浙江西部建德群锆石LA ICP MS之U Pb同位素年龄及其地层学意义

为进一步认识华南埃迪卡拉纪(震旦纪)海水硫化条件的演变过程,本文对斜坡相沉积的陡山沱组中的黄铁矿进行形态与粒度分布研究。结果表明陡山沱期沉积的多数黄铁矿是早期成岩作用形成,以自形、半自形晶体为主;个别层位中草莓状黄铁矿粒径大于10μm的比例较高（89%~96%）,反映是在海水、沉积物界面以下生长的,不能充分指示水体硫化状态。但在陡山沱组中部和上部发育有数层从水体中析出的同沉积草莓状黄铁矿（96%以上的莓球粒径小于10μm）,反映出海水硫化条件发育。黄铁矿铁与高活性铁的比值（FePY/FeHR）作为判别海洋硫化状态的重要指标,可能会因次生黄铁矿的叠加效应影响而产生偏差,应结合黄铁矿矿物形态—粒度分析和其他手段加以校正。通过这2种方法并结合碳、硫同位素等研究表明,陡山沱组沉积旋回Ⅰ顶部和旋回Ⅲ底部沉积期间华南古海洋曾经历了两幕规模较大的间歇性硫化时期,在此期间硫化水体的覆盖范围至少包括陆架至斜坡中部相区。硫化水体的形成和时空演变主要受大气含氧量、海水硫酸盐浓度、细菌硫酸盐活动（BSR）及海平面变化等因素控制。重要的生物类群主要出现在非硫化间隔期,表明海水硫化条件是限制生物发展的重要环境因素之一。     

华南埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组生物地层学研究的新进展

本文重点介绍华南地区埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组生物地层学研究的新进展:(1)贵州江口陡山沱组上部黑色页岩中发现保存完美的八辐射螺旋结构的埃迪卡拉型动物化石--八臂仙母虫,首次确立陡山沱组上部庙河生物群层位有埃迪卡拉型动物化石的存在,为该层位与澳大利亚典型埃迪卡拉动物群层位对比提供了重要证据.(2)陡山沱组第二段首次发现有饰天柱山藻,确立了陡山沱组中下部出现的以Tianzhushania属为特征的具刺疑源类下组合带,为同期地层的对比提供了新依据.(3)在峡东地区陡山沱组第三段发现以Tanarium属为特征的具刺疑源类上组合带,它们与断面呈圆形和方形的管状化石共生,层位稳定,分布广泛.这些新古生物的发现,不仅进一步完善了我国埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组的生物地层序列,而且为解决全球埃迪卡拉系划分和对比提供了可靠的古生物依据.     

华南埃迪卡拉纪陡山沱海洋中无机碳同位素组成变化

报道了贵州江口桃映深水相剖面陡山沱组碳酸盐岩δ13C值的变化特征,结合其他已报道的数据,分析了华南扬子地区埃迪卡拉纪陡山沱海洋不同沉积环境,包括盆地相、斜坡相、台地相、台地边缘相碳酸盐岩中δ13C变化趋势及绝对值的异同,发现浅水区剖面记录的δ13C漂移次数多于深水区剖面,且不同相区δ13C值也有差异。δ13C值的差异与埃迪卡拉纪陡山沱海洋的阶段性演化密切相关。基于不同相区的δ13C值变化,埃迪卡拉纪陡山沱海洋的演化历史可分为3个时期:1)陡山沱组1段盖帽白云岩沉积期华南扬子地区很可能为一个开阔台地,白云岩中δ13C值可能继承于幔源CO2的碳同位素特征,深水区和浅水区碳酸盐中δ13C值无显著差异;2)陡山沱组2段和陡山沱组3段下部沉积时期盆地深水区中δ13C值显著低于浅水区,且深水区δ13C值与陡山沱组1段时期无显著差异,浅水区的δ13C值则显著升高;3)陡山沱组3段上部和陡山沱组4段沉积时期陡山沱盆地中δ13C值均显著下降,且不同沉积环境中的δ13C值差异度降低。盖帽后埃迪卡拉纪陡山沱海洋阶段性演化主要与不同时期深水区DOC库的逐步氧化有关。     

华南埃迪卡拉纪陡山沱组物源风化对全球性成磷事件的启示

华南埃迪卡拉纪陡山沱组沉积于原始地球-生命系统向现代地球-生命系统过渡的关键时期,该套地层记录了地质历史时期一次大规模成磷事件,但关于该次成磷事件中磷元素的来源仍存在诸多争议。浅海区磷元素主要来源于由河流搬运的陆表含磷矿物风化产物及上升流作用所带来的其他海域含磷水体,这两种来源可以通过全岩碎屑元素(Al、Fe、Th等)和稀土元素的含量及其分布特征进行区分。本文通过对上扬子地区乡党坪剖面和四斗坪剖面的陡山沱组主、微量元素特征的综合分析,恢复了该地区的物源体系及其风化作用过程。较高的P₂O₅-Al₂O₃、P₂O₅-Fe₂O₃相关性,表明该时期磷来源于陆地风化而非上升流;较低的Th/Co、La/Sc、Th/Cr等比值,TiO₂-Zr相关性以及Th-Hf-Co、La-Th-Sc三角图分布关系,表明研究区内陡山沱组的物源体系主要为玄武岩;较高的化学蚀变指数(CIA)和较低的Sr/Cu值,表明物源区当时...     

中国埃迪卡拉纪岩石地层划分和对比

埃迪卡拉系于2004年正式建立,是目前《国际年代地层表》中最晚建立的一个系级单元.中国震旦系的研究已有一百多年的历史,其含义几经变化,2000年全国地层委员会修订的震旦系是与埃迪卡拉系涵义相同的系级单位.近年来,中国埃迪卡拉系综合地层学研究取得了一系列新进展,在岩石地层划分对比方面形成了若干新认识.本文基于对已有地层资...     

沉积地层中的黄铁矿形态及同位素特征初探——以华南埃迪卡拉纪深水相地层为例

地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下,作为海洋重要的氧化性离子,陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中,硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏,其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态,不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面,而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同,大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程,是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程,并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例,识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征,对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明:不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿;碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿,并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值（δ34S_L-pyr）通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值（δ34S_T-pyr）,最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时,需要区分不同形态黄铁矿,仔细剔除大颗粒黄铁矿,降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。     

中国华南陡山沱组烃源岩的形成机制与分布预测

震旦系(埃迪卡拉系)陡山沱组是成冰系(南华系)极端冰期事件结束后首次沉积的泥岩和碳酸盐岩地层,大规模的海侵活动导致在全球广泛发育富有机质黑色页岩,可能是未来深层油气和页岩气勘探的重要烃源岩层.中国华南陡山沱组烃源岩分布广泛,由于受古构造格局、沉积相带等因素影响,烃源岩非均质性强、平面上分布差异大.本文在前人研究基础上,...     

湖北峡东地区牛坪剖面埃迪卡拉系碳同位素组成及地质意义

对湖北宜昌埃迪卡拉系牛坪剖面碳酸盐岩进行了高精度的碳、氧同位素分析,微量元素测定。碳同位素演化趋势研究表明,牛坪剖面陡山沱组与灯影组下部存在2 次碳同位素负漂移和3 次显著的碳同位素正漂移。负漂移分别位于陡山沱组底部( EN1) 和陡山沱组中部( EN2) ,δ13C 值分别降低到－ 3. 6‰、－ 2‰。正漂移分别位于陡山沱组下部( EP1) 、上部( EP2) 以及陡山沱组和灯影组界线处( EP3) ,δ13C 分别上升到6. 7‰、7. 1‰、8. 2‰。牛坪剖面埃迪卡拉系δ13C 的演化趋势可与黄陵背斜周缘埃迪卡拉系碳同位素演化趋势对比,表明至少区域上碳同位素化学地层学在埃迪卡拉系划分和对比中具有重要意义。     

鄂西宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组页岩沉积环境及其页岩气地质意义

基于鄂西宜昌黄陵隆起周缘不同古地理部位埃迪卡拉系陡山沱组剖面的野外调查,岩石矿物和碳同位素样品的成分分析,页岩地球化学分析和物性实验结果,系统研究宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组二段页岩地层格架与分布、形成环境、地球化学和页岩气储集层特征.结果表明峡东宜昌地区在埃迪卡拉系陡山沱组二段下部页岩沉积于氧化环境,而中上部黑色页岩沉积形成于还原环境,碳酸盐是甲烷泄漏的结果.陡山沱组二段暗色泥页岩地层厚度超过50 m,有机碳含量(TOC)普遍大于1%,局部地区超过2%,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ 1型为主,成熟度(Ro)变化于1.58% ~ 2.38%之间,平均1.98%;矿物成分主要为碎屑矿物.与美国和中国页岩气主产区的页岩指标相比较,宜昌地区陡山沱组二段泥页岩具有形成页岩气良好地质条件.     

扬子板块埃迪卡拉系(震旦系)陡山沱组层序地层划分与对比

在对扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组不同相区的25条代表性剖面野外研究基础上,通过沉积岩石学和岩相序列特征的系统分析,认为陡山沱组沉积时期曾发生3次二级海平面升降事件。依据3个海平面升降转换面,可识别出3个层序底界面:(1)陡山沱组底部与下伏南华系南沱组及其同期层位的冰碛杂砾岩之间的界面;(2)在浅水沉积区陡山沱组中部和上部分别出现喀斯特侵蚀面;(3)在深水沉积区相应层序界面为岩相结构转换面。依据火山灰锆石U-Pb同位素年龄,可将陡山沱组层序地层划分为2个半二级层序或超层序(SS1,SS2和SS3-TST),其中SS1时限为35Ma(635~600Ma),SS2时限为35Ma(600~565Ma),SS3-TST时限为14Ma(565~551Ma)。陡山沱组底部广泛发育的盖帽白云岩底和3个层序内的最大海泛面可以作为4个相对等时面,结合事件沉积标志层,可建立扬子板块陡山沱组从浅水沉积区至深水沉积区等时性二级层序地层划分对比格架。研究结果表明,三峡地区陡山沱组四段式划分方案不适用于整个扬子板块内陡山沱组的区域地层划分和对比。因而,建议扬子板块陡山沱组应该以二级层序地层为基础,结合化学地层和生物地层进行综合划分和对比。陡山沱组新的地层划分对比格架为研究陡山沱组古地理演变和编制该时期高精度的岩相古地理图奠定了基础。     

峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素特征研究进展与国内外对比

本文重点通过研究峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素的变化规律,来探讨其全球地层对比意义.峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组经历了三次比较显著的碳同位素负漂移(EN1~EN3)和两次正漂移(EP1、EP2).第一次碳同位素负漂移(ENI)发生在南沱冰期之后陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩层位及其上部的白云岩,与世界其他地区Marinoan冰期之后盖帽碳酸盐岩的碳同位素负漂移可进行对比;第二次碳同位素负漂移(EN2)发生在陡山沱组中部;第三次负漂移(EN3)发生在陡山沱组顶部,是该地质历史时期持续时间最长的一期碳同位素负漂移,同澳大利亚、阿曼、纳米比亚、加里福尼亚、西伯利亚、苏格兰等地碳同位素异常均可进行对比.两次正漂移(EP1、EP2)分别位于第二段中部和第三段的下部,分别与陡山沱组所含的两个疑源类组合具有很好的对应关系;而EN3则与陡山沱组上部所含的宏体化石组合(庙河生物群)相对应;表明碳同位素的变化与生物演化具有一定的对应关系.研究表明,利用碳同位素变化特征进行埃迪卡拉纪地层洲际对比是行之有效的手段之一.     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组硅磷质结核中的微体化石

本文报道的微体化石产于湖北宜昌樟村坪万家沟剖面埃迪卡拉纪陡山沱组第10层的硅磷质结核中,化石组合包括疑源类Appendisphaera grandis、Ericiasphaera spjeldnaesii、Knollisphaeridium maxi mum、Leiosphaeridia tenuissi ma、Meghystrichosphaeridium perfectum、Tianzhushania polysiphonia、T.spinosa、T.ornata;丝状蓝藻Oscillatoriopsis obtusa、Polytrichoides induviatus、P.lineatus、Salome hubeiensis、Siphonophycustypicum;多细胞藻类Sarcinophycus palilloformis、Wengania minuta。该微体化石组合面貌与黄陵背斜东、南翼陡山沱组二段硅质结核中以大型具刺疑源类Tianzhushania为特征的组合相同,与贵州瓮安地区陡山沱组上磷块岩下部保存的微体化石组合面貌基本一致。     

湖北峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组微体化石的新材料

通过对牛坪剖面和新测的晓峰河剖面燧石结核和条带的切片研究,进一步证实峡东地区陡山沱组下部和上部分别含有不同的微体化石组合。下组合以大型具刺疑源类Tianzhushania为主,包括疑源类Appendisphaera magnifica、Leiosphaeridia tenuissima、Meghystrichosphaeridium chadianensis、Tanarium sp.、Tianzhushania fissura、T.spinosa、T.sp.、Unnamed A;丝状蓝藻Oscillatoriopsis longa、Polytrichoides induviatus、Salome hubeiensis、Siphonophycus kestron、S.robustum;多细胞藻类Sarcinophycus palilloformis、Unnamed multicelluar alga A。上组合以出现大量个体介于50～140μm的呈聚集保存的球状膜壳为特征,包括疑源类Leiosphaeridia tenuissima、Knollisphaeridium maximum、K.sp.、Meghystrichosphaeridium perfectum及Unnamed B、C。本文的两个微体化石组合与Yin等(2011)和Liu等(2013)的组合特征基本一致。     

华南震旦系陡山沱组磷质震积岩及其与多细胞生物群相关性初探

埃迪卡拉纪（震旦纪）陡山沱期是Rodinia超大陆裂离的重要地质时期,是多细胞生物起源和发展的重要转折时期和磷质聚集时期,也是化学、气候和环境变化的剧烈时期。液化岩脉、液化角砾岩、脉化变形构造、以及阶梯状层内断层等磷质震积岩的发现,表明扬子地区在陡山沱期晚期至少发生过两次以上的地震事件。地震构造运动将地球内部积累能量快速地释放,可能是磷质来源和热水活动一种重要的方式或通道。海水中磷等无机营养盐分的增加,海水温度的升高,有利于多细胞生物的起源和发展,同时多细胞生物的繁盛又有利于磷的聚集。     

宜昌埃迪卡拉系陡山沱组中—下部旋回地层学研究

华南埃迪卡拉纪早期地层记录了多次碳同位素负漂移事件(例如:EN1/CANCE、WANCE、EN2/BAINCE),并产出"蓝田生物群"、"瓮安生物群"和大型带刺疑源类等化石生物群。然而由于缺乏高分辨率的年代格架,使得这些地质事件的年龄及地层对比问题长期存在争议。本研究使用自然伽马测井曲线作为古气候替代指标,对宜昌地区九龙湾岩芯陡山沱组中—下部沉积地层进行了高分辨率旋回地层学研究,发现该段约1m的沉积旋回代表405 kyr的长偏心率周期。根据长偏心率周期进行天文年代校准,并采用九龙湾岩芯陡山沱组Ⅱ段底部火山灰层的锆石TIMSU-Pb年龄(635.2±0.6Ma)作为绝对年龄锚点,得到陡山沱组Ⅱ段顶部年龄为591.4±0.6Ma,并将EN2/BAINCE结束年龄约束为约591 Ma,这远早于Gaskiers冰期发生的时间(约580 Ma)。本研究为进一步探讨陡山沱组中—下部所记录的古环境和生物演化事件提供了高分辨率年代格架。     

华南黄陵背斜西翼兴山地区乡儿湾剖面埃迪卡拉系陡山沱组微体化石

本文首次报道并描述了华南黄陵背斜西翼湖北宜昌兴山县乡儿湾剖面埃迪卡拉系陡山沱组二段中上部的燧石结核和条带中的疑源类微体化石,经系统鉴定共识别出8属8种,包括Appendisphaera grandis,Crassimembrana multitunica,Leiosphaeridia minutissima,Megasphaera inornata,Schizofusa zangwenlongii,Symphysosphaera basimembrana,Urasphaera nupta,Variomargosphaeridium gracile。该化石组合包含Liu Pengju and Moczyd?owska (2019)所建立的第二生物组合带(Tanarium tuberosum-Schizofusa zangwenlongii组合带)的特征分子Schizofusa zangwenlongii,因此,可尝试性地与第二生物组合带相对比,但未见黄陵背斜东南翼陡山沱组二段的常见属Tianzhushania,据此推测黄陵背斜两翼在古环境上可能有所差异。     

埃迪卡拉纪陡山沱期瓮安生物群中磷酸盐化球状化石新材料及其问题讨论

磷酸盐化球状化石是埃迪卡拉纪瓮安生物群中的主要化石类型.研究初期其生物属性被归于绿藻;随后,由于发现一些球状化石标本保存有类似后生动物卵裂的二分、四分、八分、十六分、三十二分等细胞分裂特征及分裂球规则有序的排列方式,并且不同分裂阶段的球体大小基本保持一致等特征,一些学者将其解释为动物的胚胎化石,并由此引起了国内外众多学者的关注和热烈的讨论.近年来,又有学者将其解释为巨大的氧化硫细菌.本文在系统介绍这些磷酸盐化球状化石研究现状的基础上,报道了一些新的球状化石材料,包括一些具有出芽现象的球状化石以及Parapandorina和Megaclonophycus之间的过渡分子.新材料的发现显示,尽管休眠卵和胚胎假说是迄今为止对瓮安生物群中磷酸盐化球状化石的最佳解释,但仍有无法解释的一些问题,这些球状化石确切亲缘关系的确定还有待于新材料的不断发现和研究程度的不断深入.     

峡东埃迪卡拉系陡山沱组稳定碳同位素记录及其年代地层意义

基于峡东秭归青林口、泗溪和宜昌晓峰河埃迪卡拉系下部陡山沱组剖面岩石、层序和精细的碳同位素地层研究,在埃迪卡拉系下部陡山沱组底部、下部、中部、上部和顶部分别识别出5次以灰岩出现或黑色页岩增厚为标志的海侵事件,划分出5个可以进行区域对比的三级层序,自下而上分别命名为BDSS,LDSS,MDSS,UDSS和TDSS。以层序界面为对比标志,峡东埃迪卡拉纪不同古地理部位碳同位素组成变化的对比显示峡东埃迪卡拉系陡山沱组中内部发育5次可以进行区域乃至全球对比的碳同位素负异常,分别是分布在BDSS下部的SN1,LDSS上部的SN2,MDSS上部和顶部的SN3和SN4,以及分布在UDSS上部的SN5。其中SN1和SN4碳同位素负偏离最为明显,最小δ13C分别达到-4‰~-5‰和-9‰~-10‰,分别与Marinoan冰期上覆盖帽白云岩以及Gaskier冰碛沉积上、下地层中的碳同位素组成特点接近。SN4是埃迪卡拉系最晚冰期的产物。与SN1是埃迪卡拉系底界划分对比的标志相对比,SN4的出现应该是埃迪卡拉系内部再划分中另一个不可忽视的界线标志。     

湖北长阳古城埃迪卡拉系陡山沱组下部的疑源类化石组合

本文系统报道长阳地区陡山沱组底部硅质结核中发现的疑源类微体化石,并在陡山沱组二段中首次发现 Hocosphaeridium scaberfacium.研究发现,长阳古城剖面埃迪卡拉系陡山沱组底界之上13.9-22.6 m处产丰富的疑源类化石,目前己发现大型具刺疑源类化石9属11种(含1个未定种),包括:Distosph...     

华南陡山沱组磷块岩中微米级自形钠长石的发现及其可能成因

文中报道了在华南新元古代震旦纪陡山沱组磷块岩中首次发现的大量微米级自形长石。岩相学观察显示这些长石为自形-半自形板-柱状,呈团聚状或分散状产于砂级胶磷矿颗粒中,粒径大多在10~30μm,光学显微镜下无法观察到双晶。扫描电镜能谱(EDS)半定量分析表明这些自形长石为钠长石。电子探针(EPMA)分析显示所测样品钠长石端员(Ab)平均含量为97.96%,与典型自生钠长石成分一致。钠长石所包裹有机质的拉曼光谱特征指示其经历的最高温度不超过350℃,排除了其来源于高温的岩浆岩或高级变质岩的可能性。以上资料表明这些微米级自形长石为典型的自生成因高纯钠长石,可能形成于磷块岩的早期成岩阶段。自生钠长石与丝状化石常相伴出现,与前人通过嗜碱菌还原黏土矿物实验所获得微米级长石及微生物的产出关系相似;钠长石核部可见富含有机质,表明后者可能促进了矿物的生长。文中提出磷块岩中自生钠长石的成因模式:钠长石的Al和Si来自于黏土矿物的分解,该过程可能受嗜碱微生物介导;Al和Si与来源于海水或碳氟磷灰石晶格中的Na~+结合,在低温条件下结晶形成高纯度钠长石。微生物及其相关有机分子可能为钠长石结晶提供了成核点。