气储集层特征。结果表明峡东宜昌地区在埃迪卡拉系陡山沱组二段下部页岩沉积于氧化环境,而中上部黑色页岩沉积形成于还原环境,碳酸盐是甲烷泄漏的结果。陡山沱组二段暗色泥页岩地层厚度超过50m,有机碳含量(TOC)普遍大于1%,局部地区超过2%,有机质类型以I型和Ⅱ1型为主,成熟度(Ro)变化于1.58%~2.38%之间,平均1.98%;矿物成分主要为碎屑矿物。与美国和中国页岩气主产区的页岩指标相比较,宜昌地区陡山沱组二段泥页岩具有形成页岩气良好地质条件。     

扬子板块埃迪卡拉系(震旦系)陡山沱组层序地层划分与对比

在对扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组不同相区的25条代表性剖面野外研究基础上,通过沉积岩石学和岩相序列特征的系统分析,认为陡山沱组沉积时期曾发生3次二级海平面升降事件。依据3个海平面升降转换面,可识别出3个层序底界面:(1)陡山沱组底部与下伏南华系南沱组及其同期层位的冰碛杂砾岩之间的界面;(2)在浅水沉积区陡山沱组中部和上部分别出现喀斯特侵蚀面;(3)在深水沉积区相应层序界面为岩相结构转换面。依据火山灰锆石U-Pb同位素年龄,可将陡山沱组层序地层划分为2个半二级层序或超层序(SS1,SS2和SS3-TST),其中SS1时限为35Ma(635~600Ma),SS2时限为35Ma(600~565Ma),SS3-TST时限为14Ma(565~551Ma)。陡山沱组底部广泛发育的盖帽白云岩底和3个层序内的最大海泛面可以作为4个相对等时面,结合事件沉积标志层,可建立扬子板块陡山沱组从浅水沉积区至深水沉积区等时性二级层序地层划分对比格架。研究结果表明,三峡地区陡山沱组四段式划分方案不适用于整个扬子板块内陡山沱组的区域地层划分和对比。因而,建议扬子板块陡山沱组应该以二级层序地层为基础,结合化学地层和生物地层进行综合划分和对比。陡山沱组新的地层划分对比格架为研究陡山沱组古地理演变和编制该时期高精度的岩相古地理图奠定了基础。     

湘西北地区震旦系斜坡相区层序地层划分与对比

以湖南张家界田坪和大坪震旦系剖面为主要研究对象,开展了湘西北地区斜坡相区震旦系层序地层的划分和对比研究。根据斜坡相区三级层序的发育特点,将陡山沱组划分为5个三级层序(ZSQ1~5),灯影组划分为4个三级层序(ZSQ6~9)。其中,陡山沱组下部的4个三级层序(ZSQ1~4)构成震旦系下部的二级层序,陡山沱组顶部的三级层序ZSQ5和灯影组的4个三级层序(ZSQ6~9)构成震旦系上部的二级层序。斜坡相区与台地相区震旦系层序地层的划分基本一致,可实现相互对比;斜坡相区与盆地相区震旦系只能实现二级层序的对比。     

峡东青林口地区新元古代地层序列及沉积演变

峡东地区的新元古界由于保存良好的“雪球地球”沉积记录及其崩解后的“盖帽碳酸盐岩”和“庙河生物群”等关键地质记录,因而成为国际新元古界研究的热点地区之一.此次报道的青林口剖面是目前在峡东地区发现的出露最为完整的新元古代地层序列,对于揭示这一关键地质时期的重大生物演变和地球环境发展历程具有重要研究价值.重点介绍该剖面的地层序列并简要分析其沉积演变特点.该剖面出露新元古代地层自下而上依次包括莲沱组、南沱组、陡山沱组和灯影组.其中,莲沱组以紫红色砂岩夹页岩为主,由两个沉积旋回组成;南沱组角度不整合在莲沱组之上,以灰绿色杂砾岩为特征,划分为3个岩性段;陡山沱组以“盖帽白云岩”的出现为底界,以黑色硅质页岩的结束为顶界,划分为4个明显的岩性段;灯影组整体具有“两白夹一黑”的特征,自下而上划分为蛤蟆井段、石板滩段和白马沱段.青林口剖面地层出露完整,各组段岩性特征明显,清晰地反映了该区域的沉积环境演变历程.沉积记录显示,本区新元古代中期开始接受沉积,最先沉积陆相莲沱组,经历成冰纪晚期南沱组代表的“雪球”事件后转为海相沉积,埃迪卡拉纪沉积的陡山沱组和灯影组均为浅海开阔碳酸盐相或局限页岩相,成为后生动物起源和宏观藻类分异发展的创新基地.      

长江三峡地区埃迪卡拉(震旦)系锆石U-Pb新年龄对庙河生物群和马雷诺冰期时限的限定

首次报道应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)定年方法,对采自三峡地区黄陵背斜西翼湖北省秭归县九曲脑剖面震旦系灯影组与陡山沱组界线和陡山沱组底部的凝灰岩锆石进行的U-Pb定年研究.分析结果,灯影组与陡山沱组界线的凝灰岩锆石测点形成2组,较年轻的一组由16个测点组成,舍去偏离较大的1个点,给出的206Pb/238U比值年龄加权平均值为549.9 Ma±6.1 Ma(MSWD=1.48),代表该层位的实际年龄并限定了庙河生物群的最小年龄.采自陡山沱组底部的另一样品测点同样分为2组一组由3个点组成,给出784Ma±15Ma(MSWD=0.05)的继承年龄值;另一组由15个测点组成,给出206Pb/238U比值年龄加权平均值为628.3Ma±5.8Ma(MSWD=0.86).这一定年结果是目前中国震旦(埃迪卡拉)系陡山沱组底部首次获得的SHRIMp锆石U-Pb年龄.采样点紧邻作为震旦系底界的"盖帽碳酸盐岩"之上,基本可以限定震旦系的底界年龄.该结果与国际地层委员会2004年发布的<国际地层表>中埃迪卡拉系(Ediacaran)的底界年龄630 Ma非常接近,表明中国修订后的震旦系/南华系界线年龄应为630Ma左右.     

扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组构造-岩相古地理恢复及油气意义*

近年来,随着扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组页岩气勘探获得重大突破,深入和细化陡山沱期构造-岩相古地理就显得迫在眉睫。基于大量野外露头和最新钻井资料,结合前人研究成果,作者对陡山沱期构造-岩相古地理进行了分析、研究和图件编制。研究认为: 扬子克拉通埃迪卡拉纪陡山沱期,受控处于罗迪尼亚超大陆西北边缘的古地理位置和超大陆大规模裂解之后的热沉降作用初期的成盆构造环境,其古地理特征总体呈现出西高东低、北高南低,四古陆剥蚀区(汉南、康滇、牛首山和江南古陆)、三台地区(上扬子、中下扬子和浙北台地)与四盆地区(扬子东南缘与北缘坳陷、万源—达州和湘鄂西内裂陷)相间的沉积面貌和格局。其中,台地区以局限—开阔台地,盆地区以台缘斜坡、陆棚和半深海等为主要优势相。4个古陆是扬子陡山沱组主要的碎屑物源区,下伏裂谷盆地构造和陡山沱期发育的同沉积断裂,共同控制了埃迪卡拉系陡山沱组构造-沉积特征。提出陕南、川东北、鄂西和湘黔渝临区是最有利的陡山沱组烃源岩分布区,其次是浙北—皖南地区。有利烃源岩分布区及其邻区是扬子深层—超深层常规天然气或页岩气勘探值得高度关注的区域。     

Tectonic-lithofacies palaeogeographic reconstruction of the Yangtze Craton of the Ediacaran Doushantuo Formation and its oil and gas significance

Recently,great breakthroughs have been obtained in shale gas exploration in the Ediacaran Doushantuo Formation in the Yangtze Craton. Thus,the tectonic-lithofacies palaeogeography of the Yangtze Craton during the Doushantuo depositional period was in urgent need to be further studied. Based on a large number of outcrop sections,latest drilling data,numerous previous studies,we reconstructed the tectonic-lithofacies palaeogeography of the Yangtze Craton. The results indicated that,during the Ediacaran Doushantuo Period,the tectonic background of the Yangtze Craton was not only controlled by its palaeogeographic location(at the northwest of the supercontinent Rodinia),but also by the thermal sedimentation after the continental rifting. The tectonic-lithofacies palaeogeography of the Yangtze Craton generally showed higher terrain in the west and the north,and lower in the east and the south,with four oldlands developed namely the Hannan,Kangdian,Niushoushan and Jiangnan oldlands. The sedimentary pattern was featured by three platforms(in the Upper Yangtze,Middle-Lower Yangtze,and northern Zhejiang regions)alternated with four basins(in the Wanyuan-Dazhou,west Hubei-Hunan,southeastern and northern Yangtze margins). The three platforms were dominated by restricted-open platform facies; the four basins were dominated by platform margin slope,shelf and bathyal facies. The four oldlands(provided the main detrital provenance),together with the syn-depositional faults and the palaeostructure of the underlying rift basins,controlled the tectonic-sedimentary characteristics of the Yangtze Craton during the Ediacaran Doushantuo Period. The paper has proposed that the southern Shaanxi,northeastern Sichuan,western Hubei,and the adjacent area of the Hunan,Guizhou and Chongqing are the most favorable distribution areas of the Doushantuo source rocks;the northern Zhejiang and southern Anhui areas are the secondary favorable distribution areas. These favorable distribution areas and their adjacent areas are considered to be favorable regions for deepening the deep natural gas exploration in the Yangtze Craton.     

Ediacaran (Sinian) palaeogeographic reconstruction of the Upper Yangtze area,China, and its tectonic implications

ABSTRACT

The Ediacaran (ca. 635–541 Ma) was a critical period in Earth history, which saw a dramatic transformation in global biological, chemical and climatic conditions, making it one of the most intensively investigated time intervals worldwide. As the first mixed clastic–carbonate succession deposited on the Upper Yangtze Craton, the Ediacaran succession overlies Neoproterozoic continental rifts, and records a complex basin infill history. In this study, we focus on the tectonostratigraphic environment and basin infill process, integrating multiple data sets, including boreholes, outcrops, well correlations, seismic data, isopach maps and the spatial distribution of sedimentary facies. The Ediacaran System includes the Doushantuo Formation and overlying Dengying Formation which can be subdivided into four lithostratigraphic members (D1–D4). The Doushantuo Formation and D3 Member consist of mixed clastic–carbonate sediments, while carbonates predominate in the D1, D2 and D4 members. Intracratonic depressions and continental margin rifts dominated the Upper Yangtze area during the Ediacaran. During deposition of the Doushantuo Formation, the Upper Yangtze area contained a variety of environments, including terrigenous shorefaces, mixed tidal flats, lagoons, shelves, slopes and bathyal seas. A rimmed carbonate platform developed during deposition of the D1 and D2 members. The Deyang–Anyue Trough, which is related to post-rift subsidence in the intracratonic basin, began to develop in this interval. A relatively intense extension during deposition of the D3 Member resulted in intensification of intracratonic and continental margin rifting, creating distinct tidal flat, deep-water shelf, slope and bathyal environments. With the expansion of the Deyang–Anyue Trough during deposition of the D4 Member, the rimmed carbonate platform was divided into two segments. We suggest that the Deyang–Anyue Trough was a structurally controlled intracratonic rift-sag and likely arose from multiple episodes of rifting in the cratonic basement, as well as differential uplifting and exposure caused by the ongoing Tongwan Movement. Our model highlights the role of basement heritage on the structure and evolution of intracratonic rift-sag.     

末前寒武系年代地层研究:问题,进展与建议

在讨论当前全球末前寒武系和中国震旦系年代地层划分中存在问题的基础上 ,根据三峡地区震旦纪和寒武纪生物地层学、层序地层学和年代地层学的综合研究 ,作者认为 :( 1 )中国传统的震旦系底界和后来建立的陡山沱阶和灯影峡阶的底界是不合适的 ,前者位于不整合面上 ,而后二者的底界分别位于相对动荡的低位域的开始和由海退所形成的高位域的开始 ,不仅横向变化大 ,而且很难保存和发现可供对比的生物和化学标志。 ( 2 )建议将中国震旦系的底界上移到陡山沱组第 2段近底部 ,即靠近陡山沱组第 2段黑色页岩与第 1段灰白色白云岩之间的界线 ,以出现分异度高、个体较大、构造复杂的疑源类为标志 ,该界面与南沱冰期后所形成的海侵生物面基本一致 ;同时主张将原灯影峡阶的底界要么下移到陡山沱组第 4段产庙河生物群的黑色页岩底部 ,要么上移到灯影组产文德生物群的石板滩段黑色页岩夹炭质灰岩底部 ,因为这两个界面分别与南沱冰期后形成的层序 2和层序 3的最大海泛面基本一致。 ( 3)根据同位素年代学研究 ,指出陡山沱组第 4段 ,即庙河生物群的 Rb-Sr等时线年龄为 ( 6 85± 9) Ma,而水井沱组底部含三叶虫的黑色页岩的 Rb-Sr等时线年龄为 ( 5 30± 8) Ma     

大庆长垣北部葡萄花上部油层高分辨率层序地层划分

应用高分辨率层序地层学以及沉积学相关理论,依据67口井的岩芯和8000口井的测井资料,将松辽盆地大庆长垣北部喇萨杏地区的葡萄花油组上部油层（PI油层）划分为1个受湖泛面限定的完整中期基准面旋回,并在其内部划分出10~14个短期基准面旋回,指出了PI油层在南北向上存在厚度以及短期旋回个数的差异。通过平行及垂直物源方向上的密井剖面分析并结合前人认识以及构造背景,认为葡I油层存在着三种不同的地层叠覆模式:低可容空间下的主动进积薄层叠覆模式;极低可容空间下的强迫进积过路沉积模式;侵蚀进积的叠合模式。该认知对于指导喇萨杏地区甚至整个长垣地区的高精度地层对比具有指导意义。     

湖北峡东地区牛坪剖面埃迪卡拉系碳同位素组成及地质意义

对湖北宜昌埃迪卡拉系牛坪剖面碳酸盐岩进行了高精度的碳、氧同位素分析,微量元素测定。碳同位素演化趋势研究表明,牛坪剖面陡山沱组与灯影组下部存在2 次碳同位素负漂移和3 次显著的碳同位素正漂移。负漂移分别位于陡山沱组底部( EN1) 和陡山沱组中部( EN2) ,δ13C 值分别降低到－ 3. 6‰、－ 2‰。正漂移分别位于陡山沱组下部( EP1) 、上部( EP2) 以及陡山沱组和灯影组界线处( EP3) ,δ13C 分别上升到6. 7‰、7. 1‰、8. 2‰。牛坪剖面埃迪卡拉系δ13C 的演化趋势可与黄陵背斜周缘埃迪卡拉系碳同位素演化趋势对比,表明至少区域上碳同位素化学地层学在埃迪卡拉系划分和对比中具有重要意义。