华南地区二叠纪栖霞组碳酸盐岩成因研究及其地质意义

二叠系栖霞组是华南地区一个特殊的碳酸盐岩地层,富含有机质和燧石结核,具广泛的空间分布,但是岩相和厚度变化极小,同时发育天青石结核和海泡石。概述前人对这些沉积特殊性的研究成果及存在问题。对其特殊性的深入成因分析表明,栖霞组其他沉积特殊性均与栖霞期的缺氧沉积环境有关,而缺氧沉积环境的成因可能与栖霞期较高的生物产率有关。根据栖霞期全球古气候、古海洋背景研究的最新进展,结合栖霞组的沉积学特征,认为栖霞组特殊性的成因可能与当时较高生物产率有关,进一步研究、确定栖霞期较高生物产率的成因及其变化将具有重要的地质意义。     

巢湖市二叠纪栖霞组生物碎屑的数量及其地质意义

通过对巢湖凤凰山东南坡二叠系下二叠统栖霞组进行了系统的剖面测量,底部为梁山段劣质煤线,上部为灰岩夹有薄层碳质泥页岩,顶部为含燧石结核灰岩,生物碎屑含量具有先增加后减小的规律。结合前人对全球栖霞期古气候、古海洋的研究,栖霞期海平面整体上升,在海侵的过程中出现多次海退,沉积环境为泻湖-局限海湾-开阔台地-碳酸盐岩台地。结合燧石结核主要为热液成因的认识,推断二叠纪栖霞组生物碎屑的变化可能与260Ma峨眉山地幔柱前期地质作用有关。     

安徽巢湖市二叠系栖霞组生物碎屑的数量及其地质意义

巢湖凤凰山东南坡二叠系下统栖霞组底部为梁山段含劣质煤线,上部为灰岩夹有薄层炭质泥页岩,顶部为含燧石结核灰岩,根据实测地层剖面,发现生物碎屑含量具有先增加后减小的规律。结合前人对全球栖霞期古气候、古海洋的研究,认为栖霞期海平面整体上升,在海侵的过程中出现多次海退,沉积环境为澙湖—局限海湾—开阔台地—碳酸盐岩台地。根据燧石结核主要为热液成因的认识,推断二叠纪栖霞组生物碎屑的变化可能与260Ma峨眉山地幔柱前期地质作用有关。     

华南栖霞组菊花石假象内正延性玉髓的成因及其地质意义

正延性玉髓常被视为干旱蒸发沉积环境的标志。正延性玉髓亦广泛分布于华南地区栖霞组菊花石 (目前绝大多数为天青石假象 )内。本文在天青石后期矿物交代序列识别的基础上,通过对菊花石内各期次碳酸盐交代矿物的电子探针分析,发现菊花石内正延性玉髓形成于富含硫酸根离子和镁离子的成岩介质条件中。结合已有的正延性玉髓研究报道和栖霞组的沉积、成岩作用环境特征分析,认为华南地区栖霞组菊花石内正延性玉髓的形成环境与高蒸发沉积环境或高盐度成岩环境无关。因此,仅根据正延性玉髓的出现不足以确定沉积或成岩环境的盐度条件。     

华南地区栖霞组菊花状天青石的交代及其地质意义

本文在收集大量菊花石标本的基础上，通过岩石薄片镜下鉴定及X射线衍射分析，识别了华南地区栖霞组菊花石假象内矿物的成因类型，建立了矿物交代序列，并通过对菊花石假象内各种矿物成分的电子探针分析和对交代方解石，脉方解石及其围岩的氧，碳同位素分析，探讨了菊花石交代过程中的成岩环境,合理地解释了菊花石内正延性玉髓和栖霞组内海泡石的成因。     

安徽巢湖地区中二叠统栖霞组灰岩中燧石成因

安徽省巢湖地区中二叠统栖霞组以发育一套滨海沼泽－浅海碳酸盐台地环境为主的细碎屑岩至碳酸盐岩沉积建造为特征,灰岩中常见结核状及条带状燧石。燧石多为椭球状和串珠状,部分燧石与灰岩间发育宽约0.5 cm的过渡带。镜下观察灰岩为微晶生物碎屑灰岩;过渡带也多由微晶方解石组成,多数钙质生物壳体被石英充填或半充填,扫描电镜下可见方解石微溶、石英充填溶孔的现象;燧石主要为隐晶及微晶石英,生物碎屑类型与灰岩中基本一致,且多被石英交代。岩石学特征表明死亡的生物在腐烂降解过程中形成的有机酸抑制了碳酸钙的沉淀,并使部分生物碎屑及灰泥发生溶蚀,胶质二氧化硅沉淀,形成燧石结核。燧石中w(Al)/w(Al+Fe+Mn)平均值为0.63,远大于热水沉积硅质岩的最大值0.35;Fe/Ti平均值为9.5,小于热水成因的最小值20;Al-Fe-Mn三角图投点位于非热液成因区域;燧石中Al₂O₃含量平均值为0.20%,远高于MgO、Na₂O、K₂O的含量。分析认为,该区燧石结核的二氧化硅可能来源于陆源物质。     

重庆石柱二叠纪栖霞组地球化学特征及其环境意义

在对重庆市石柱县二叠纪栖霞组地层野外露头沉积特征研究的基础上,结合室内薄片观察,根据碳酸盐岩样品的元素含量、比值及相关性,探讨了栖霞组沉积地球化学特征与古环境意义.用于古环境分析的10件栖霞组样品SiO₂、MgO含量低,且两者具有较好的正相关性,Sr含量高,平均为1 751×10-6,Mn/Sr<0.1,Fe/Sr<1,δ18O_PDB>-10‰,表明成岩过程中样品几乎不受硅化及白云岩化作用的影响,未发生化学性质上的改变,可作为古环境分析的可靠对象.栖霞组碳酸盐岩CaO含量高,平均为53.81%,接近纯灰岩的理论化学组成,陆源元素Al₂O₃、TiO₂含量很低,平均值分别为0.17%与0.012%,表明其形成于陆源碎屑影响微弱的稳定古海洋环境.古气候指标MgO/CaO比值极低,平均为0.026,古盐度指标100×(MgO/Al₂O₃)比值高,平均为1 241,古水深判别指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)比值高,平均值分别为286和4.54,指示了栖霞组碳酸盐岩为潮湿气候下的陆表海(远岸)沉积.古氧相地球化学指标U/Al、V/Al、Mo/Al、Cr/Al、Co/Al、V/(V+Ni)和U/Th特征一致表明栖霞组碳酸盐岩沉积于贫氧—缺氧环境.垂向上,陆源元素∑(Al₂O₃+TiO₂)含量逐渐降低,古水深指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)比值逐渐增大,表明栖霞组沉积过程中离岸渐远、陆源供给逐步减少、水体持续加深.     

湖北省巴东栖霞组沉积成岩作用地球化学特征研究

在详细的沉积作用、成岩作用研究基础上,利用多元统计分析方法重点对湖北省巴东水布垭剖面栖霞组碳酸盐岩地球化学特征进行了分析。研究表明,该组碳酸盐岩中 CaO 、Al₂O₃ 、K₂O 、Fe₂O₃ 、P、Ba 和 Mn的含量主要与沉积环境或原岩岩性有关,地层中SiO₂、MgO 、Sr 和 Na 的含量主要与成岩作用有关。建立了栖霞组沉积成岩作用地球化学模式。该研究合理地解释了本组岩石特殊的地球化学特征,深化了对该组岩石形成环境,特别是成岩环境的认识,区分了沉积作用和成岩作用对该组岩石地球化学特征的影响,对合理地选取有关地球化学参数研究该组岩石及类似地层的沉积作用和成岩作用具参考价值。     

华南地区栖霞组沉积地球化学特征研究

利用多元统计分析方法对广西来宾铁桥剖面栖霞组层纹灰岩和江西慈化洪桥剖面栖霞组粒泥灰岩的岩石地球化学特征进行了分析;对广西来宾铁桥剖面栖霞组的灰岩样品40件及该剖面中产出的菊花石样品8件、江西慈化洪桥剖面的粒泥灰岩样品8件、浏阳永和剖面的灰岩样品10件及该区产出的菊花石样品3件进行了黄铁矿矿化程度(DOP值)的测定分析,分析结果表明华南地区的DOP值多数大于0.42;结合岩石微量元素比值特征的分析,表明华南地区栖霞组灰岩形成于缺氧的沉积环境.DOP值的变化趋势为:浏阳>来宾＞慈化,表明华南地区3个剖面的沉积环境含氧量的关系为:浏阳<来宾<慈化.DOP值在3个剖面上的周期性变化与剖面中的沉积旋回相对应,亦表明沉积环境的含氧量呈周期性变化.     

Nodular celestite in the Chihsia Formation (Middle Permian) of south China

The middle Permian Chihsia Formation of south China accumulated on a shallow shelf, and consists mainly of black to dark grey micritic limestone rich in chert nodules and organic matter. A unique type of nodular crystal cluster is distributed widely in the carbonate succession. Most crystal clusters consist of calcite. Some, however, are composed of celestite, and geochemical, microscopic and crystal morphological data suggest that celestite was the precursor of the calcite. The celestite developed displacively within the sediments during early diagenesis, before compaction and before local dolomitization of the host rock. Similar strontium isotopic values were obtained from the celestite clusters, replacement calcite, vein calcite and host rock. The values are within the range of middle Permian sea water. The strontium in the celestite was furnished chiefly by either diagenetic alteration of strontium‐rich marine aragonite to strontium‐poor calcite, or aragonite dissolution induced by aerobic oxidation of organic matter, or both. The sulphur isotopic values of the celestite are about 6–11‰ heavier than the sulphur isotopic value of sulphate in coeval sea water. Based on geological context, this difference is attributed to microbial reduction of porewater sulphate in the Chihsia sediments.     

湘中南二叠系孤峰组硅质岩的成因属性及其地球动力学指示意义

华南二叠系底部的硅质岩及同一层位对应于华南重要的地幔强活动期和成矿期，有非常重要的动力学指示意义。研究表明，孤峰组剖面的岩性可划分为三段：泥页岩段、厚层状硅质岩段和薄层状硅质岩段。沿剖面自下而上，Al2O3、K2O和TiO2含量逐渐降低，MnO、TFe等组分逐渐升高；稀土元素显示出一定的铈负异常，∑REE偏低，且向上∑REE逐渐减少而HREE／LREE逐渐增高；一些热水沉积诊断性微量元素如As、Sb、Hg等也显示出一定程度的异常。这些特征均表明硅质岩的成岩过程中包含有正常沉积和热水沉积的共同作用，且自下而上热水沉积作用逐渐增强的趋势。这种成岩作用的演化特征，代表了下扬子地台拉张裂陷盆地对晚古生代伸展背景的沉积响应，对于探讨裂谷盆地阶段性发育的动力学特征有一定的指示意义。     

川西北二叠系栖霞组小有孔虫动物群

川西北广元旺苍王家沟剖面二叠系栖霞组小有孔虫动物群由14属27种组成(含比较种、亚种而不含未定种),其中Globivalvulina属及Palaeotextularidae科的物种分异度最高,合计约占总种数的50%。在系统分类的基础上,建立了Globivalvulina组合,作为识别该区二叠纪最大海进时期的标志性动物群。通过对该剖面栖霞组小有孔虫动物群的研究,不仅丰富了四川盆地二叠纪有孔虫的资料,而且为川西北王家沟剖面栖霞组与华南其他地区同期地层的对比提供了更多生物方面的依据。     

四川广元中二叠统栖霞组似球粒灰岩微相特征及沉积学意义

四川广元上寺中二叠统栖霞组中段发育碳酸盐岩浅滩相.露头观察、镜下分析得出,其颗粒类型中,似球粒、包粒十分丰富,占较大比重.研究层段识别出粪球粒、巴哈马似球粒、微生物似球粒三种类型.其中以巴哈马似球粒最为常见,它是由生物碎屑的泥晶化导致的.基于颗粒类型、沉积组构的详细观察和微相分析,得出研究层段总体沉积环境为似球粒为主的...     

云贵地区二叠系瘤石灰岩的成因

云南东北部及贵州北部的二叠系中广泛发育了瘤石灰岩（亦称眼球石灰岩）。瘤石灰岩由颜色较浅、较纯净的石灰岩瘤和颜色较深、泥质含量较高、微缝合线发育密集的包层组成。组成瘤和包层的石灰岩类型一致,为生屑石灰岩、生屑质灰泥石灰岩、含生屑灰泥石灰岩或灰泥石灰岩。本次研究认为,瘤石灰岩是压溶成岩作用的产物,不是某种沉积环境的标志     

恩施剖面栖霞组下部贫氧-缺氧环境成因模式

我国华南地区二叠系栖霞组沉积了多套富有机碳的暗色岩系,是华南地区油气勘探的潜在烃源岩。其形成主要与水体的氧化还原以及古特提斯海洋洋流系统有关。然而,栖霞期水体的缺氧-贫氧的成因模式还需要更多的地质证据。本文选择湖北省恩施剖面栖霞组下部臭灰岩段钙质页岩及碳酸盐岩夹层为研究对象,开展稀土元素REE、微量元素Th/U比值以及碳酸盐矿物晶格内微量硫酸盐硫同位素组成分析。研究结果表明,栖霞组下部臭灰岩段的下部沉积水体主要为缺氧至贫氧条件,而臭灰岩段上部主要为贫氧至氧化条件。这些缺氧至贫氧沉积主要是由洋流的上涌造成。洋流的上涌将深水环境中缺氧、贫氧的底部水体涌至陆棚斜坡地带,造成斜坡浅水地带形成一个近似倒三角的缺氧-贫氧水体带,从而沉积了栖霞组暗色薄层石灰岩或钙质页岩。     

鄂西峡口地区中二叠统栖霞组碳酸盐岩微相及相序

鄂西峡口地区在构造上属中扬子台地北缘,发育了一套比较完整的中、上二叠统海相碳酸盐岩沉积。采用微相分析的方法,对中二叠统栖霞组碳酸盐岩的生物组合、微相类型和沉积环境进行了研究,将峡口地区的栖霞组沉积归纳为7种微相:多类型生物碎屑粒泥灰岩、含大壳体有孔虫的生物碎屑粒泥-泥粒灰岩、粗枝藻粒泥-泥粒灰岩、破碎的生物碎屑粒泥灰岩、具定向排列的藻屑—腕足泥粒灰岩、含内碎屑的生物碎屑泥粒灰岩、含原地珊瑚和藻类的生物碎屑泥粒灰岩。碳酸盐岩微相类型的垂向序列指示了峡口地区的栖霞组形成于碳酸盐岩缓坡环境,其底部地层沉积于内缓坡局限海相,中上部地层为内缓坡边缘低能生物丘相与内缓坡开阔海相的交替沉积。