长江三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期微量元素和稀土元素地球化学特征

通过微量元素和稀土元素地球化学分析,对长江三峡地区陡山沱组层型剖面--田家园子剖面成冰系南沱组顶部和埃迪卡拉系陡山沱组下部102个岩石样品进行了地球化学研究。重点分析了氧化还原敏感元素(Zn,Co,U,Mo,Ni,V)的富集特征,并探讨其可能成因机制以及三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期的水体特征。结果表明:在南沱组顶部仅Zn和Co富集;在盖帽白云岩下部,氧化还原敏感元素均富集,而在盖帽白云岩上部,除Zn和V外,其他氧化还原敏感元素均亏损;在陡山沱组Ⅱ段下部,氧化还原敏感元素由最初的亏损,逐渐变为较稳定的富集。在陡山沱组下部,出现2次明显的富集峰值,分别出现在剖面的0.4m处(盖帽白云岩中间)和6.5m处(陡山沱组Ⅱ段下部)。整个剖面大部分样品具有Eu的轻微正异常(Eu/Eu^*＜1.6), 而在剖面0.4m和6.5m处,Eu具有明显的正异常,结合稀土配分类型、Y/Ho值、La异常、Ce异常等指标,推测这2次异常均可能受到深海热液流的影响,而缺氧海水的上涌造成水体缺氧,导致这些元素出现富集峰值。U/Th、V/(V+Ni)以及稀土元素指标综合指示,三峡地区南沱组顶部冰碛岩应为氧化环境下的沉积物;随着冰川消融,冰融淡水注入古海洋,陡山沱组盖帽碳酸盐的沉积受冰融淡水的影响,深部缺氧海水的上涌使沉积水体经历氧化-缺氧-氧化的转变,海水的分层性较强;而陡山沱组Ⅱ段下部沉积环境以分层性较弱的弱氧化环境为主。     

华南埃迪卡拉纪陡山沱海洋中无机碳同位素组成变化

报道了贵州江口桃映深水相剖面陡山沱组碳酸盐岩δ13C值的变化特征,结合其他已报道的数据,分析了华南扬子地区埃迪卡拉纪陡山沱海洋不同沉积环境,包括盆地相、斜坡相、台地相、台地边缘相碳酸盐岩中δ13C变化趋势及绝对值的异同,发现浅水区剖面记录的δ13C漂移次数多于深水区剖面,且不同相区δ13C值也有差异。δ13C值的差异与埃迪卡拉纪陡山沱海洋的阶段性演化密切相关。基于不同相区的δ13C值变化,埃迪卡拉纪陡山沱海洋的演化历史可分为3个时期:1)陡山沱组1段盖帽白云岩沉积期华南扬子地区很可能为一个开阔台地,白云岩中δ13C值可能继承于幔源CO2的碳同位素特征,深水区和浅水区碳酸盐中δ13C值无显著差异;2)陡山沱组2段和陡山沱组3段下部沉积时期盆地深水区中δ13C值显著低于浅水区,且深水区δ13C值与陡山沱组1段时期无显著差异,浅水区的δ13C值则显著升高;3)陡山沱组3段上部和陡山沱组4段沉积时期陡山沱盆地中δ13C值均显著下降,且不同沉积环境中的δ13C值差异度降低。盖帽后埃迪卡拉纪陡山沱海洋阶段性演化主要与不同时期深水区DOC库的逐步氧化有关。     

峡东地区埃迪卡拉系黑色页岩的微量元素和Fe同位素特征及其古环境意义

通过分析宜昌峡东地区九龙湾剖面埃迪卡拉系陡山沱组黑色页岩的微量元素和Fe同位素组成,对埃迪卡拉纪海洋的氧化还原状态进行了制约。黑色页岩氧化还原敏感元素的富集系数以及U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr值等在陡山沱期存在着明显的演化趋势。这些趋势显示陡山沱组二段下部水体处于氧化的状态,陡山沱组二段上部水体处于还原状态,陡山沱组四段黑色页岩发育在氧化环境中。同时,陡山沱组二段下部黑色页岩富集重的Fe同位素,表明黑色页岩来自于海水的铁主要是以Fe3+的氧化物或氢氧化物形式沉淀的,进一步说明这个时期的水体处于氧化状态。综合黑色页岩微量元素和Fe同位素信息,显示在埃迪卡拉纪陡山沱早期海水经历了先氧化后还原的过程,陡山沱晚期海水变得氧化了。这种特征与埃迪卡拉纪陡山沱期生物群的出现和演化相对应,说明海洋的氧化为埃迪卡拉纪生物的出现和演化提供了前提条件。     

峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素特征研究进展与国内外对比

本文重点通过研究峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素的变化规律, 来探讨其全球地层对比意义。峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组经历了三次比较显著的碳同位素负漂移(EN1~EN3)和两次正漂移(EP1、EP2)。第一次碳同位素负漂移(EN1)发生在南沱冰期之后陡山沱组底部“盖帽碳酸盐岩”层位及其上部的白云岩, 与世界其他地区Marinoan冰期之后“盖帽碳酸盐岩”的碳同位素负漂移可进行对比; 第二次碳同位素负漂移(EN2)发生在陡山沱组中部; 第三次负漂移(EN3)发生在陡山沱组顶部, 是该地质历史时期持续时间最长的一期碳同位素负漂移, 同澳大利亚、阿曼、纳米比亚、加里福尼亚、西伯利亚、苏格兰等地碳同位素异常均可进行对比。两次正漂移(EP1、EP2)分别位于第二段中部和第三段的下部, 分别与陡山沱组所含的两个疑源类组合具有很好的对应关系; 而EN3则与陡山沱组上部所含的宏体化石组合(庙河生物群)相对应; 表明碳同位素的变化与生物演化具有一定的对应关系。研究表明, 利用碳同位素变化特征进行埃迪卡拉纪地层洲际对比是行之有效的手段之一。     

重庆秀山南沱冰期后的海陆环境变化

扬子地区发育地层所记录的南沱冰期在时间上与Marinoan冰期相当,被认为是"雪球事件"的产物,受到广泛关注。借助于重庆秀山长河桥剖面的南沱组冰碛岩上覆陡山沱组盖帽白云岩和页岩样品的精细采集,选取冰碛岩之上2.5 m内的地层进行同位素比值和元素含量测试,并尝试性的使用酸不溶物的元素地球化学数据,对冰期后可能出现的环境变化进行了综合分析,结果表明:盖帽白云岩C同位素数据基本符合海水分层混合模式特征;U/Th值也反映出该地区在雪球后经历了由缺氧-贫氧环境向贫氧-氧化环境的迅速转变,可能反映了雪球后缺氧富有机质的深部大洋水随上升洋流上涌并被迅速氧化的过程;强烈的Eu正异常的出现,可能与埃迪卡拉纪海底火山、热液活动频繁出现或近源热液活动相关;盖帽碳酸盐岩样品中出现Ce轻微负异常,表明其形成于弱氧化环境;87Sr/86Sr值和Y/Ho值均呈现伴有大量陆源碎屑物输入的特点;盖帽碳酸盐岩的酸不溶物可以反映当时的大陆风化背景,其化学蚀变指数（CIA）稳定在72左右,说明当时的大陆环境具有温暖湿润的特征,化学风化作用强度中等。综上所述,在南陀冰期结束后,秀山长河桥剖面的沉积环境经历了缺氧-贫氧环境向贫氧-氧化环境的迅速转变,同时,随着上升洋流的出现原有的冰期海水分层被迅速破坏,并可能伴随着地表径流的不断增强,同时热液活动在这一时期也频繁发生。在这一时期,剖面附近的大陆环境也迅速由冰期过渡为温暖湿润的环境。     

三峡地区埃迪卡拉纪的浅海氧化还原环境变化:来自碳酸盐岩Ce异常的证据北大核心CSCD

本文系统地统计并评估了扬子板块三峡地区埃迪卡拉纪海相碳酸盐岩的Ce/Ce^(*)比值,并依据能够反映原始海水信息的Ce/Ce^(*)数据探讨了三峡地区埃迪卡拉纪浅海海水的氧化还原性质。数据表明,埃迪卡拉纪早期陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩没有明显的Ce异常,结合Fe组分特征,盖帽碳酸盐岩沉积期间水体主要处于铁化环境,并有间歇性的硫化,晚期有向锰化带转变的趋势。埃迪卡拉纪中期,600—590 Ma海水可能具有弱氧化特征,590—580 Ma海水氧化还原条件波动较大,575—570 Ma(Shuram/DOUNCE开始阶段)Ce负异常显著,海水处于氧化环境。埃迪卡拉纪晚期,灯影组Ce负异常明显,表明该时期水体为氧化环境,可能促进了这一时期宏体多细胞动物的繁盛。海相碳酸盐岩的Ce/Ce^(*)比值是判别古海水氧化还原状态的重要指标,目前埃迪卡拉纪可靠的碳酸盐岩Ce/Ce^(*)数据还不够丰富,更多此类研究工作有待开展。     

贵州凯里生物群中的陡山沱藻(Doushantuophyton Chen et Xiao)

陡山沱藻Doushantuophyton Chen et Xiao是湖北秭归庙河埃迪卡拉系陡山沱组及安徽休宁埃迪卡拉系蓝田组中常见的种群,该属先后建立了5个种:D.lineare Chen et Xiao,1991;D.rigidulum,Chen1994;D.sinuolatum Hu,1996;D.quyuaniChen,Xiao and Yuan,1994,emend.Xiao et al.,2002和D.cometa Yuan et al.,1999。本文对贵州凯里组苗板坡剖面和乌溜-曾家崖剖面的30多块标本进行了详细描述,并与湖北庙河陡山沱组和安徽休宁蓝田组的陡山沱藻进行对比,结果表明,该属的模式种D.lineare Chen et Xiao和D.cometa Yuan et al.的时代可延伸到寒武纪第3世(原中寒武世)凯里生物群,并成为凯里生物群宏观藻类中的重要种群之一。也反映从埃迪卡拉纪陡山沱期至寒武纪第3世,经历了近5千多万年,特别是埃迪卡拉纪末期的生物灭绝事件,这2种的形态结构特征没有发生明显变化,说明陡山沱藻有些种具有较强的生存竞争能力以及遗传上的稳定性,从而表现出演化上的保守性和环境上的适应性。     

贵州新元古代冰期（Varnger）后环境演变与藻类的复苏

新元古代冰期引起生物大量绝灭，大绝灭后环境如何重建、生物怎样复苏是演化古生物学研究的重要课题。对贵州铜仁坝黄、瓮安北斗山剖面和台江五河剖面南沱水碛岩之上连贯沉积的陡山沱组底部的“碳酸盐岩帽”中藻类化石进行系统研究，并结合古海洋环境地球化学研究结果，认为冰期后生态环境恢复很快，藻类快速复苏，但藻类分异度低。“碳酸盐岩帽”沉积结束，藻类进入衰退期，到了陡山沱中晚期，藻类又进入顶盛期。而藻类的复苏、衰退与古海洋环境的δ^13C,δCe,δEu异常有着密切关系。     

华南地区南沱冰期海洋氧化还原环境研究

新元古代晚期地球经历了两次“雪球地球”事件,对冰期后埃迪卡拉纪的海洋氧化和多细胞生物的多样化产生了重大影响。然而由于冰期化学沉积岩的缺乏,迄今为止对南沱冰期海洋氧化还原条件了解不多。碳酸盐岩稀土元素地球化学特征能有效地反映其形成时的环境条件,已广泛用于恢复地质历史时期古环境条件。在贵州省松桃地区发现了一套南沱组自生沉积的碳酸盐岩,为探讨华南地区南沱冰期海洋古环境提供了理想的地质材料。该白云岩产于南沱组下部,厚约1.6 m,夹于两套冰碛砾岩中间。采用微钻技术钻取白云岩粉末,稀醋酸溶样,利用等离子体质谱仪（ICP?MS）进行稀土和其他微量元素分析。分析结果显示稀土元素含量较高,ΣREE为（23.0~46.6）×10-6,PAAS标准化后稀土元素显示Ce的弱负异常或无异常（平均值0.90）,可变的Eu和La异常,中稀土富集,Y/Ho比值平均为34.6。白云岩稀土配分特征与现代氧化的海水明显不同,结合样品中高的Fe、Mn含量特征,反映了南沱冰期华南地区表层海水整体处于缺氧富铁的环境,可能制约了冰期后的海洋氧化和多细胞真核生物的演化。     

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。     

REE geochemistry of Early Cambrian phosphorites from Gezhongwu Formation at Zhijin, Guizhou Province, China

The Cambrian Gezhongwu Formation in Southwest China is the lowest Cambrian phosphorite unit. The Formation belongs to the Meishucun stage with small shelly fossils. Rare-earth element (REE)data from the Gezhongwu phosphorites of Zhijin documented the depositional conditions. The total REE concentrations are high in the Gezhongwu phosphorites, which are especially rich in yttrium. The PAASnormalized REE patterns of the Gezhongwu phosphorites are characterized by negative Ce anomalies and slight enrichment of MREE, as being hat-shaped. The hat-shaped patterns suggest that the REE originated from depositional environments rather than from subsequent diagenesis. The negative Ce anomalies indicate that the depositional environments are oxic. The positive Eu anomaly, the high total REE and the hatshaped REE pattern revealed contributions from the normal marine environment mixed with hydrothermal water to the REE budget of the Gezhongwu phosphorites.     

Submarine hydrothermal contribution for the extreme element accumulation during the early Cambrian,South China

Throughout the geological history of the Earth, submarine hydrothermal activity has played an important role in seawater chemistry, biological evolution and enrichment of metals in the Earth crust. However, the prospect of hydrothermal activity for extreme element accumulation during the early Cambrian, a key geological period, in South China has not been well-constrained. This study reports geochemical (e.g. REE and Sr isotope) investigations of a coarse-grained limestone layer and associated calcite veins in Zunyi and Nayong areas, Guizhou Province, to constrain the hydrothermal activity and evaluate the significance of hydrothermal contribution to extreme element accumulation during the early Cambrian, South China. Our results reveal positive Eu anomalies and higher initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.7083–0.7150) for carbonate samples than those of early Cambrian seawater, indicating the presence of hydrothermal processes. Combined with constraints from the spatial relationships and coincidence with adjacent mineralization, these hydrothermal processes provide the most probable contribution for polymetallic Ni–Mo–PGE mineralization. Furthermore, there are abundant hydrothermal dolomite and barite-calcite veins in the dolostone of the Dengying Formation, indicating the occurrence of a variety of hydrothermal fluids. Overall, multi-stage hydrothermal pulses with different fluid compositions spanned the Ediacaran–Cambrian transition in South China. In particular, these hydrothermal fluids with positive Eu anomalies and enriched radiogenic Sr, originating from Proterozoic mafic/ultramafic rocks, may have flowed through the underlying Precambrian silicate clastic rocks (e.g., Xiajiang, Banxi and Lengjiaxi Groups) and may have been crucial for the marine environment, biological diversity and extreme element accumulation during the early Cambrian, South China.     

羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩稀土元素分布特征及意义

对采自羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩进行了稀土元素地球化学研究,分析结果表明:海相碳酸盐岩烃源岩稀土总量(∑REE)最大值75.21μg/g,最小值20.58μg/g,平均值为36.67μg/g.稀土元素北美页岩标准化后具有相对富集轻稀土,亏损重稀土的特点.布曲组碳酸盐岩烃源岩Ce/Ce*值为0.83～0.9...     

四川盆地震旦系陡山沱组烃源岩地球化学特征与有机质富集机制

深层古老层系在油气勘探中的重要性正越来越受到重视,四川盆地震旦系陡山沱组是中国南方这一领域的潜在烃源岩层系,但过去因关注少而研究程度低。为加深对其理解,文章以样品条件较好的四川盆地东北缘城口明月乡剖面为例,采用岩石学、主、微量及稀土元素等综合分析的方法,系统探讨了陡山沱组泥页岩的地球化学特征和有机质富集机制。结果表明,陡山沱组发育了一套富有机质的泥页岩,主体沉积于次氧化—还原水体环境,显著的Eu 正异常表明沉积时受热液活动影响明显。烃源岩有机质富集显著受控于沉积环境,同时由于沉积时整体处于较低的沉积速率,使得自下而上随沉积速率增大,有机质逐渐富集。此外,热液活动促进了有机质富集。陡山沱组具有资源潜力,但非均质性发育,可能与冰期—间冰期的海平面升降有关。     

四川盆地震旦系陡山沱组烃源岩地球化学特征与有机质富集机制

深层古老层系在油气勘探中的重要性正越来越受到重视，四川盆地震旦系陡山沱组是中国南方这一领域的潜在烃源岩层系，但过去因关注少而研究程度低。为加深对其理解，文章以样品条件较好的四川盆地东北缘城口明月乡剖面为例，采用岩石学、主、微量及稀土元素等综合分析的方法，系统探讨了陡山沱组泥页岩的地球化学特征和有机质富集机制。结果表明，陡山沱组发育了一套富有机质的泥页岩，主体沉积于次氧化—还原水体环境，显著的Eu 正异常表明沉积时受热液活动影响明显。烃源岩有机质富集显著受控于沉积环境，同时由于沉积时整体处于较低的沉积速率，使得自下而上随沉积速率增大，有机质逐渐富集。此外，热液活动促进了有机质富集。陡山沱组具有资源潜力，但非均质性发育，可能与冰期—间冰期的海平面升降有关。     

川北元坝气田二叠系长兴组白云岩稀土元素地球化学特征及其指示意义

川北元坝气田二叠系长兴组49个碳酸盐岩样品的稀土元素(REE)和钇(Y)含量的测试结果表明:稀土元素总量(ΣREE)普遍较低(平均1.50×10^-6),说明岩石样品几乎无陆源碎屑的混入,且未受到深部热液的影响。页岩标准化后的白云岩REE特征表现为轻稀土(LREE)亏损、正La异常、负Ce异常(0.49～1.08,平均0.75)、普遍的正Eu异常(0.89～46.00,平均4.68)及较高的Y/Ho值(28.82～63.47,平均43.04),总体表现出与海水的REE配分特征类似,表明白云化流体为还原性的海源流体,白云岩形成环境为埋藏环境。元坝气田长兴组构造平缓,白云岩横向上连续分布,碳酸盐岩δ¹⁸O(-7.07‰～-2.92‰,平均-4.95‰)相对较重,岩心与岩石薄片未观察到角砾状或条带状的热液白云岩典型构造,均说明元坝气田长兴组未受到深部热液流体的影响,白云岩较高的正Eu异常与深部热液流体无关;电子扫描显微镜下观察到大量的热化学硫酸盐还原反应(TSR)的产物单质硫和富硫沥青,表明元坝气田长兴组基质白云岩形成之后的TSR作用导致了地层水极度还原的环境,从而造成了白云岩较高程度的正Eu异常,反过来说明了TSR作用对白云岩储集层具有一定的改造作用。     

滇东北会泽灯影组硅质岩成因及沉积环境——来自岩石学和地球化学证据

通过1：50 000区域地质调查,发现云南省会泽县一带灯影组中普遍发育硅质岩。本文通过硅质岩岩石学特征和地球化学特征分析,重点探讨了灯影组各段硅质岩的成因机制和沉积环境。结果表明：震旦系-寒武系灯影组下段硅质岩中相对富集Al和Ti,总稀土（ΣREE）相对较高,Ce呈负异常,Eu呈正异常;中段硅质岩中相对富集Ca和Mg,总稀土较低,LREE>HREE,Ce呈负异常,Eu呈正异常;上段硅质岩总稀土较低,LREE>HREE,Ce大部分呈负异常,Eu呈正负异常。综合硅质岩岩石学、地球化学特征,并结合震旦纪区域地质构造演化,认为研究区内下段硅质岩表现为正常海水沉积、中段硅质岩表现为典型热水沉积、上段表现出正常海水沉积受热水沉积影响的特征。硅质岩形成于复杂大陆边缘的浅海陆棚环境。     

内蒙古额尔古纳地区比利亚谷大型铅锌银矿床稀土微量元素地球化学特征及成矿意义

比利亚谷铅锌银矿位于海拉尔-根河中生代火山盆地北西缘。该矿床赋存于上侏罗统满克头鄂博组酸性火山岩中,受NW向断裂构造控制,主矿体呈脉状产出。火山岩围岩及主要矿石矿物的微量稀土特征相似:具有富集Rb、Th等大离子亲石元素,而亏损Sr、Nb、Ta等高场强元素的特点,表明其均产于板内构造环境。不同之处为:1矿石矿物的稀土微量元素总量明显小于火山岩围岩;2火山岩围岩呈现出明显的负Eu异常,而矿石矿物则具有强弱不等的正Eu异常。综合分析认为比利亚谷铅锌银矿为火山-次火山热液型矿床,其主要成矿作用与晚侏罗世-早白垩世(140Ma左右)火山活动有着密切联系,区域地质背景上对应于构造体制大转折的晚期,但是成矿期后矿体受到了120Ma大规模岩浆活动的影响,本期岩浆活动是区域岩石圈快速减薄引起,产生了一期深变质作用以及壳幔相互作用有关的深部流体活动,受其强烈改造,引起了矿石矿物微量稀土元素含量的改变。