滇西昌宁-孟连带内石炭纪-二叠纪鲕粒灰岩的古地理意义

虽然在滇西昌宁-孟连带内发现了泥盆纪至中三叠世的放射虫硅质岩,但是目前对其构造古地理意义仍然有争议。对昌宁-孟连带晚石炭世至早二叠世碳酸盐岩地层内鲕粒灰岩进行了研究,结果表明,该套碳酸盐岩形成于动荡浅水沉积环境,其成因可能与古特提斯洋内碳酸盐岩洋岛海山有关,并且反映了温暖、较为干燥的古气候背景。根据地质背景资料分析,它们应该形成于南亚热带较干燥的气候环境。与东西两侧同期地层形成的古气候背景对比发现,在石炭纪-二叠纪时,昌宁-孟连带是分隔滨冈瓦纳地块群和华夏地块群的主支洋盆;在早二叠世时,该洋盆宽度约10°古纬距。     

华南栖霞组灰岩—泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层,该套地层富含有机质和硅质结核,是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上,灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注,其在整个华南栖霞组分布广泛.其中,灰岩层富含各种生物碎屑,主要包括钙藻、有孔虫和腹足,其次还有腕足,棘皮类和介形虫,偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类,说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期,没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主,主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎,壳体大都平行层面,颗粒之间发育大量压溶缝,说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析,提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程:泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀,然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层;随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中;最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境,有机质的分解为其提供了动力来源,这与栖霞期较高的原始生产力相符合.     

一种新的错时相沉积物——巨鲕及其环境意义

华南下三叠统缓坡背景的地层中广泛发育高能滩相鲕粒灰岩,其中含相当数量的巨鲕,粒径大部分在2~6 mm之间,最大可达12 mm。巨鲕的核心类型以多晶粒状方解石和球粒为主,具明暗相间的同心纹层,沿切线方向定向排列的晶体结构表明其原生矿物可能为文石。含巨鲕灰岩与生物碎屑灰岩交互沉积,指示了当时海平面的相对变化。巨鲕在新元古代地层中广泛发育,但在显生宙和现代海洋环镜中超过5 mm的鲕粒相当少见。巨鲕在二叠纪末灭绝事件后大量出现,随着中三叠世生态的复苏、海洋环境趋于正常而又消失。这些特征说明巨鲕可以作为一种错时相沉积物,它的形成无疑与当时的生态和海水环境有关,代表着一类特殊的沉积学现象。分析了巨鲕产出背景、微观结构和沉积特征,对于了解其成因、探索二叠纪—三叠纪之交地质突变期异常的生态状况和特殊的海洋环境具有重要意义。     

广西来宾二叠系栖霞组黏土矿物和地球化学特征初步研究及地质意义

研究了广西来宾铁桥剖面栖霞组的黏土矿物组合和地球化学特征的纵向变化特征。黏土矿物分析结果表明,栖霞组上部和下部地层中,黏土矿物含量较高,以伊利石、绿泥石为主,含少量的高岭石和蒙脱石;中部地层中黏土矿物含量较少。在电子显微镜下,有些黏土矿物,如伊利石,发育在草莓状黄铁矿晶体之间,形成于早期成岩作用阶段。整体上黏土矿物成因与陆源碎屑物质输入有关。配套的地球化学分析表明,Al、Fe和Ti质量分数等反映陆源物质的指标,在栖霞组下部和上部质量分数较高,中部明显较低。上述黏土矿物分析和地球化学测试结果意味着该地区二叠纪栖霞期呈现一个明显的陆源碎屑物质输入旋回变化,早期和晚期陆源物质供应较明显,而中期较贫乏,可为该区进一步古地理研究提供重要参考。     

黔西南二叠纪早期陆源碎屑沉积体系对冈瓦纳冰川发育的响应

通常认为黔西南和黔南地区二叠纪栖霞组之下的一套陆缘碎屑岩地层,是石炭纪-二叠纪冈瓦纳大陆冰盖发育鼎盛时期大幅度海平面下降期间的沉积。最新研究表明,石炭纪-二叠纪冈瓦纳冰川是由多次不连续的冰川事件构成的。因此恢复该套以陆源碎屑岩为主地层的形成环境和堆积过程,探讨其成因与冈瓦纳冰川发育的关系,具有非常重要的科学意义。本研究查明了黔西南地区该套陆源碎屑岩的地层厚度和砂泥比值空间变化规律。在此基础上,选取碎屑岩发育最好的普安龙吟剖面开展沉积体系与成因研究。结果表明,沙子塘组主要是碳酸盐沉积体系,龙吟组和包磨山组主要为浅海陆棚三角洲沉积体系,梁山组以滨岸陆源碎屑沉积体系为主;二叠纪早期黔西南地区的陆棚相泥岩形成于冰川消融导致的海平面快速上升期间,三角洲沉积体系形成于海平面晚期高位域期间,而不是形成于冈瓦纳冰川增长期间的低位域沉积。冈瓦纳冰川的推进和消融是龙吟剖面二叠纪早期地层发育样式的主控因素。     

泌阳凹陷古近纪含碱岩系地球化学特征对成碱作用的指示意义

位于南襄盆地东部的泌阳凹陷为南断北超型断陷盆地,其古近纪核桃园组发育有世界上已知的最老沉积碱矿之一,即安棚碱矿.该含碱岩系包括细碎屑岩、泥质白云岩和层状碱矿层,其中碱矿层以重碳钠盐为主,含少量天然碱、芒硝和石盐.核桃园组三段上部-核二段含碱岩系中,白云质泥岩、泥质白云岩和碱矿层在Al2O3,TiO2,Na2O,MgO＋CaO和LOI含量上具有明显差别.Na2O/（MgO＋CaO）可用以指示Na碳酸盐相对于Mg-Ca碳酸盐的富集程度,据此可将泥质白云岩可分为〈0.6和〉0.6的两组.前者Na2O/（MgO＋CaO）与Al2O3＋TiO2含量呈正相关,随碎屑物质的减少倾向于形成纯的Mg-Ca碳酸盐岩,反映湖水蒸发量≤补给量,指示较潮湿气候;而后者中Na2O/（MgO＋CaO）与Al2O3＋TiO2含量呈反相关,随碎屑物质的减少向成碱方向发展,反映湖水蒸发量〉补给量,指示较干旱气候.以Al作为标准,从泥质白云岩到碱矿层,随Na2O/（MgO＋CaO）比值增大,Zr,Ti,La,K,Rb和Ba在碱矿层中明显相对富集,且PAAS（后太古宙平均页岩）标准化的Eu正异常也显著增强.结合碱矿层的高B含量及硅硼钠石的报道和区域伸展性构造背景的认识,该地球化学特征指示有深源热液流体通过边界深大断裂进入盆地而参与成碱过程.     

华南二叠系卡匹敦阶高分辨率浮点年代标尺

基于详细的生物地层学研究,以磁化率为古气候替代指标,对广西来宾铁桥剖面卡匹敦阶地层开展时间序列分析,建立高分辨率浮点年代标尺(FPTS).结果表明,磁化率记录了铁桥剖面中二叠世晚期沉积序列中的米兰科维奇旋回,卡匹敦阶上部磁化率突然增加与峨眉山玄武岩喷发和卡匹敦晚期全球性海退有关,这些事件导致同期沉积物中碎屑物质增加.铁桥剖面瓜德鲁普—乐平统界线附近磁化率和蓬莱滩剖面(乐平统底界GSSP)表现出一致的变化趋势,具可对比性.利用多窗谱法(MTM)和傅里叶变换(FT)从磁化率序列中识别出五个米兰科维奇周期:长偏心率周期(E2,405ka)、短偏心率周期(E1,100ka)、长地轴斜率周期(O2,44.1ka)、长岁差周期(P2,20.95ka)和短岁差周期(P1,17.7ka).对比基于E2周期建立的磁性地层磁化率(MSS)带和标准参考带(SRZ),建立整个沉积序列的高分辨率(200ka)FPTS,提出卡匹敦阶的时限为3.85 Ma(存在+0~0.28 Ma误差),整段沉积序列的平均沉积速率为2.91cm·ka-1.同时计算出卡匹敦阶内部七个牙形石带的时限,从最短26.6ka到最长2.3 Ma.另外,估算出峨眉山大火成岩省喷发启动时间为262.67 Ma,位于瓜德鲁普—乐平统界线之下1.42 Ma.     

海相沉积岩磁化率的影响因素

磁化率作为最基础的环境磁学参数,在地层对比划分、环境气候研究中发挥着重要作用。因此,弄清磁化率的影响因素,对保证研究成果的可靠性具有关键意义。沉积岩(物)中磁性矿物的来源复杂,主要分为碎屑来源和自生成因两种。气候变化、海平面波动、碳酸盐产率、火山作用、陨石撞击等影响碎屑来源的磁性矿物,而磁性矿物还原作用、热液流体活动、趋磁细菌生产等因素影响自生成因的磁性矿物,这些因素综合决定了沉积岩的磁化率。      

武汉地区二叠系栖霞组灰岩—含泥灰岩韵律层生物产率

选取生物产率分析指标生源w(Ba)、生源w(Al)及w(Al)/w(Ti)比值,分析了武汉地区二叠系栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层的生物产率变化;同时用w(V)/w(V+Ni)、w(V)/w(Cr)及w(Mo)等指标分析了韵律层的古氧相特征.结果表明:武汉地区栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层灰岩部分的生物产率较低,形成于常氧环境;含泥质灰岩部分的生物产率明显较高,形成于缺氧环境.这种生物产率和沉积环境古氧相随韵律层规律性的变化,证实生物产率是导致栖霞组有机质质量分数变化的主要原因.     

四川盆地广元地区大隆组有机质富集规律

四川盆地西北广元地区上二叠统大隆组主要为碳酸盐岩、硅质岩和页岩互层沉积.对四川广元长江沟剖面进行精细解剖的结果表明,大隆组中有机碳质量分数为0.16%~14.6%,有机碳质量分数与岩性关系密切,高有机碳质量分数赋存于黑色页岩和纹层状灰岩中,其中碳酸盐岩的有机碳质量分数与纹层厚度呈反比,即纹层厚度越大有机碳质量分数越低.大隆组优质烃源岩位于大隆组中部岩段,岩性组合为黑色页岩和硅质岩互层,间夹薄层状灰岩或纹层状灰岩.微量元素分析结果显示有机质的富集明显受控于沉积阶段及早期成岩阶段的氧化还原条件.综合分析表明大隆组烃源岩有机质富集受晚二叠世沉积环境、氧化还原条件、生物生产力、深部热液流体的影响,其中厌氧、缺氧环境是大隆组烃源岩发育的主控因素,高生物产率是有机质富集的前提条件.