藏南贡嘎晚侏罗世—早白垩世海相地层地球化学特征与古海洋环境演化

西藏南部有出露良好的海相侏罗纪—白垩纪地层。本研究针对采自藏南贡嘎东拉剖面的样品进行了常量、微量和稀土元素分析,探讨晚侏罗世—早白垩世海洋沉积环境的演化。Fe_2O_3+MgO与TiO_2、Al_2O_3/SiO_2关系判别图显示,从晚侏罗世维美组到早白垩世桑秀组,研究区经历了从大陆岛弧到大洋岛弧的构造演化。Mn、Fe、V、Co、Ni、REE等指标元素,和U/Th、V/Cr、Sr/Ba、Lan/Ybn、V/(V+Ni)等比值结合显示:沉积条件也从维美组浅海富氧、低盐、高沉积速率的环境演化为早白垩世桑秀组深海、水体分层、盐度升高、沉积速率降低,具有明显深海沉积特征的环境。地化数据分析结果总体上与岩性成因分析相一致,即维美组砂岩所指示的浅海相沉积,桑秀组从下部的粉砂岩到上部钙质泥岩,经历了水体由浅到深的变化过程。     

西藏江孜-浪卡子一带的侏罗-白垩纪界线地层

侏罗系/白垩系界线是显生宙所有系级界线中存在问题最多的一个。西藏南部出露有良好的侏罗-白垩纪地层,本次工作在喜马拉雅地层区的康马隆子地层分区开展了海相侏罗系/白垩系的界线研究。江孜地区的界线地层被划分为维美组和甲不拉组;浪卡子地区的甲不拉组之下发育一套含大量火山岩层的火山－沉积地层,被称为桑秀组。该地层分区的地层系统由下至上为：维美组浅灰色厚层状粗-细粒石英砂岩;桑秀组黑色页岩、安山岩和玄武岩;以及甲不拉组黑色页岩、硅质泥页岩夹砂岩和砂质灰岩。维美组中含化石稀少,仅在江孜地区发现零星菊石Haplophylloceras、Himalayites等。桑秀组下部页岩和粉砂岩中找到少量菊石化石,属于Spiticeras、Berriasella、Haplophylloceras的一些种,和富集成层的双壳类Inoceramus everesti等。江孜甲不拉组下部化石丰富,划分为Spiticeras-Berriasella下组合和Himalayaites-Haplophylloceras上组合。本研究区的生物地层可与聂拉木地区的菊石化石组合对比。通过生物地层学对比,江孜-浪卡子地区的维美组时代为晚侏罗世Tithonian期,江孜地区甲不拉组下部和浪卡子地区的桑秀组均属于下白垩统。桑秀组下部的页岩段与江孜甲不拉组的最下部地层相当,上部火山岩的同位素年龄为133 Ma。据此,桑秀组的时代为Berriasian至Hauterivian期,侏罗系/白垩系的界线位于该组之底,以Virgatosphinctes、Aulocosphinctes的消失和Spiticeras的出现为标志。侏罗纪末期西藏特提斯海区普遍形成大规模海退,表现为维美组和门卡墩组顶部砂岩的同期沉积。     

西藏南部江孜盆地上侏罗统至古近系沉积岩石学特征与盆地演化

江孜盆地紧邻雅鲁藏布江缝合带,随着特提斯洋的演化及最终消亡,盆地必然随之经历一系列演化,分析其沉积响应是了解盆地演化的一个重要手段.因而,本文以分布于江孜地区的晚侏罗世至古近纪海相沉积地层为研究对象,在前人建立的地层格架基础上,基于野外露头和镜下观察,仔细分析了其沉积岩石学特征.江孜地区晚侏罗世至古近纪沉积序列为:石英砂岩(上侏罗统维美组)-页岩夹火山岩屑砂岩(下白垩统日朗组)-黑色硅质/钙质页岩(中白垩统加不拉组黑层段、白层段)-黑色硅质岩(上白垩统加不拉组硅质岩段)-红色硅质页岩、泥灰岩夹滑塌灰岩(上白垩统床得组)-灰绿色页岩夹外来岩块(上白垩统宗卓组)-砂/页岩互层(古近系甲查拉组).从中可以看出海水从维美组至加不拉组硅质岩段为逐渐加深的过程,而至甲查拉组海水再次浅于硅质岩段沉积水深.生物沉积、悬浮沉积及块体搬运作用沉积常见,其中块体搬运作用包括砂质碎屑流、浊流、滑塌和岩崩等,沉积环境为大陆斜坡至深水洋盆.通过沉积学与沉积地球化学分析可知,底层水经历了缺氧、氧化再到缺氧的过程.根据沉积岩石学特征结合沉积环境分析,从较长的时间尺度上将盆地的演化历史划分为四个阶段:晚侏罗世至早白垩世被动大陆边缘盆地稳定发育阶段,白垩纪中期被动大陆边缘盆地持续沉降阶段,晚白垩世残留被动大陆边缘盆地阶段,白垩世末期至始新世初期为残留洋盆地阶段.     

藏南江孜地区早白垩世甲不拉组钙质超微化石的特征及其地层意义

藏南江孜一带的侏罗纪—白垩纪海相地层被划分为维美组和甲不拉组。通过偏光显微镜和扫描电镜观察和分析,发现甲不拉组黑色页岩中含有保存较为完好的钙质超微化石。研究区的生物丰度和分异度偏低,经鉴定以椭圆球石科(Ellip-sagelosphaeraceae)生物群为主,数量相对丰富,但属种比较单调。超微化石指示甲不拉组为早白垩世沉积的产物。结合菊石和双壳类化石,认为甲不拉组地层时代属于早白垩世贝利阿斯期至凡兰吟期(Berriasian-Valanginian)。这一发现标志着西藏特提斯东部早白垩世地层中钙质超微化石的存在。甲不拉组早白垩世钙质超微化石的发现,为该地区海相地层的时代划分、对比提供了新的资料,也为寻找海相侏罗纪—白垩纪地层界线指示了目标。     

藏南江孜地区早白垩世甲不拉组钙质超微化石的特征及其地层意义

藏南江孜一带的侏罗纪—白垩纪海相地层被划分为维美组和甲不拉组。通过偏光显微镜和扫描电镜观察和分析,发现甲不拉组黑色页岩中含有保存较为完好的钙质超微化石。研究区的生物丰度和分异度偏低,经鉴定以椭圆球石科（Ellip-sagelosphaeraceae）生物群为主,数量相对丰富,但属种比较单调。超微化石指示甲不拉组为早白垩世沉积的产物。结合菊石和双壳类化石,认为甲不拉组地层时代属于早白垩世贝利阿斯期至凡兰吟期（Berriasian-Valanginian）。这一发现标志着西藏特提斯东部早白垩世地层中钙质超微化石的存在。甲不拉组早白垩世钙质超微化石的发现,为该地区海相地层的时代划分、对比提供了新的资料,也为寻找海相侏罗纪—白垩纪地层界线指示了目标。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

鄂尔多斯盆地东缘石西区块上古生界烃源岩地球化学特征及形成环境

石西区块位于鄂尔多斯盆地东缘中部,目前发现区块内致密砂岩气资源丰富,查清其烃源岩发育情况及控制因素对油气勘探具有重要的理论和实践意义。笔者等采集石西区块内的本溪组、太原组和山西组的烃源岩样品,利用Leco CS-200、Rock-Eval 6、ICP-OES、ICP-MS等手段对其有机地球化学特征和元素地球化学特征进行表征。结果显示,炭质泥岩中总有机碳(TOC)、生烃潜力(游离烃+热解烃,即S₁+S₂)、氢指数(HI,热解烃×100/总有机碳)的平均值分别为4.50%、0.52‰、829.16‰,煤中总有机碳(TOC)、生烃潜力(S₁+S₂)、氢指数(HI)的平均值分别为61.53%、4.41‰、723.02‰。V/(V+Ni)、Ni/Co、V/Cr、δU、Sr/Ba、Sr/Cu等值显示优质烃源岩沉积时期为气候温暖湿润,盐度较高的弱氧化—还原环境,从本溪组到山西组沉积过程中,沉积水体的还原性有逐渐减弱的趋势。古生产力指标(Ni_EF、Cu_EF)表明山西组古生...     

特提斯-喜马拉雅北带侏罗纪——白垩纪界线层序地层分析

侏罗纪、白垩纪是特提斯-喜马拉雅海区演化过程中的一个极其重要的阶段,其沉积物蕴涵着新特提斯早期演变的丰富信息。通过实测浪卡子县多久乡卡东晚侏罗世—早白垩世地层剖面,结合前人的研究成果,在对剖面进行层序地层分析的基础上,识别出4个三级层序。特提斯-喜马拉雅海区晚侏罗世层序地层总体上表现为海退的进积序列,反映了特提斯-喜马拉雅海区持续收缩和海平面下降的过程;早白垩世层序地层总体表现为海进的退积序列,反映了特提斯洋壳的扩张阶段。早白垩世桑秀组可以分为2个层序,第一个层序为Ⅰ型层序,镜下观察表明,早白垩世桑秀组底部的砂岩为近源沉积,属滨浅海相沉积,为低水位体系域,颗粒的定向性指示该区后期受到强烈的挤压作用;中部为次深海沉积,为海侵和高水位体系域;第二个层序为Ⅱ型层序,发育陆棚边缘体系域、海侵体系域和高位体系域,由陆棚、火山陆隆和浊流沉积组成。甲不拉组的砾岩属于新层序的开始,为低水位体系域。该剖面海平面相对变化曲线与同期全球海平面相对变化曲线基本一致。该区层序形成的控制因素包括构造沉降-火山活动、海平面相对变化和沉积物供应。结合锆石SHR IM P年代学研究可以确定侏罗纪/白垩纪的界线位于前人认为的维美组上部砂岩之底。     

淮南煤田太原组铝质泥岩元素地球化学特征

华北聚煤盆地南缘淮南煤田晚石炭世-早二叠世太原组含煤岩系普遍沉积铝质泥岩,然而,对于多层铝质泥岩的形成条件及其地球化学特征尚未开展深入研究。在本次研究中,系统采集了淮南煤田张集煤矿补Y1钻孔岩心样品,采用XRF和ICP-OES、ICP-MS分别测试了主量元素和微量元素,对铝质泥岩地球化学特征及其地质成因进行分析。结果表明:不同层位的铝质泥岩来源于同一源区,铝土质泥岩可能受到了更强烈的红土化作用导致其明显偏离SiO₂/Al₂O₃和Fe₂O₃/Al₂O₃趋势线;Sr/Ba的结果表明铝质泥岩是在不稳定的海陆交互沉积环境下形成的,V/Cr和V/（V+Ni）的结果表明铝质泥岩是在贫氧到厌氧的沉积环境中形成的;综合主量元素和微量元素的结果,表明了不同层位铝质泥岩的母岩可能是附近古陆的中酸性火成岩,母岩风化产物经迁移至淮南地区沉积成岩。      

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里组物源区特征:碎屑岩地球化学及锆石U-Pb年代学的制约

准噶尔盆地东北缘广泛发育泥盆纪卡拉麦里组,其形成时代与构造背景一直备受争议.对卡拉麦里组碎屑岩开展岩石学、地球化学和同位素年代学研究,结果显示:卡拉麦里组形成于斜坡-半深海沉积环境,具浊积岩特征.砂岩样品SiO₂含量高,Al₂O₃/SiO₂比值低,K₂O/Na₂O比值高,REE配分曲线总体表现为右倾,ΣLREE/ΣHREE=4.81~8.03,δEu=0.59~0.80,Eu具有弱负异常,构造环境判别图解揭示卡拉麦里组砂岩物源区构造背景为被动大陆边缘.砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定表明,锆石年龄分为2期,主要为393~524 Ma,其次是823~3 077 Ma,表明卡拉麦里组物源区地质体时代主要为早古生代和前寒武纪,分别对应于准噶尔盆地周缘早古生代造山带和前寒武纪结晶基底.综合分析认为,卡拉麦里组形成时代为早-中泥盆世,沉积于准噶尔地块东北缘被动陆缘一侧.中泥盆世开始,卡拉麦里古生代洋盆持续向北俯冲消减,形成了野马泉岛弧及其弧前沉积体系,最终闭合于早石炭世之前.      

重庆秀山小茶园锰矿南华系大塘坡组古环境*

认识渝湘黔地区南华系的沉积构造背景可以为该地区锰矿勘探提供新的依据,基于此,文中对重庆秀山小茶园锰矿ZK0606钻孔的南华系千子门组和大塘坡组开展了系统的沉积环境和地球化学分析。沉积相分析结果表明,该套地层共可划分出冰水浅海、局限边缘盆地和浅水陆棚3种沉积环境。地球化学分析结果表明,研究区大塘坡组稀土元素总量较高、富轻稀土元素、具Eu负异常,结合Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)、Al/(Al+Fe+Mn)值等,推测其形成于被动大陆边缘背景。根据微量元素含量及其比值(U、V、Mo、V/Cr)等推测,大塘坡组一段沉积于缺氧—贫氧沉积环境,而大塘坡组二段逐渐过渡到氧化沉积环境;根据Al/Ca值、化学蚀变指数(CIA)等指标分析,该套地层自下而上化学风化强度逐渐增大、陆源碎屑供给增多,这可能与Sturtian冰期结束、气候变暖和海平面迅速升高有关。综合上述分析结果认为,重庆秀山小茶园锰矿主要产出于大塘坡组一段下部相对深水厌氧的局限边缘盆地环境中。     

四川盆地北部早白垩世剑门关组泥质岩地球化学特征及其地质意义

早白垩世剑门关组是研究四川盆地北部沉积环境演化的良好地层,对该地层开展系统的地球化学研究,对探讨四川盆地北部早白垩世剑门关组物源区性质、构造背景、古风化作用及古环境具有重要意义。系统分析了剑门关组泥质岩主量、微量和稀土元素地球化学特征,发现早白垩世剑门关组泥质岩富CaO、MgO,贫Al_2O_3、Fe_2O_3、K_2O、Na_2O、TiO_2、P_2O_5、MnO,富Cr、Cs、V,贫Sr、Nb、U、Hf,稀土元素总量为(164.96～234.35)×10^-6,轻、重稀土元素比值为11.77～15.87,轻、重稀土元素分馏程度高,轻稀土元素相对富集,具弱的正Eu异常。综合分析认为:剑门关组为同一物源的近物源再旋回沉积岩;源岩为沉积岩,可能富含斜长石、重晶石等富Eu矿物;源岩在沉积前经历了中等程度的化学风化作用,并发生了钾交代作用;剑门关组沉积期为温暖、湿润的气候,物源区具有由活动大陆边缘向大陆岛弧转化的特征。     

康滇古陆东缘筇竹寺组地球化学特征及意义

云南省昭通市昭阳区锌厂沟位于康滇古陆东缘,在剖面测量及样品系统采集分析基础上,建立了该区下寒武统筇竹寺组泥页岩地球化学剖面,为该区筇竹寺组沉积环境、物源分析提供了定量的地球化学数据。研究结果显示:1）筇竹寺组物源主要来自康滇古陆中元古界东川群、会理群砂泥岩、海相玄武岩,并可能有少许同时代花岗岩,形成于康滇古陆东缘大陆坡或边缘海,自西向东呈康滇古陆—潮坪—浅水陆棚—深水陆棚—水下隆起有序变化,工区位于浅水陆棚相;2）稀土元素δCe值、δEu值及微量元素Mo、V含量、（V）_N/（V+Ni）_N比值、（Cu）_N/（Zn）_N比值反映筇竹寺组底部为深水陆棚环境,上部总体为浅水陆棚沉积环境,局部水体加深为深水陆棚沉积环境。总体上该区以浅水陆棚为优势相,并具酸性还原环境特点;3）微量元素Rb、Ba、Ga、V、Zn、Mo、Cd、Sn、Zr有明显的富集。主量元素（SiO₂）_N/（Al₂O₃）_N比值及微量元素Ba、U含量、Zn-Ni-Co三角图、U/Th比值、Co/Zn比值表明有生物或热水作用的参与。     

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。     

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组油页岩元素地球化学特征及沉积环境

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组发育多层油页岩。通过对油页岩样品元素地球化学分析测试,研究了其常量元素、微量元素和稀土元素特征,分析了油页岩沉积环境。研究结果表明,常量元素以富Al₂O₃、Fe和CaO,贫SiO₂、MgO、Na₂O和K₂O为特征,微量元素总体上表现出不同程度的亏损特征,稀土元素总量平均为140.7×10^-6,表现出轻稀土元素轻度富集特征。稀土元素具有较为一致的变化趋势,表明油页岩沉积时物源和沉积环境较为稳定。Mn/Ti值表明油页岩组成物质的搬运距离随着时间变化经历了远→近→远的变化,反映水体深度经历了深→浅→深的变化。Sr/Cu值和Rb/Sr值表明油页岩沉积时为相对炎热干旱的环境。Sr/Ba值反映当时为炎热干旱气候条件下的过渡相咸水湖泊沉积环境。V/(V+Ni)值、δEu和有机碳含量表明油页岩沉积时处于缺氧的还原沉积环境中。总体上,柳树河盆地油页岩发育于炎热干旱气候、咸水、缺氧条件下的湖泊沉积环境中。     

湖北江陵凹陷古新统沙市组四段硫酸盐硫同位素组成及其地质意义

江汉盆地江陵凹陷古新统沙市组四段硬石膏和钙芒硝中硫同位素组成为25.2‰~32.6‰,远远高于同时期海水硫同位素(20‰)。结合研究区古新统沙四段蒸发岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr研究,借助Mg、Ca、Sr、Ba等元素及其Mg/Ca、Sr/Ba,认为江陵凹陷沙四段时期湖盆为封闭的陆相盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育和指示气候干旱程度的Fe₂O₃/FeO特征,可以推断研究区在沙市组四段沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。在温暖干旱的气候环境下,硫酸盐沉积物供给率较低,因此当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。通过Fe、Mn、Al、 Mg、Ca、Ni、V 、Co、Cu等主微量元素以及Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、w(V+Ni+Mn)、V/(V + Ni)、Ni /Co、Cu/Zn的研究表明,研究区沙市组四段环境为湖盆浪基面之下的缺氧还原环境,为常年性较深水分层湖泊。上述缺氧沉积环境下存在大量的厌氧细菌,表生（≤50 ℃）条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO^2-₄还原成H₂S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,再加上当时的内陆环境对硫酸盐是相对封闭的,这种硫循环过程是造成研究区硬石膏和钙芒硝硫同位素值较高的原因,也是研究区最重要的硫同位素分馏过程。     

上扬子西南缘下志留统细粒沉积岩有机质富集机理研究——以盐津牛寨剖面为例

利用化学元素行为特征的差异性,以总有机碳（TOC）、主量元素和微量元素的含量或比值判别四川盆地西南缘盐津牛寨剖面下志留统龙马溪组细粒沉积岩形成时的初级生产力、氧化还原条件、陆源供应的输入和盆地水体滞留程度等环境特征,并对比川南沉降中心（长宁剖面）和南川非沉降中心（南川剖面）龙马溪组的古环境参数,综合探讨了早志留世上扬子海滞留海盆细粒沉积岩有机质富集的差异性。结果表明,盐津牛寨地区下志留统细粒沉积岩以黑色—灰黑色碳质页岩、页岩和泥岩为主,富有机质主要集中在龙马溪组下段,TOC平均含量为2.73%;Ba_bio显示盆地西南缘龙马溪组早期具有较高的生产力;Ni/Co、V/（V+Ni）,U/Th和V/Cr揭示龙马溪组从底部缺氧环境逐步过渡到顶部的氧化环境;TiO₂、Al₂O₃、Zr表明龙马溪组下段陆源碎屑供应量明显增加;Mo/TOC值和U-Mo协变模式图均说明四川盆地西南缘在早志留世水体呈中等滞留环境。与长宁剖面和南川剖面对比分析,发现盆地西南缘TOC与氧化还原条件呈现显著的正向相关关系;与盆地水体的滞留程度呈现微弱的正向相关关系;与陆源碎屑物质的注入和初级生产力无明显相关性,表明缺氧还原的沉积环境是影响该地区龙马溪组黑色页岩有机质富集的主要因素。