下扬子PTB界线深水相区粘土岩的火山成因研究及其对LPME的指示意义

全球,尤其是特提斯域二叠—三叠纪之交(PTB)剖面中普遍发育火山成因的粘土岩,对理解晚二叠世末生物大灭绝(LPME)的触发机制及相关基础地质问题具有重要意义。本文报道了在华南下扬子区新发现两条深水PTB剖面(皖南牛山和蔡村)的粘土岩工作,包括岩石学、矿物学和全岩地球化学等,填补了区域研究空白。研究结果发现,粘土岩主要由伊利石等粘土矿物,以及石英、岩浆锆石、长石等斑晶矿物组成。在地球化学上具有高K_2O、低Na_2O、相对富集大离子亲石元素(LILE)、相对亏损高场强元素(HFSE)等特征。据此,认为这些粘土岩为火山成因的钾质斑脱岩,其原岩可能为中酸性流纹英安岩,具有弧岩浆作用的源区背景。对比华南其他地区已发现的PTB界线粘土岩,发现它们成因类似,可能来源于古特提斯洋周缘陆陆碰撞,抑或是泛大洋俯冲潘吉亚大陆东缘(包括华南板块)所导致的长英质火山岩浆喷发,且具有多期多源性特点。PTB时期全球活跃的火山岩浆活动(包括镁铁质火山作用和华南地区火山灰所指征的长英质火山作用)可能是导致LPME的主要原因。     

鄂西利川地区二叠-三叠系界线附近地层的碳酸盐微相类型和早三叠世火山活动的证据

本文对湖北利川地区两个剖面的二叠-三叠系界线层序进行了沉积微相分析,划分出6种微相类型,讨论了每种微相的成因和沉积环境,揭示了微相环境的演变规律。并且对早三叠世的火山活动进行了讨论,以此探讨P/T之交生物礁和微生物岩的古环境意义以及生物大灭绝的诱因。     

四川江油马角坝刺林包剖面二叠-三叠系间粘土岩研究

二叠-三叠纪之交华南地区普遍发育火山成因的粘土岩,其对于了解二叠纪末大规模火山活动及扬子板块碎屑物质来源具有重要意义。本文对扬子西缘马角坝刺林包剖面飞仙关组底部粘土岩进行了碎屑锆石U-Pb定年及原位Hf同位素测试、X衍射和全岩地球化学分析,以揭示粘土岩的岩石成分及物源信息。镜下特征、X衍射及主量元素特征表明岩石中粘土矿物主要为伊利石,含少量方解石、石英。碎屑锆石年龄显示,特征峰值年龄主要集中在2 615~2 383、1 868~1 328、1 186~778和430~246 Ma,并出现~250 Ma特征高峰,结合原位Hf同位素特征表明锆石与秦岭造山带、华南典型PTB剖面粘土岩及峨眉山大火成岩省具有较高的相似性。同时,通过微量、稀土元素分析发现粘土岩中Zr、Hf、Th、Cr、Co、Ti相对富集,与华南典型PTB粘土岩和峨眉山玄武岩相近,并结合构造背景及锆石特征,综合认为刺林包剖面PTB粘土岩来自于秦岭造山带及龙门山岛链局部剥蚀区、二叠纪末火山活动和峨眉山大火成岩省剥蚀岩体。     

黔西滇东地区浅海、滨海及海陆交互相二叠系-三叠系界线附近粘土岩研究

对黔西滇东地区的贵州普定高窝、贵州六枝中寨和云南宣威密德3条剖面二叠系三叠系界线附近粘土岩的大山物源成因和界线地质意义进行研究发现:在界线粘土岩中，其主要粘土矿物均为伊／蒙混层矿物，见少量高岭石、伊利石或绿泥石；碎屑物质中有六方双锥石英、锆石、长石等与火山活动有关的物质。推断该地区在晚二叠世晚期早三叠世早期至少经历一至两次强烈的火山作用，并且有多个火山喷发源。界线粘土岩中火山物质的富集与贫乏可能与剖面离火山喷发源的远近有关。粘土岩物源物质的成因均为火山喷发，火山灰伴随正常沉积物沉积而形成即凝灰沉积而形成，与华南大部分地区二叠系三叠系界线粘土岩的物源成因是一致的。     

滇东晚二叠世煤田中火山灰蚀变粘土岩夹矸(TONSTEIN)的锆石特征

本文就滇东晚二叠世含煤沉积中同沉积火山灰蚀变粘土岩夹矸和正常沉积粘土岩的锆石进行了统计学和形态学研究.该两种不同成因类型的粘土岩中锆石含量及形态面貌有显著区别.tonsteins中锆石形态参数统计规律因层位而异;同层位tonstein的锆石含量和形态参数在平面上呈有规律地变化.系统研究含煤建造剖面上各类岩石(包括tonsteins)中的锆石特征,能够用以确定物质来源、性质、成因以及以此为基本建立正常地层层序并精确对比层位,因而具有理论和实用意义.     

广西来宾蓬莱滩剖面中上二叠统硅质岩的地球化学特征及沉积背景

广西来宾地区中上二叠统广泛发育硅质岩,蓬莱滩剖面和铁桥剖面是本地区中上二叠统出露最好的剖面.本文对蓬莱滩剖面28件硅质岩(分别为中二叠统茅口组3件与上二叠统合山组25件)的主量和稀土元素进行了分析研究,并结合岩石学特征,认为:蓬莱滩剖面合山组硅质岩沉积于受到陆源物质影响的边缘海盆环境,它们的硅质主要来源于硅质生物,为生物成因;而其茅口组硅质岩则沉积于远离陆源物质影响的边缘海盆环境,它们的硅质主要来源于热液,为热液成因.通过与铁桥剖面的热液成因硅质岩的沉积背景对比研究,结果表明:中晚二叠世时期,来宾地区为富硅的边缘海盆环境,而陆源物质输入程度的差异是造成本地区形成不同成因硅质岩的主要因素.     

滇东晚二叠世煤田中火山灰蚀变粘土岩夹矸(TONSTEIN)的锆石特征

本文就滇东晚二叠世含煤沉积中同沉积火山灰蚀变粘土岩夹矸和正常沉积粘土岩的锆石进行了统计学和形态学研究.该两种不同成因类型的粘土岩中锆石含量及形态面貌有显著区别.tonsteins中锆石形态参数统计规律因层位而异;同层位tonstein的锆石含量和形态参数在平面上呈有规律地变化.系统研究含煤建造剖面上各类岩石(包括tonsteins)中的锆石特征,能够用以确定物质来源、性质、成因以及以此为基本建立正常地层层序并精确对比层位,因而具有理论和实用意义.     

地层单位与全球界线层型:概念、术语、有关规定与研究实例

全球二叠系-三叠系界线(PTB)层型及点("金钉子")定位我国浙江省长兴县煤山D剖面,极大地推动了PTB及二叠系和三叠系研究进展。在简要介绍地层单位与全球界线层型与点建立的相关概念、术语和有关规定、地层划分的主要种类及其地层单位术语的基础上,以全球二叠系—三叠系界线层型及点(中国浙江省长兴县煤山D剖面)为研究实例,综述了该金钉子剖面牙形石生物地层和年代地层研究现状。煤山D剖面构建了目前全球最完整的PTB地层牙形石带序列,为研究二叠纪末大灭绝后生物残存和复苏过程提供了重要的时间坐标系,也为相关的地质事件研究奠定了坚实的基础。     

华南地区二叠纪-三叠纪界线酸性火山灰的源区与规模

华南地区二叠纪-三叠纪之交(Permian-Triassic Boundary,简称PTB)火山灰与生物灭绝事件在地层层位上高度相关,可能是灭绝事件的触发因素之一,对其成因、来源和规模的研究具有重要科学意义。本研究在对广西来宾地区蓬莱滩剖面大隆组顶部凝灰质砂岩岩相学研究的基础上,通过碎屑锆石年代学、Hf同位素及微量元素的分析,结合华南地区PTB凝灰岩和火山粘土岩时空分布特征对其源区和规模进行讨论和限定。蓬莱滩剖面大隆组顶部2个凝灰质砂岩样品中81%的碎屑锆石U-Pb年龄集中在235±2.7Ma~258±4.8Ma之间,呈现出~252Ma的单一峰值;11%的锆石年龄为260±3.2Ma~276±3.6Ma;年龄为294±5.8Ma~561±6.9Ma的锆石6颗;元古宙锆石5颗,最老年龄为2063±13.4Ma。样品中晚二叠世碎屑锆石的Hf同位素表现出地壳来源特征,除一颗锆石值为+10.3外,其余均落在-16.5~-5.0之间,与华南PTB典型剖面基本一致。碎屑锆石U-Th-Hf-Nb微量元素特征显示其具有来源于大陆岩浆弧的属性。蓬莱滩剖面凝灰质砂岩中存在大量粒径0.5~2mm的晶屑,部分粒径甚至达到3mm,这些粗粒火山碎屑物暗示该剖面距离火山口源区较近。蓬莱滩剖面火山碎屑物的锆石U-Pb年龄和地层位置与华南PTB火山灰基本一致,并具有相似的锆石Hf同位素和微量元素特征,表明两者可能来自同一源区。在空间分布上,华南地区PTB附近的火山碎屑沉积岩和较粗的凝灰岩仅出现在华南的西南部,而华南北部主要分布粒度小于0.3mm的细粒火山灰,火山碎屑粒度由西南向东北逐渐减小的规律表明火山物质来源于华南西南缘。近年来,包括海南岛二叠纪花岗岩及桂西南酸性火山岩在内的众多证据表明华南板块西南缘存在一个二叠纪大陆岩浆弧。因此,本文提出华南PTB火山灰可能来源于华南板块西南缘古特提斯大陆岩浆弧。PTB火山灰仅分布在华南地区,在华北、西北等地区均未发现或报道同时期的火山灰,说明与这次俯冲作用相关的弧岩浆火山喷发规模有限,推测其不是触发全球性PTB生物灭绝事件的主要原因。     

桂西南柳桥地区深水相二叠系-三叠系界线剖面

桂西南柳桥地区上二叠统为厚约84m的浅灰—灰白色块状海绵蓝藻生物灰岩(生物礁),之上为浅灰绿色—暗灰色薄层状含远洋浮游生物硅质岩、含泥质硅质岩、硅质泥岩(大隆组),这套深水相的沉积岩夹有大量浅灰白色的粘土岩。上覆的三叠系罗楼组底部为黄色泥岩,夹多层灰白色粘土岩,往上渐变为灰色薄层状含大量双壳类、菊石化石的钙质泥岩、泥灰岩。柳桥地区晚二叠世末期沉积岩和中基性火山岩的特征显示其是在地壳裂解、快速沉降、相对海平面快速上升过程中迅速淹没台地边缘的生物礁而形成的深水相海盆,造成深水盆地与浅水台地并存,具有多岛洋的地理分布格局。东攀二叠系-三叠系界线剖面的露头完整,对剖面的岩石学特征、生物化石组合特征等方面的详细研究显示,该地区一直处于连续沉积的深水环境中,没有发生沉积间断,界线上下的岩石特征和生物组合特征较清楚。     

四川盆地“绿豆岩”地质特征及其成因初探

在早-中三叠世时期,华南及川黔地区广泛发育一套凝灰岩或火山成因的粘土岩,呈灰绿色,含硅质豆粒,俗称"绿豆岩",常作为早-中三叠世界线层位研究,其对界线年龄的厘定和约束二叠纪末生物大灭绝后生物复苏事件具有重要的意义。四川盆地绿豆岩的形成与正常的陆源沉积粘土岩有较大区别,其形成需要特定的物质来源、介质条件和温度条件。绿豆岩中含有大量的有益元素,对其进行综合利用会对国民经济带来巨大收益。近年来,在四川报道了大量关于绿豆岩的文章。通过对绿豆岩资料的收集整理,总结出四川盆地绿豆岩的分布情况、地质特征及其成因并对开发前景做出归纳概括,可为四川盆地绿豆岩的勘查提供参考。     

山西保德上二叠统孙家沟组中发现锯齿龙类集群埋藏化石

正1研究目的(Objective)晚二叠末期地球生物大灭绝事件已被众多地质学家所证实。近年来,随着全球海相P-T界线层型剖面和"金钉子"(GSSP)在中国浙江煤山确立,生物地层学的研究热点又转向陆相P-T界线研究。地处华北地区的山西,陆相二叠系、三叠系齐全,是该时期众多组名的命名地点,且各地层中保存有各门类动、植物化石,有望成为陆相P-T界线研究的理想地区。有观点认为,晚二叠世,由于全球气温急剧升高,植物大量死亡,陆生脊椎动物由于不适     

滇东黔西晚二叠世含煤沉积中火山灰蚀变形成的伊利石粘土岩夹矸

本文对广泛分布于滇东-黔西晚二叠世含煤沉积中粘土岩夹矸的岩石学、矿物学、化学组成和微量元素进行了研究。发现粘土岩夹矸的变种伊利石粘土岩夹矸(Illite-tonstein)在沉积盆地空间上成片分布,且与晚期成岩作用有明显的成因联系。粘土岩夹矸中粘土矿物构成与煤阶大体对应的关系,揭示了同沉积火山凝灰蚀变产物的后期变化趋势和规律。     

贵州威宁地区鱼坝剖面稀土含矿岩系特征

黔西北地区晚二叠世稀土矿产于峨眉山玄武岩与上伏宣威组假整合面附近.在威宁地区稀土矿分为上、下两层,下含矿层为浅灰白色高岭石粘土岩,上含矿层为浅灰色高岭石粘土岩与铝质高岭石粘土岩,含矿岩系厚度在区域上变化较大,威宁鱼坝剖面含矿岩系完整且厚度较大.通过对威宁县鱼坝剖面含矿岩系的岩矿鉴定、稀土元素分析、XRD测试结果研究,初...     

四川峨眉山地区二叠系与三叠系界线微量元素地球化学研究

通过对峨眉山地区地层剖面的实地观察和测量,采集界线附近的粘土岩,分析了该区微量元素地球化学的组成特征,并通过对稀土元素标准化图解和其它微量元素的研究,利用微量元素的示踪作用以及微量元素地球化学异常,初步探讨了界线粘土岩的来源,为全球二叠一三叠界线研究工作提供依据。     

福建雁石二叠—三叠系界线地层及动物群

雁石二叠—三叠系界线地层及动物群可作为碎屑岩沉积区的代表性剖面来研究。首次发现和研究了本剖面的粘土岩层,鉴定为伊利石—蒙脱石粘土岩,它能和广布华南的界线粘土岩层对比,并与当时的火山活动有关。界线附近较丰富的动物群的采集及地球化学特征的测试,提高了界级划分精度,揭示生物更替规律,证明两系之间为整合的接触关系。     

川东地区二叠纪-三叠纪界线地层地质与地球化学特征

PTB界线是地学界长期以来讨论最热烈、最前缘的科学问题和研究热点之一。以华蓥山涧水沟和重庆尖刀山2个PTB界线地层剖面为例,按生物演化过程和沉积相特征,将剖面中的PTB界线地层划分为生物富集层、生物绝灭层和生物萧条层3个生物演替层组,从中识别出生物地层PTB(B)界线和岩石地层PTB(R)界线2种性质的PTB界线,其中位于下部的PTB(B)界线以Hindeodus parvus牙形石首现为标志,上部的PTB(R)界线以古暴露面和暴露面两侧岩性、岩相突变的沉积超覆面为标志,两者相距约4.56 m,分别为3个生物演替层的组分界线。P—T之交发生的所有海平面下降、生物绝灭、火山喷发及晚二叠世晚期正常海向早三叠世早期文石海转化等复杂地质事件,都发生在此2个不同性质的PTB界线之间。Fe、Mn、Sr微量元素和C、O、Sr稳定同位素地球化学特征的规律性变化与相关控制因素,也都出现在此2个PTB界线之间,与PTB界线地层中所出现的各种复杂地质事件有良好的对应关系和沉积学响应特征。     

西藏文布当桑二叠系-三叠系界线剖面碳酸盐岩碳氧同位素异常研究

华南海相二叠系-三叠系界线(PTB)剖面研究相当成熟,且滇东黔西和天山地区的陆相PTB剖面也取得了重大突破,但西藏特提斯域该领域研究相对薄弱。在前人建立完整二叠系-三叠系牙形刺生物地层剖面的基础上开展碳氧同位素分析,研究表明西藏文布当桑PTB剖面附近碳同位素明显负偏,但偏移样式与华南煤山剖面突变模式具有明显差异,表现为随时间推移逐渐变小,且变化连续,类似南阿尔卑斯地区PTB剖面变化样式,通过与中下扬子地区代表碳酸盐岩台地相到下斜坡相沉积环境的典型海相PTB地层剖面对比发现,西藏文布当桑剖面与江苏西山浅水碳酸盐岩台地相剖面碳同位素变化曲线高度一致。此外,西藏文布当桑PTB剖面伴随碳同位素负偏,出现了两次明显的氧同位素波动,氧同位素两次负偏对应着海水温度的增加和盐度的降低。     

黔西威宁岔河陆相二叠系-三叠系界线粘土岩研究--基于X射线衍射、扫描电镜分析

利用X射线衍射、扫描电镜等分析方法,对黔西威宁岔河陆相剖面二叠系-三叠系界线附近的粘土岩进行了研究.在界线粘土岩中,粘土矿物组合为伊-蒙混层矿物 蒙脱石 绿泥石;碎屑物质中有六方双锥石英和锆石,无球粒;多种化学成分在界线粘土岩中出现了异常.据此得出岔河剖面的二叠系-三叠系事件地层界线确定在第66f层比较合适;第66f和68a这两层粘土岩为此剖面的界线粘土岩;自第66f层底部至第68a层顶部这一段地层为二叠系-三叠系的界线层(组);界线粘土岩的成因可能是由于火山喷发、火山灰降落伴随正常沉积物沉积形成的.     

二叠纪末期生物绝灭的地内原因

湘西北地区各研究剖面的二叠—三叠系界线附近地层,夹有多层火山喷发物成因的粘土岩。地层内富含铁质微球粒,微球粒的铁元素含量与磁铁矿近乎相同,缺少陨石特征元素,其形态构造具有喷发物的特征。层内还含有以造岩元素为主的火山灰颗粒。所含大量的六方双锥石英不仅指示了高温热液的环境,而且晶体具有的菱形破碎纹理还证明当时存在强大的应力场。结合已发表的华南其它地区的资料,本文认为湘西北地区、乃至整个华南当时存在剧烈的火山喷发;并进一步指出火山喷发和古地理变迁等地内因素是促使二叠纪末期生物大规模绝灭的主要原因。