湘鄂西奥陶纪宝塔组灰岩网纹构造成因及沉积环境探讨

网纹构造是宝塔组石灰岩地层中非常发育且分布广泛的一种构造形态 ,其成因一直存在争论和疑问。对湘鄂西地区宝塔组灰岩的研究表明 ,网纹构造的形成不是由于胶体凝缩、水下沉积物收缩或生物遗迹等原因 ,而是一种成岩早期形成的准同生变形构造。根据岩石性质及生物特征推断 ,宝塔组网纹状灰岩沉积于正常浪基面以下、风暴浪基面之上 (水深大约 5 0～ 15 0 m)的陆棚或台盆环境     

湘西北奥陶系宝塔组灰岩龟裂纹构造特征、成因及其资源意义

湘西北上奥陶统宝塔组灰岩的龟裂纹构造在岩序上具有"下密上稀、过渡变形、不穿邻层、似泄水充填"的特点,是地史时期一种特殊的沉积构造.为了查明其成因机制及其与扬子海盆演化过程的内在联系,从湘西北龟裂纹灰岩的岩石学特征、裂缝特征、地球化学特征、盆地模型以及综合对比已知成因的"似龟裂纹构造"等诸多方面入手,经研究后认为龟裂纹构造属于一种受准同生期胶凝缩作用影响形成初始微缝,随后在构造挤压控制下、盆地快速下沉、盆内形成异常高压场的流体环境,驱使下伏富水岩层的灰泥物质向上挤入、充填、改造先期初始裂缝而形成.宝塔组龟裂纹构造的研究,为我们探究构造-流体-岩石多重作用机制提供了岩石学方面的资料;同时,该裂纹疏导功能良好,具有重要的成矿(油藏)意义.     

贵州及邻区宝塔组灰岩成因的新观察

贵州及邻区的中奥陶世地层主要为一套碳酸盐岩沉积,在这套沉积的上部,相当于Sin-oceras chinensis大量出现到三叶虫Nankinolithos开始出现一段时限内沉积的岩石(宝塔组)发育着一种特殊的构造类型,就其形状描述,不含成因意义的叫法,称为“马蹄纹”,而带有成因及沉积环境意义者称为“龟裂纹”。近年来,这种特殊的沉积构造已引起一些研究者的注意,开始探讨其成因和沉积环境意义,但至今有关宝塔灰岩中马蹄纹(或龟裂纹)的成因问题仍是众说纷云,归纳起来,有以下几种观点:     

安徽巢北地区栖霞组臭灰岩段富有机质成因探讨

以安徽巢北地区二叠纪栖霞组臭灰岩段为研究对象,从岩石学、古生物学及沉积学特征出发,探讨臭灰岩段富有机质与风暴事件沉积之间的关系。臭灰岩段岩性整体为灰黑色中厚层状石灰岩,层间夹数毫米至数厘米厚灰黑色钙质泥岩,整套岩层富含有机质;其中生物化石丰富,整体为热带、亚热带正常盐度浅水生物组合为特征;为正常浅海碳酸盐岩台地沉积,沉积期表现为一个明显的海侵过程,并受风暴作用的频繁扰动。臭灰岩段沉积环境并非"贫氧或缺氧"条件,而是正常富氧环境。富有机质特征一方面得益于沉积期较高的生物产率,同时还与风暴事件沉积作用密切相关,即在风暴作用下,沉积物发生快速堆积,有机质未来得及与富氧水体发生长期接触即被埋藏覆盖,从而导致有机质被良好保存,形成臭灰岩段富有机质特征。风暴作用频发与研究区臭灰岩段沉积期所处的低纬度特征有关。     

奥陶系宝塔组灰岩的环境相、生态相与成岩相

晚奥陶世宝塔组灰岩在上、中、下扬子碳酸盐沉积区分布极为广泛，因其层面上注记着不规则状、类似鸡冠花的形态特征，因而素以加引号的“龟裂纹灰岩”称之，以此代表宝塔组灰岩特有的沉积构造，以致于两者为同一词。宝塔组灰岩是地质历史中仅有的、唯一的在层面上具有特殊网纹的形态组构，其他时代的灰岩均无此特点，因而它是地质历史中的“时髦相”。形成这一组构可能有三个因素：一是盆地的沉积－构造背景，华南晚奥陶世为前陆盆地，前隆的结果使建筑在克拉通上的碳酸盐大平台构造掀斜，成为浅海中的深水盆地，为低能、慢速沉积的灰泥岩、泥灰岩提供了宽大而平坦的构造－沉积环境空间；二是深水环境中的生态和生物遗迹，由游泳型角石和与之能抗衡的大型软体生物在软底上和沉积物内留下活动的印迹；三是灰泥和泥质物成岩压实作用，叠加在印痕上，因此，宝塔组灰岩“龟裂纹”组构的形成是构造－沉积环境相、生态相和成岩相的产物。     

安徽巢北地区栖霞组臭灰岩段富有机质成因探讨

以安徽巢北地区二叠纪栖霞组臭灰岩段为研究对象,从岩石学、古生物学及沉积学特征出发,探讨臭灰岩段富有机质与风暴事件沉积之间的关系。臭灰岩段岩性整体为灰黑色中厚层状石灰岩,层间夹数毫米至数厘米厚灰黑色钙质泥岩,整套岩层富含有机质;其中生物化石丰富,整体为热带、亚热带正常盐度浅水生物组合为特征;为正常浅海碳酸盐岩台地沉积,沉积期表现为一个明显的海侵过程,并受风暴作用的频繁扰动。臭灰岩段沉积环境并非“贫氧或缺氧”条件,而是正常富氧环境。富有机质特征一方面得益于沉积期较高的生物产率,同时还与风暴事件沉积作用密切相关,即在风暴作用下,沉积物发生快速堆积,有机质未来得及与富氧水体发生长期接触即被埋藏覆盖,从而导致有机质被良好保存,形成臭灰岩段富有机质特征。风暴作用频发与研究区臭灰岩段沉积期所处的低纬度特征有关。     

广元—宁强地区奥陶纪宝塔组的“穿时”现象

奥陶纪宝塔组在扬子区分布极广,以紫红色或灰白色龟裂纹灰岩,泥质灰岩著称,岩性特殊,野外易识别,是奥陶系上部的一个稳定标志层。地质界中普遍认为该组时代为卡拉道克早期。 最近笔者在四川广元三磊坝,陕西宁强赵家坝和双河口东等地对宝塔组进行了观察     

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.      

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.     

陕南奥陶系宝塔组灰岩网状裂缝成因

为了研究奥陶系宝塔组灰岩网状裂缝的形成原因,利用古生物鉴定、野外露头对比及镜下薄片观察等方法进行分析.古生物以头足类、三叶虫、介形类和棘皮类为主,偶见腕足类,未见藻类.裂缝延伸到生物化石时停止,贯穿地层顶底面但未穿透相邻地层,平面呈瘤状、龟裂纹和S曲线等,锯齿状缝合线切穿裂缝.镜下发现灰质基块内散布着泥质团块,泥质团块通过微裂隙互相连通或连通主裂缝,泥质内夹的灰质碎屑长轴沿裂缝展布,新鲜剖面灰质基块与泥质裂缝无明显界限.提出宝塔期扬子板块处于稳定克拉通沉积环境,网状裂缝是在较深水缓慢沉积的低能开阔台地环境下,由于化学分异作用灰质质点聚集、压实作用胶态粘土矿物脱水收缩、泥质随水排出时充填裂缝而形成的,为非构造成因裂缝.      

华北地台东部奥陶系蠕虫状灰岩的结构特征及成因探讨

蠕虫状灰岩是一种岩石表面具有"蠕虫体"的含云或白云质灰岩,其"蠕虫体"的成因一直存在多种解释。以华北奥陶系蠕虫状灰岩为例,通过观测野外露头剖面、分析典型样品的岩石矿物和地球化学组成,刻画蠕虫状灰岩的空间展布和蠕虫体的个体形态,对比蠕虫体和基质的主元素、微量元素、稀土元素、同位素(δ~(13)C、δ~(18)O、~(87)Sr/~(86)Sr、δ~(26)Mg)等特征。结果表明:(1)蠕虫状灰岩与白云岩地层密切相关,往往下伏于同层系白云岩地层;(2)外形上,"蠕虫体"有渗透型、充填型和浸染型三种类型。渗透型蠕虫状灰岩白云石沿裂缝、粒间缝等发育,连通性好,充填型受生物潜穴和疏松的生物碎片影响,浸染型主要与上覆地层载荷作用有关;(3)蠕虫体和基质均有较低的Sr、Fe、Mn等微量元素含量。相对基质,蠕虫体具有较高的白云石、石英、Sr同位素组成和更为分散的稀土元素特征。蠕虫体的Al_2O_3、Fe_2O_3等含量与Sr同位素呈正相关关系,与Sr含量呈负相关关系;(4)蠕虫体的δ~(26)Mg与原生或准同生成因白云石较为一致,如混合水成因白云石、湖相白云石,而与生物成因白云石δ~(26)Mg差异较大。宏观和微观证据指示,蠕虫状灰岩白云石质蠕虫体以渗透-回流为主:富镁流体渗透流经多孔灰泥质灰岩层,并在前期存在的生物钻孔、微裂缝、未固结的塑性空间内浓缩沉淀形成白云石组分,后期抬升出地表后经差异风化作用形成蠕虫体。     

扬子台地西南部奥陶系宝塔组底部含鲕绿泥石灰岩成因意义

对四川省兴文县上奥陶统宝塔组底部含鲕绿泥石灰岩开展成因研究,有助于了解扬子台地西南部同时期的沉积环境演化过程.通过沉积学分析,并辅助以电子探针和扫描电镜等矿物学研究方法,发现富鲕绿泥石鲕粒及球粒为同生期沉积物,共生的生物碎屑组合指示海水为氧化性水体.丰富的微生物相关组构表明同期微生物席发育,且其代谢活动可致使水岩界面附近形成还原性水体,这是同生鲕绿泥石形成的必要条件,鲕绿泥石形成所需的Fe、Al元素来自早期风化壳在海侵阶段的大规模输入.宝塔组底部富鲕绿泥石灰岩是同期全球海平面演化在扬子台地的具体表现,佐证了早桑比期的海平面下降,是晚桑比期扬子台地快速海侵的重要标志.     

贵阳乌当地区中、上奥陶统沉积学研究

贵阳乌当地区上奥陶统碳酸盐岩地层与扬子地区同时代地层相比具有其特殊性,黄花冲组与宝塔组"龟裂纹"灰岩时代相当.通过对该地区中、上奥陶统碳酸盐岩的研究,划分出亮晶生屑灰岩相、泥晶生屑灰岩相、含生屑泥晶灰岩相、生屑泥晶灰岩相和页岩-粉砂岩相5种沉积相;根据沉积相组合推断此时期乌当地区黄花冲组处于局限潮下低能环境.     

华北地台东部奥陶系蠕虫状灰岩的结构特征及成因探讨北大核心CSCD

蠕虫状灰岩是一种岩石表面具有"蠕虫体"的含云或白云质灰岩,其"蠕虫体"的成因一直存在多种解释。以华北奥陶系蠕虫状灰岩为例,通过观测野外露头剖面、分析典型样品的岩石矿物和地球化学组成,刻画蠕虫状灰岩的空间展布和蠕虫体的个体形态,对比蠕虫体和基质的主元素、微量元素、稀土元素、同位素(δ^(13)C、δ^(18)O、^(87)Sr/^(86)Sr、δ^(26)Mg)等特征。结果表明:(1)蠕虫状灰岩与白云岩地层密切相关,往往下伏于同层系白云岩地层;(2)外形上,"蠕虫体"有渗透型、充填型和浸染型三种类型。渗透型蠕虫状灰岩白云石沿裂缝、粒间缝等发育,连通性好,充填型受生物潜穴和疏松的生物碎片影响,浸染型主要与上覆地层载荷作用有关;(3)蠕虫体和基质均有较低的Sr、Fe、Mn等微量元素含量。相对基质,蠕虫体具有较高的白云石、石英、Sr同位素组成和更为分散的稀土元素特征。蠕虫体的Al_2O_3、Fe_2O_3等含量与Sr同位素呈正相关关系,与Sr含量呈负相关关系;(4)蠕虫体的δ^(26)Mg与原生或准同生成因白云石较为一致,如混合水成因白云石、湖相白云石,而与生物成因白云石δ^(26)Mg差异较大。宏观和微观证据指示,蠕虫状灰岩白云石质蠕虫体以渗透-回流为主:富镁流体渗透流经多孔灰泥质灰岩层,并在前期存在的生物钻孔、微裂缝、未固结的塑性空间内浓缩沉淀形成白云石组分,后期抬升出地表后经差异风化作用形成蠕虫体。     

岩性不均一的灰岩风化壳发育特征——贵阳花溪剖面粒度分布特征的指示

通过贵阳花溪夹泥质薄层的灰岩风化壳剖面的粒度分布特征的研究,结合矿物成分分析,揭示出岩性不均一的灰岩风化壳的发育特征: 灰岩作为剖面主体的成土母岩,风化早期,其以碳酸盐矿物的大量溶蚀及酸不溶物的残余积累为特征,同时方解石的溶解也延缓了酸不溶物的风化; 后期,随着易溶盐类消失殆尽,酸不溶物作为风化主体,开始了类似其它岩类的风化过程。而灰岩中的泥质薄层夹层,作为风化壳的次要组分,在灰岩风化过程中,由于存在巨大的体积缩小变化,泥质薄层被错断并被灰岩的风化产物所包裹,延缓了其风化发育进程。于是,各端元组分由于所处的微环境的差异,受风化溶液的影响程度不同,按照各自的风化方向和演化方式进行。随着风化程度不断增强,泥质薄片的包裹体分解,端元组分逐渐混合、趋同,风化壳趋于均质化,以统一的风化成土作用向表生稳定的矿物转变。      

四川盆地中部侏罗系大安寨段含有机质泥质介壳灰岩储层的认识及其意义

四川盆地中部下侏罗统大安寨段可划分为三个亚段,主要由暗色泥页岩、结晶介壳灰岩、泥质介壳灰岩三种岩性构成。暗色泥页岩形成于深湖—半深湖相环境,是主要的烃源岩,滨浅湖高能滩相结晶介壳灰岩一向被认为是主要储层,其储集空间以裂缝为主。露头地质调查、岩心和薄片观察、物性资料及试油资料的分析表明,浅湖—半深湖较低能滩相含有机质泥质介壳灰岩是主要的储集层和产层,单层厚度薄,但累积厚度较大,分布面积广,常夹于暗色泥页岩中,源储一体,更有利于成藏。这类泥质介壳灰岩的壳间孔构成了主要的储集空间,壳间孔平行于壳体的长轴方向排列,并常见黑色有机质充填。认为四川盆地大安寨段的油气勘探方向可由结晶介壳灰岩向含有机质的泥质介壳灰岩拓展,浅湖—半深湖较低能滩沉积相带可成为新的勘探领域。初步预测大安寨段上部的一亚段新增有利勘探面积6 100 km2,中部的一三亚段新增有利勘探面积6 600 km2。     

便携式钻机在水泥灰岩矿勘查中的应用

便携式钻机已广泛应用于地质与工程勘查中,为了进一步扩大便携式钻机的应用范围,倡导绿色勘查,在湖南省东安县王师岭矿区水泥灰岩矿勘查中,采用ZY-25型便携式钻机以钻代槽进行地表取样,取得了较好的效果。应用实践表明,当矿区构造简单,岩层产状较平缓且稳定,矿体厚度较大,矿石有用组分含量较高且分布均匀,有害组分含量较低时,采用便携式钻机取样代替槽探取样评价矿床是可行的。     

再论安徽沿江地区中二叠统栖霞组砾屑灰岩的成因

安徽沿江地区中二叠统栖霞组地层厚度大,有机质含量高,保存条件良好,其广泛发育的砾屑灰岩也是人们重点关注的对象。但对砾屑灰岩的成因一直存在不同的观点,这对下扬子地区二叠纪古地理恢复及油气勘探等无疑是一种制约。因此,确定栖霞组砾屑灰岩的成因及沉积相意义重大。根据砾石的颜色、含量、产出形态、粒径和圆度等,本文将栖霞组砾屑灰岩分出四种不同类型。综合国际上对砾屑灰岩的成因认识及前人对本区的研究成果,并结合本文研究,对栖霞组砾屑灰岩的成因进行深入讨论。讨论结果显示,砾屑灰岩应为斜坡沉积产物。另外,由于斜坡坡度的差异,分别发育不同的砾石形态、砾石与基质的组合及岩相特征。栖霞组砾屑灰岩的斜坡相沉积可以进一步分为斜坡上部、斜坡中部和斜坡下部。     

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.     

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组碳酸盐岩不同沉积相有机地球化学特征

马家沟组浅水碳酸盐沉积体系可分为滩相、开阔台地相、局限台地相和蒸发台地相四个相带;讨论了不同相带的有机质丰度、可溶有机质族组成及其生物标志化合物特征。研究表明,局限台地相有机质丰度相对较高,富含饱和烃和芳烃,正构烷烃轻组分含量相对较高;滩相有机质丰度相对较低,富含非烃和沥青质,正构烷烃重组分含量相对较高。不同相带的碳酸盐岩生烃潜力不同,局限台地相水动力条件较弱,处于还原沉积环境,有利于有机质保存,生烃潜力较高,是油气源岩良好的分布区;而滩相为颗粒灰岩,孔隙发育,非烃和沥青质所占比重较大,是良好的储集带。