扬子地台寒武系碳酸盐岩的碳同位素组成及地质意义

贵州金沙地区寒武系上部娄山关组岩性单一,为蒸发相白云岩,生物化石稀少,沉积时代归属不清.为寻找地层对比与划分的岩石地球化学标志,按5 m的样品间距对贵州金沙地区相邻的长岩沟剖面、岩孔剖面寒武系采集了250件碳、氧同位素样品进行测试分析,对其演化趋势进行了研究.结果表明,贵州金沙地区寒武系碳同位素组成演化表现出4次显著负漂移和3次显著的正漂移.负漂移分布于清虚洞组中部(NE-1)、陡坡寺组下部(NE-2)、陡坡寺组与娄山关组的分界处(NE-3)、及娄山关组下部(NE-4),δ13C值分别降低到-2.3‰0、-2.6‰o、-6.2‰和-4.8‰;正漂移分布于清虚洞组底部(PE-1)、顶部(PE-2)及娄山关组上部(PE-3),δ13C值分别上升到1.3‰、2.1‰和2.6‰.δ13C的演化趋势可与世界各大陆寒武系δ13C演化趋势对比,它将娄山关组下部、中部、上部分别划归全球寒武系第二统上部、第三统及第四统.     

塔里木盆地蓬莱坝剖面寒武系第二统-第三统界线处碳同位素负异常及其地质意义

塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面是研究寒武系地层的典型剖面,而迄今未有第二统一第三统界线处碳同位素演化研究.本研究对该剖面第二统吾松格尔组一第三统沙依里克组过渡区碳酸盐岩进行系统取样,分析了18件样品的碳、氧同位素组成.结果表明,δ13C(V-PDB)和δ18O(V-PDB)值分别分布于-4.2‰～0.8‰之间和-7.4‰...     

湘西寒武系鼓山阶底界附近碳同位素组成演化趋势

湘西王村剖面寒武系鼓山阶(Drumian)底界附近碳酸盐岩的δ~(13)C值分布于0.5‰~–3.0‰之间,δ~(18)O值分布于–4.0‰~–12.0‰之间,少数碳酸盐岩样品的δ~(18)O值低于–10.0‰,指示岩石经历成岩期后蚀变作用影响,但δ~(13)C、δ~(18)O之间的非协变关系指示碳同位素组成比较稳定。鼓山阶底界附近δ~(13)C表现为负漂移演化趋势,负漂移幅度为4.0‰,最低值出现在鼓山阶底界之上9 m处,与美国犹他州Drum Mountains剖面鼓山阶负漂移(DICE)出现的位置基本一致,负漂移幅度可与美国内华达州Desert Range剖面、Panaca Hills剖面、犹他州House Range剖面、Drum Mountains剖面对比,表明DICE负漂移具有洲际可对比性,可作为寒武系鼓山阶划分与对比的工具。湘西王村剖面寒武系第二统顶部清虚洞组、第三统底部敖溪组白云岩为海平面下降期形成的进积序列,寒武系第三统花桥组下部黑色泥灰岩、钙质泥岩夹富含黄铁矿结核的硅质条带为深水斜坡相沉积,超覆于白云岩之上。因此,寒武系鼓山阶底部附近的DICE负漂移发生在寒武纪第三世鼓山期海侵时期,与美国Drum Mountains剖面鼓山阶DICE负漂移所处的沉积环境相似。     

华北寒武系芙蓉统底界附近的碳同位素组成演化特征

为了确定我国华北寒武系苗岭统鼓山阶和芙蓉统排碧阶的底界,对豫北沙滩剖面碳酸盐岩碳同位素组成演化趋势进行了研究.结果表明寒武系δ13C演化表现出3次正漂移和2次负漂移,正漂移分布于张夏组下部、中部和炒米店组上部,δ13C分别达到最大值2.0‰、1.0‰和3.0‰;负漂移分布于张夏组底部和中下部,δ13C分别降到最低值-3.4‰和-1.0‰.炒米店组上部的δ13C正漂移起始于三叶虫Chuangia带底部,相当于美国、澳大利亚、西伯利亚及我国华南地区的芙蓉统排碧阶的SPICE正漂移.张夏组底部的δ13C负漂移对应于三叶虫Bailiella-Lioparia带,相当于鼓山阶底部的DICE负漂移.这2次δ13C漂移事件不仅可作为区域地层对比的依据,还可作为我国华北寒武系苗岭统鼓山阶和芙蓉统排碧阶底界确定的标志.寒武纪δ13C漂移事件与海平面变化、古生态环境演化密切相关,因海侵作用导致的古生态环境扩大及海洋初始生产力的繁盛可能是海相碳酸盐岩δ13C正漂移演化的主要原因.      

塔河油田下寒武统肖尔布拉克组构造控制热液白云岩储层分布与勘探前景

塔里木盆地寒武系-奥陶系碳酸盐岩受多期热液流体的影响,与热液相关的储集体发育。塔河油田下寒武统肖尔布拉克组内部存在多个异常体,由于埋藏深度大(8 500m),缺乏实钻资料而难以确定其地质属性。三维地震资料解释、正演模型和邻区钻井资料综合分析表明,异常体上方肖尔布拉克组厚度明显变薄下凹,引起上覆寒武系垮塌,奥陶系并未受到明显影响,进而表明异常体地质属性为寒武纪末期的侵入岩体。寒武纪末期,在深部火成岩热液流体溶蚀作用下,肖尔布拉克组热液白云岩储层发育,发生了角砾化和垮塌作用,导致上覆寒武系地层表现出凹陷构造。肖尔布拉克组构造控制热液白云岩储层沿轮台断裂以大小不等的次圆状分布,而相关的淋滤滩相白云岩储层分布较广。塔河油田肖尔布拉克组成藏条件优越,具有较好的勘探前景。     

朝鲜平南盆地寒武系黄州群和法洞群的碳同位素漂移事件

朝鲜平南盆地寒武系包括黄州群和法洞群下部.为了与邻区及世界其他地区同时期地层进行对比,对黄州群（从下到上分为坪山组、中和组、黑桥组和林村组）和法洞群下部（戊辰组和古丰组）进行了生物地层学和碳酸盐岩碳和氧同位素分析.生物地层学研究表明,坪山组和中和组分别不早于寒武系第三阶和第四阶.坪山组δ13C值变化范围为0~-3.1‰,中和组为-4.7‰~2.0‰,黑桥组为-1.0‰~2.4‰,林村组为-2.6‰~0.4‰,戊辰组为-1.3‰~0.4‰,古丰组为-1.0‰~2.4‰.综合对比分析,坪山组、中和组和黑桥组大致对应寒武系第三阶-第四阶,林村组大致对应第二统与苗岭统界线附近,古丰组大致对应芙蓉统.中和组上部-黑桥组（正漂移）、林村组下部（负漂移）和古丰组中部（正漂移）记录的3个碳同位素漂移事件可能分别对应MICE（mIngxinsi carbon isotope excursion）、ROECE（redlichiid-olenellid extinction carbon isotope excursion）和SPICE（steptoean positive carbon isotope excursion）全球性事件.      

柯坪地区肖尔布拉克寒武系层序及沉积演化

实测肖尔布拉克寒武系剖面,其厚度达870.9m.在对剖面寒武系沉积相、露头层序地层学等方面分析的基础上认为,该剖面由下至上可以识别出9个三级层序,每个层序均由海侵体系域和高水位体系域构成,由于寒武系时期研究区处于碳酸盐台地环境,缺少低水位体系域.该剖面主要发育碳酸盐台地沉积体系.海平面的升降变化是控制该区沉积相发育和分...     

湘西地区古生代地层特征及沉积体系研究

通过湘西地区的地层发育特点及构造演化过程的研究,揭示其沉积体系演化特征。湘西地区古生代沉积了寒武系—二叠系。其中,寒武系纽芬兰统发育浅海陆棚碎屑岩相,寒武系第二统下部发育浅海陆棚碎屑岩—碳酸盐岩混合相,寒武系第二统中部—奥陶系发育海相碳酸盐岩台地相,志留系发育前陆盆地碎屑岩—生物礁相,泥盆系发育滨岸砂岩相,二叠系发育海相碳酸盐—潮坪相。依据岩性、岩相组合将湘西地区古生界划分为:深水滞留盆地、浅海陆棚、开阔碳酸盐岩台地—斜坡、浊积扇、三角洲、生物礁、潟湖—潮坪、滨岸等多种沉积体系类型。每种沉积体系类型形成受控于盆地的构造运动。     

塔里木盆地柯坪地区寒武系肖尔布拉克组下段古生产力研究

基于塔里木盆地柯坪地区寒武系地质剖面观测和75个样品分析测试的基础上,研究了柯坪冲断带下寒武统肖尔布拉克组下段碳酸盐岩古生产力。利用Ti扣除样品中来自陆源部分而得出生源元素的含量,Baxs、Cuxs和Znxs三种营养元素测量和数据处理结果表明它们相对自生富集,具备一定的古生产力水平,个别层段值较高,有较高古生产力水平。发育光面具缘藻(Leiomarginata)、粒面具缘藻(Granomarginata)、网面球藻(Dictyotidium)等疑源类生烃母质,为有机质沉积和烃源岩发育提供了物质基础。Pr/Ph、V/(V+Ni)、U/Th比值和δCe值判定该区下寒武统肖尔布拉克组下段为还原沉积环境,为烃源岩有机质的赋存提供了有利条件。有机质类型为I-II型,达到了高成熟阶段,具备生烃潜力。研究区寒武系下统肖尔布拉克组下段发育优质潜在烃源岩。     

云南东部上新元古界-下寒武统地层碳同位素变化

云南东部上新元古界-下寒武统沉积序列中碳酸盐岩较多，本文研究的三条剖面上厚约500m，包括：东龙潭组、渔户村组及筇竹寺组底部，覆于海相冰水沉积之上，反映了从潮上蒸发至浅水相环境。已获得的δ^13C和δ^18O值显示出较大的变化范围，分别是-7．33～ 2．64(‰)和-14．98～ 0．78(‰)。依靠δ^13C测试，结合岩矿鉴定，发现梅树村震旦系．寒武系界线层型剖面岩石成岩作用中有改造现象。显然，δ^13C总的变化范围及变化模式比世界其它地区小，但却包含一个δ^13C负异常，直接位于古生物学上的前寒武系-寒武系界线之下。     

塔里木地台北缘早寒武世古海洋氧化-还原环境与优质海相烃源岩发育模式

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是国内已发现的最优质海相烃源岩（TOC=29.8%）,但针对该层段开展的古环境地球化学研究较匮乏.选取柯坪地区于提希剖面,开展野外勘查、薄片鉴定、主微量元素及总有机碳含量测试,探究富有机质烃源岩形成环境.研究表明,玉尔吐斯组岩石富集了包括V、U、Ni、Ba、Mo、Cu、Zn等微量元素;其底部硅质页岩展现的“负Ce异常、正Y异常、正Eu异常”的左倾稀土配分模式,较低的Ce/Ce*（均值0.45）,较高的Y/Ho（均值39.77）和极高的Eu/Eu*（均值35.32）与重晶石、磷结核等,表明塔里木地台北缘在早寒武世初期处于硫化还原和强烈热液活动的海水背景.氧化还原指标U/Al、V/Al、Th/U、V/Sc及Mo-U共变分析,揭示了早寒武世塔里木地台北缘是开阔海;同时,海水经历了“硫化缺氧（玉尔吐斯组A组Th/U_avg=0.070）→次氧化（B组Th/U_avg=1.21;C组Th/U_avg=0.62;D组Th/U_avg=1.21）→硫化缺氧（肖尔布拉克组Th/U_avg=0.13）”的变化过程;并具备较高的古生产力（TOC_max=17.2%,玉尔吐斯组ex-Ba_avg=8 634.85×10-6）和有利的有机质保存条件.据此,建立了玉尔吐斯组“周期性缺氧事件-热液活动-沿岸上升洋流”背景的缓坡型海相烃源岩发育模式.研究可为塔里木盆地深层-超深层远景油气资源评价与我国西北地区早寒武世古环境演化研究提供重要科学参考.      

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

目前关于牛蹄塘组页岩沉积古环境及其对有机质富集影响的认识尚显不足。为此,基于总有机碳（TOC）含量测定、XRD矿物组分分析、沉积地球化学分析等方法,以鄂西地区X井和Y井牛蹄塘组页岩为研究对象,揭示了页岩的沉积古环境,并探究了其对页岩有机质富集的影响。研究结果表明牛蹄塘组牛二段下部为富有机质层段,石英含量最高。牛一段页岩的Ca、P富集显著,牛二段以及牛三段页岩的Ca、Fe富集显著,其中牛二段页岩中的氧化还原敏感元素Mo、U富集程度最高。牛蹄塘组页岩无明显的Eu异常,轻稀土元素（LREE）比重稀土元素（HREE）更加富集。硅质页岩沉积于高的古生产力、较低的碎屑输入以及缺氧的底水环境;钙质页岩沉积于较高的古生产力、相对较低的碎屑输入以及贫氧—氧化的底水环境;而黏土质页岩和硅质—黏土质页岩沉积于较低的古生产力、较高的碎屑输入以及氧化的底水环境。此外,Ba_bio、Si_bio、U/Th、C_org/P_tot、Al、Ti/Al等古环境指标在垂向上的变化表明牛蹄塘组从沉积的早期到晚期,水深逐渐变浅,水动力条件变强,沉积底水的氧含量逐渐增加,表层水体的古生产力逐渐降低。缺氧的底水条件是控制牛蹄塘组富有机质页岩发育的关键因素。     

黔北下寒武统黑色岩系的沉积环境与地球化学响应

下寒武统黑色岩系在我国华北、华南及塔里木盆地等广泛发育,但富有机质泥页岩的分布特征及其控制因素未有定论。本文对黔北地区下寒武统牛蹄塘组(及同时期地层)不同沉积相带典型剖面中的富有机质泥页岩及其上下层位进行了地球化学分析,识别出寒武纪早期不同沉积相带氧化还原环境的明显差异。台内凹陷相主要岩性为黑色页岩,底部为不等厚的薄层磷块岩和硅质岩或硅磷质结核,沉积的黑色页岩厚度大,有机质丰度高,V、Ni、Mo、U等微量元素显著富集,反映了贫氧-缺氧环境,以及短暂动态的硫化环境,Mo/TOC反映了其为局限盆地特征;上斜坡相为贫氧到氧化的沉积环境,但更多地是表现为氧化的沉积环境,其中牛蹄塘期存在局部的硫化环境,沉积的黑色页岩厚度小,但有机质丰度最高,V、Ni、Mo、U等微量元素的富集程度较低;盆地相为黑色硅质岩与富有机质的黑色硅质页岩间互沉积,同期沉积厚度较小,有机质丰度相对较低,V和U的富集程度大于台内凹陷相,而Ni和Mo的富集程度则低于台内凹陷相,指示了缺氧环境,期间伴随有贫氧和短暂的氧化环境存在,且可能存在局部的硫化环境,Mo/TOC反映了中等的局限程度。总的来说,黔北下寒武统黑色岩系的有机质丰度...     

湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿微量元素地球化学

湘西北下寒武统黑色岩系是中国南方下寒武统黑色岩系的重要组成部分,富含钒镍钼等多金属元素。文中对湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿进行了微量元素研究,研究区内Ni、Cd、Mo、Sb、V、Zn、W、Ba等元素特别富集,高含量的Sb和Ba表明其为热水沉积;Mo含量极高说明其为缺氧的还原环境;高的V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co以及δU值表明其沉积环境为缺氧环境;高的 U/Th表明本区有热水沉积作用;稀土元素配分模式、Ce和Eu异常及La/Yb Ce/La和La/Yb ΣREE图解投点表明其沉积环境为还原环境,并有热水沉积作用。可见黑色岩系形成于缺氧环境,热液活动为其提供了丰富的热液来源。     

REE and trace element patterns from organic-rich rocks of the Ediacaran–Cambrian transitional interval

It has been established that important changes in the marine environment and the biosphere occurred during the Cambrian. However, the relationships between the so-called “Cambrian Explosion” and the concomitant environmental changes are not yet fully understood. This study presents new geochemical data from the black shale successions from different facies belts of the Yangtze Platform in South China. Variations in the concentrations of REE and trace elements (varying Ce/Ce*, Th/U, V/Sc, and V/Cr ratios) in kerogen as well as in bulk rocks from different depositional environments along a transect from platform to basin indicate two oxidation events, which led to the oxygenation of the water column in shallow-marine environments and euxinic conditions (weak correlation between TOC, V, U, and Mo) in the deeper sea. During the first oxidation event in the late Terreneuvian, anoxic conditions in bottom waters rapidly changed to euxinic conditions. Subsequently, the second oxidation event during the early Epoch 2 of the Cambrian led to oxic–suboxic conditions in deeper seawater.     

Enrichment of redox-sensitive trace metals (U,V, Mo,As) associated with the late Hauterivian Faraoni oceanic anoxic event

The Faraoni Level is a short-lived oxygen-deficient event that took place during the latest Hauterivian. In order to improve our understanding of the palaeoenvironmental conditions that occurred during this event, we have analysed the contents of several redox-sensitive trace elements (U, V, Mo, As, Co, Cd, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr) from bulk limestone samples of late Hauterivian–early Barremian age from three reference sections. U, V, Mo and As show consistent and significant enrichments during the Faraoni event whereas the other redox-sensitive trace elements analysed here are not systematically enriched. In order to explain this discrepant behaviour, we propose that the Faraoni Level was deposited during a period of anoxic conditions near the sediment–water interface. The distinctive peaks in U, V, Mo and As contents are traceable throughout the three studied sections and represent a good correlation tool which helps to identify the Faraoni Level and its equivalents in the western Tethyan realm and outside of the Tethys. For example, a peak in U contents in upper Hauterivian sediments of the northwestern Pacific realm (ODP leg 185, site 1149) may well be an expression of the Faraoni event in this particular basin.     

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。     

Suboxic trace metal geochemistry in the Eastern Tropical North Pacific

We analyzed Al, Ti, Fe, Mn, Cu, Ba, Cd, U, Mo, V, and Re in water column, settling particulate, and sediment (0 to 22 cm) samples from the intense oxygen minimum zone (OMZ) of the eastern tropical North Pacific near Mazatlán, Mexico. The goal was to determine how the geochemistry of these elements was influenced by suboxic water column conditions and whether the sediments have a unique “suboxic” geochemical signature.The water column was characterized by a Mn maximum, reaching ∼8 nmol kg⁻¹ at 400 m. Concentrations of Cu, Ba, Cd, Mo, Re, U, and V were unaffected by the low O₂ conditions and were comparable to those of the open ocean. Sinking particles were composed of lithogenic particles of detrital origin and nonlithogenic particles of biogenic origin. Al, Ti, and Fe were mostly (at least 79%) lithogenic. About 75% of the Mn was nonlithogenic. Significant amounts (at least 58%) of Cu, Ba, Cd, and Mo were nonlithogenic.Sediment geochemistry varied across the continental shelf and slope. Cadmium, U, and Re have prominent maxima centered at 310 m, with 12.3 ppm, 10.9 ppm, and 68.3 ppb, respectively, at the core top. High values of Mo (averaging 6.8 ppm) and V (averaging 90 ppm) are seen in OMZ surface sediment. Additional down-core enrichment occurs for all redox-sensitive elements in the top 10 cm. For U, Mo, V, and Re, surface sediments are a poor indicator of metal enrichment. Comparison of the nonlithogenic composition of sediments with sinking particles suggests that direct input of plankton material enriched in metals makes a significant contribution to the total composition, especially for Cd, U, and Mo.We evaluated Re/Mo and Cd/U ratios as tracers for redox environments. Rhenium and Mo concentrations and Re/Mo ratios do not lead to consistent conclusions. Concurrent enrichments of Re and Mo are an indicator of an anoxic depositional environment. In contrast, high Re/Mo ratios are an indicator of suboxic conditions. Cadmium is enriched in surface sediments, while U has considerable down-core enrichment. The concentrations of Cd and U and the Cd/U ratio do not follow patterns predicted from thermodynamics. Though the water column is suboxic, these four redox-sensitive elements indicate that the sediments are anoxic. The implication for paleostudies is that a trace metal sediment signature that indicates anoxic conditions is not necessarily attributable to an anoxic water column.     

南大巴山上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组泥岩元素地球化学特征

元素地球化学在沉积环境判别中发挥重要的作用,尤其是沉积物形成时的氧化-还原环境和底层水体状况.本文对南大巴山上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组泥岩开展了元素地球化学分析,结果表明:临湘组Al2 O3含量高于五峰组,五峰组—龙马溪组向上逐渐增加,TiO2和Al2 O3具有相似的特征,二者与TOC呈负相关;氧化-还原敏感元素...     

寒武纪第十期早期海洋氧化还原波动：来自U 同位素的证据

寒武纪晚期到奥陶纪早期的海洋动物多样性整体水平较低,生物地球化学研究认为可能与海洋氧化还原状态波动有关,但仍证据较少。保存良好的海相碳酸盐岩沉积被认为能够记录古代海水的地球化学信息,其铀同位素组成 (δ238U) 可用来反映全球海洋的氧化还原状态。文章测定了华南瓦儿岗剖面寒武系第十阶底部海相碳酸盐岩的δ238U值,结果显示在寒武纪第十期早期U同位素组成可能存在三次负漂移,对应的δ238U值分别为-0.8‰、-0.55‰和-0.60‰,指示三个海洋缺氧时段。通过U同位素质量平衡模型计算得出,三个缺氧时段全球海洋底层水体分别约有22％、3.5%和5%的缺氧面积。初步推断第一次缺氧可能与风化输入营养元素增强致初级生物生产力提高有关,而其后的两次缺氧可能与原先的海底缺氧水体在海侵阶段上涌扩散有关。