黔渝地区志留系龙马溪组黑色笔石页岩的阶段性渐进展布模式

龙马溪组黑色页岩在贵州、重庆等地广泛分布,是志留系生物地层研究和页岩气勘探的重要对象.本文针对黔渝地区从贵阳、遵义、桐梓、綦江至华蓥山这一由南向北的廊带,以其中生物地层研究程度较高的典型剖面为基础,总结出龙马溪组黑色笔石页岩的阶段性渐进展布模式.在横向上利用笔石带对比框架,将遵义至华蓥山划分为四个发育不同黑色页岩层段的廊带,并研究它们随时间展布的规律;同时,也较为准确地获得了龙马溪组黑色页岩与其上混合相地层和碳酸盐岩地层之间互相消长的相变过程.此外,本文还利用笔石深度分带的通用模式,论述了黔渝龙马溪组连续沉积的笔石页岩层段随时间其沉积水深不断加深的过程,从而将其划分为从LM1到LM5的海侵渐进阶段和LM5之后的均衡扩展阶段,在每一阶段龙马溪组黑色页岩的分布受控于不同的主导因素.这一阶段性渐进展布模式,对研究四川盆地南缘龙马溪组黑色页岩的时空分布具有重要的参考意义.     

成岩过程对五峰-龙马溪组页岩地震岩石物理特征的影响

五峰-龙马溪组页岩是目前国内页岩气勘探的首选层位,而其地震岩石物理特征是利用地震方法进行"甜点"预测的重要基础之一,但对五峰-龙马溪组页岩地震弹性特征变化规律的研究并未考虑沉积、成岩过程的影响,致使相应的规律性认识缺乏地质意义.在对五峰-龙马溪组页岩样品系统声学测量基础上,分析了页岩样品地震弹性性质的变化规律.利用X射线衍射分析、扫描电镜（SEM）、阴极发光（CL）与能谱分析确定了五峰-龙马溪组页岩在不同沉积环境下的成岩过程,并讨论了成岩过程与地震弹性性质变化规律的因果关系.研究结果表明,页岩中有机质（TOC）受高热演化程度的影响,其密度通常高于1.4 g·cm^-3,并接近于有机碳密度上限1.6 g·cm^-3（石墨密度）.五峰-龙马溪组页岩地震弹性性质变化规律整体受沉积环境控制,沉积环境的差异形成不同的成岩过程,致使地震弹性特征也表现出不同的变化规律.表现在五峰-龙马溪页岩样品动态岩石物理特征主要受岩石结构控制（支撑颗粒弹性性质）,而孔隙度、TOC含量以及孔隙形状则为对地震弹性特征影响的次一级因素.五峰-龙马溪组页岩上段为浅水陆棚相,机械压实与化学压实（硅质胶结）为先后两个过程,造成样品表现出高的速度-孔隙度变化率、高速度比（泊松比）、高各向异性以及低TOC含量的特征.五峰-龙马溪组页岩下段为深水陆棚相,机械压实过程中同时伴有生物成因的硅质胶结,造成岩石样品表现出较高TOC含量与孔隙度、各向异性较弱以及较小的速度-孔隙度变化率.研究结果可为五峰-龙马溪页气储层的测井解释和地震"甜点"预测提供依据.     

东马努斯海盆PACMANUS热液区Si-Fe-Mn羟基氧化物的矿物学和微形貌特征

本文对东马努斯海盆PACMANUS热液区产于英安岩环境中的Si-Fe-Mn羟基氧化物样品进行了矿物学和微形貌分析.结果表明,该样品主要由Si-Fe-Mn羟基氧化物组成,结晶差,含少量的针铁矿、水钠锰矿、钡镁锰矿、绿脱石和蛋白石-A.样品中具疑似生物遗迹,如细丝状硅质物和空心管状物.鳞片状绿脱石可构成蜂窝状结构,也可生长在空心管的表面.绿脱石是低温热液活动的产物,其形成可能受到了微生物作用.Si-Fe-Mn羟基氧化物具有两种类型核心:Si-Mn质核和Si质核,其外层均包裹着Si-Fe质层,分别分布在杆状和球状羟基氧化物中.Si-Mn质核中SiO2含量为39.32wt%～86.31wt%,MnO为4.97wt%～27.01wt%,Fe2O3含量较低,为0.54wt%～3.43wt%;Si质核中SiO2含量为90.17wt%,MnO和Fe2O3含量较低,分别为0.06wt%和3.47wt%.其中,Si-Mn质核的生长与微生物活动相关,Si质核为无机成因.     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组火山活动的环境响应

通过岩心、薄片观察、X射线衍射分析、干酪根鉴定和碳氧同位素测试等技术方法,明确了岩石学特征、有机质组分类型及赋存状态、碳氧同位素值特征,结合准噶尔盆地二叠纪地层特征及火山机构分布,对吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积时期火山活动的环境响应进行研究。结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组岩性为火山物质与碳酸盐岩的混合沉积,火山物质为凹陷周缘或远源火山活动输入。有机质组分以降解藻和沥青质体为主,来源于遭受降解作用的低等水生藻类。剖面碳酸盐岩碳同位素介于6. 8‰～9. 7‰,平均值为8. 3‰,具有向正高值漂移的特征,氧同位素介于-11. 9‰～-4. 3‰,平均值为-6. 2‰。通过对准噶尔盆地二叠纪地层特征及火山机构分布调查的结果表明,该时期盆地范围内火山活动规模大,范围广。凹陷内部火山活动较弱,受其周缘火山活动的影响强烈。火山活动期间,飘落湖盆中的火山物质释放出大量营养元素有利于藻类等有机生物生长,在安静还原的水体环境中,有机质呈藻纹层分布,碳同位素具有正高值特征。火山活动间歇期,湖平面下降,湖泊底部水体向氧化环境转变,有机质遭到降解,以局部顺层富集或分散状分布,碳同位素值降低。凹陷周缘及盆地范围内长期、频繁的火山活动促使藻类等低等生物繁盛是碳同位素具有正高值特征及规律变化的根本原因。     

下扬子区奥陶纪晚期古地理演变及华南“台-坡-盆”格局的打破

通过收集和整理了下扬子区120条上奥陶统剖面的综合地层资料,并基于统一的生物带序列对其进行地层划分和对比.进而在统一的时间框架下,针对每一个笔石带,圈定各岩石地层单元的分布范围,勾勒海陆边界,重建下扬子区奥陶纪晚期的古地理格局.结果表明,晚奥陶世凯迪晚期开始,随着"江南古陆"抬升并露出水面,其影响范围自南向北不断扩展,逐步截断了江南斜坡带和上、下扬子区,使得华南奥陶纪凯迪中期之前长期存在的"台-坡-盆"古地理格局消失.这一事件造成奥陶纪晚期"江南古陆"两侧的沉积分异,其西侧江西武宁、修水地区由斜坡相转变为台地相,沉积了与上扬子台地基本类似的五峰组-新开岭层的连续地层序列;而"江南古陆"东侧则转变为西、南较浅,向东北方向变深的新的古地理格局,沉积了从浅水台地相到较深水斜坡相的多种巨厚、近陆源的岩石地层组合.这一事件同时还封闭了上扬子海盆的东南出口,使其形成了半封闭和局限滞留的沉积环境,为奥陶纪末高有机质黑色页岩的发育创造了条件.下扬子区奥陶纪晚期一系列古地理格局变化的主控因素前后不同,在凯迪晚期,其东、西两侧沉积分异主要受到华南区域性构造运动——广西运动的影响;而在赫南特期,各个沉积相区水体普遍变浅,则主要受控于冈瓦纳冰川凝聚事件导致的全球性海平面下降.     

论义县组尖山沟层

尖山沟层是辽西义县组火山-沉积岩系最下部的一个含化石沉积岩夹层, 由上、下两层灰黑色页岩、底部砂砾岩、顶部凝灰质砂岩、中部块状粉砂质泥岩和粉砂岩, 以及安山岩组成, 厚28~95 m, 富含火山物质; 以产早期鸟类、被子植物和长毛恐龙闻名于世, 还含有双壳类、腹足类、叶肢介、介形虫、虾、昆虫、鱼、两栖类、原始哺乳动物和其他爬行动物, 是东亚中生代晚期著名“热河生物群”的典型代表. 近几年新提出的“炒米店子组”、“四合屯组”等都是它的后出同物异名. 虽然热河生物群是东亚一个土著类群, 但它的地理分布几乎比半个欧洲还大, 其中有些种类与欧洲侏罗纪晚期的分子关系比较密切, 如孔子鸟与始祖鸟都是原始鸟类, 中华龙鸟的骨骼构造与美颌龙十分相似, 介形类与英国Purbeck层的组合面貌相近, 衍蜓则与德国Solnhofen所产是同一个属, 从生物地层学对比角度看, 它的地质时代似更倾向于晚提塘期(late Tithonian). 最新锆石U-Pb法测年尖山沟层的年龄是125.2 Ma, 与激光⁴⁰Ar/³⁹Ar法测年124.6 Ma接近, 英国过去在Purbeck层内部侏罗-白垩系界线附近用海绿石曾测出过125 Ma的年龄, 国际地质年表上的侏罗-白垩系界线值(130, 135, 137, 142或145.5 Ma)是值得进一步深入探讨的.     

奥陶纪末期深水介壳动物群在湘西北的发现及其古生态意义

首次记述湘西北桃源和慈利县境奥陶系顶部新开岭层产三叶虫武宁尖盾虫(松溪虫)(Mucronaspis(Songxites)wuningensis)和腕足类平月贝-小埃吉尔月贝组合(Paromalomena-Aegiromenella Assemblage),并新建小埃吉尔月贝群集(Aegiromenella Association).群落生态分析表明,这是赫南特期华南深水介壳动物群,栖息在上扬子区东南缘外的湘西北斜坡上,与上扬子区北缘陕南斜坡、渝北凹地(新名)、下扬子区赣皖苏缓坡的同期产物一样,均属于凉深水、低分异度的赫南特贝动物群,宜归于BA4-5(水深约60～150m,最深可达200m)的生态位;与上扬子台地浅水三叶虫M.(S.)mucronata类群和典型赫南特贝动物群(Hirnantia Fauna)有重要差异,后者主要栖息在BA2-3(水深约5～60m)的生态位.首次绘制出华南赫南特期浅水和深水壳相动物群古地理分布型式.假设湘西北奥陶纪末期沉积速率均等,根据五峰组压实厚度和笔石带绝对年龄值,推算出新开岭层沉积时间只有1.2万年,这或许表明该时期全球重大环境变化在时间上比原先想象的要短很多,尤其是对深水域的影响,明显短于浅水域.