长江三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期微量元素和稀土元素地球化学特征

通过微量元素和稀土元素地球化学分析,对长江三峡地区陡山沱组层型剖面--田家园子剖面成冰系南沱组顶部和埃迪卡拉系陡山沱组下部102个岩石样品进行了地球化学研究。重点分析了氧化还原敏感元素(Zn,Co,U,Mo,Ni,V)的富集特征,并探讨其可能成因机制以及三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期的水体特征。结果表明:在南沱组顶部仅Zn和Co富集;在盖帽白云岩下部,氧化还原敏感元素均富集,而在盖帽白云岩上部,除Zn和V外,其他氧化还原敏感元素均亏损;在陡山沱组Ⅱ段下部,氧化还原敏感元素由最初的亏损,逐渐变为较稳定的富集。在陡山沱组下部,出现2次明显的富集峰值,分别出现在剖面的0.4m处(盖帽白云岩中间)和6.5m处(陡山沱组Ⅱ段下部)。整个剖面大部分样品具有Eu的轻微正异常(Eu/Eu^*＜1.6), 而在剖面0.4m和6.5m处,Eu具有明显的正异常,结合稀土配分类型、Y/Ho值、La异常、Ce异常等指标,推测这2次异常均可能受到深海热液流的影响,而缺氧海水的上涌造成水体缺氧,导致这些元素出现富集峰值。U/Th、V/(V+Ni)以及稀土元素指标综合指示,三峡地区南沱组顶部冰碛岩应为氧化环境下的沉积物;随着冰川消融,冰融淡水注入古海洋,陡山沱组盖帽碳酸盐的沉积受冰融淡水的影响,深部缺氧海水的上涌使沉积水体经历氧化-缺氧-氧化的转变,海水的分层性较强;而陡山沱组Ⅱ段下部沉积环境以分层性较弱的弱氧化环境为主。     

城巴断块区明月剖面震旦系陡山沱组层序地层学研究

陡山沱组为气候变暧后的第一套沉积组合,其内化石稀少,同位素年龄数据有限,地理分布不平衡,极易造成认识上的混乱。尝试从层序地层学的角度来探讨明月剖面震旦系陡山沱组层序地层特征,继而为研究陡山沱组黑色岩系成矿性打下基础。通过野外观测和室内综合研究,并结合区域地层对比,将大巴山地区明月剖面震旦系陡山沱组地层层序划分为4个二级层序（sequence）、9个三级层序（cycle）,对层序Ⅲ又进一步划分为9个四级副层序,最后得出明月剖面震旦系陡山沱组地层层序与Hoffman等1998年提出的“雪球地球”假说所描述的基本类似,为下一步找矿指明了思路。     

城巴断块震旦系陡山沱组地层对比与划分及沉积相研究

研究城巴断块震旦系陡山沱组沉积相及地层对比与划分,旨在为探讨陡山沱组黑色岩系成矿性打下基础。通过野外观测和室内综合研究,结合区域地层对比,明月剖面的第一、二段大致相当于川西观音崖组第一段的滨海相沉积,第三段大致相当于峡东剖面第二段的深水相沉积,第四段的条带状白云岩组合和川西剖面及峡东剖面基本一致。将明月地区陡山沱期的沉积相模式归结为浅海陆棚盆地—水下隆起带—次深海陆棚边缘盆地的模式,为下一步找矿指明了方向。     

渝东北陡山沱组碳酸锰微生物岩沉积环境初探

沉积型碳酸锰矿床多被认为沉积于水体较深、局限且较还原的沉积环境,特别是黑色页岩型碳酸锰矿床。在扬子北缘城口地区,埃迪卡拉系陡山沱组顶部黑色页岩中也发育碳酸锰沉积,黑色页岩及锰矿石Ce元素异常被认为是指示沉积环境的关键证据,但缺乏系统的沉积学证据,其沉积环境还存在争议。本次研究通过野外剖面、钻井岩心观察和室内薄片观察,详细描述了城口地区陡山沱组碳酸锰岩石的沉积结构、构造特征,对其展开了详细的沉积学研究,确定了其沉积环境并建立了沉积模式。研究表明,城口锰矿是典型的微生物岩沉积,菱锰矿以层状构造为主,内部发育叠层石、核形石、树形石以及凝块石。其中,核形石菱锰矿常黏结生长,菱锰矿微观特征记录了凝块状、球粒状、丝状、管状、纤维状以及放射状等微生物岩微结构。关键钻孔岩心沉积记录显示,研究区陡山沱组菱锰矿与胶磷矿交互沉积,菱锰矿中发育各种微生物岩旋回沉积,少见正粒序层理,内部偶有记录代表水动力变强的内碎屑层,而胶磷矿以强水动力内碎屑沉积为特征,常发育于菱锰矿上部,显示含锰岩系—含磷岩系旋回沉积特征,揭示陡山沱组末期城口地区沉积水体逐渐变浅的特征。结合区域陡山沱组地层沉积特征,认为扬子北缘城口地区陡山沱组1段为缺失盖帽的无障壁海岸沉积,陡山沱组2段是具有混积特征的碳酸盐岩缓坡沉积,微生物岩型菱锰矿主要发育于浅缓坡下部障积丘礁沉积环境。值得注意的是,研究区陡山沱组末期障积丘礁的发育是加速该区域沉积体系由缓坡向台地演化的重要盆地演化动力学因素。     

湘中震旦纪—寒武纪之交硅质岩地球化学特征及成因环境研究

震旦纪(埃迪卡拉纪)—寒武纪之交华南地块处在伸展扩张的构造背景下,在扬子板块东南缘发育了广泛的硅质岩沉积。湘中地区发育了自震旦系陡山沱组、留茶坡组及寒武系牛蹄塘组连续的深水相沉积,岩性以层状硅质岩为主,夹炭质、硅质页岩。通过对硅质岩的主量、稀土元素的地球化学特征分析表明,本区硅质岩Si O2含量极高(普遍92%),Al/(Al+Fe+Mn)比值普遍大于0.6,稀土元素澳大利亚后太古代平均页岩(PAAS)标准化配分曲线显示中—弱Ce负异常且有明显的重稀土富集特征。震旦纪陡山沱期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.34~0.54、0.05~0.10、38.00~51.44;灯影期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.70~0.85、0.06~0.37、35.91~46.79;寒武纪初期硅质岩样品中的稀土元素地球化学特征与灯影期相似,Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.58~0.78、0.26~0.40、34.75~45.58。湘中地区震旦纪—寒武纪之交的硅质岩地球化学特征显示本期硅质岩为正常的海水沉积成因,整体受热液和陆源影响较小,但从震旦纪陡山沱期至寒武纪初期陆源输入有增加趋势,硅质来源可能与硅质浮游生物有关,硅质岩沉积环境始终保持在深水盆地中,湘中地区沉积盆地符合被动大陆边缘伸展型盆地特征。     

湖北宜昌樟村坪地区陡山沱组地层划分与对比

华南峡东地区（黄陵隆起南缘）的陡山沱组是国际上埃迪卡拉纪地层和生物与环境事件的研究热点之一,但近在咫尺的黄陵北缘陡山沱组地层研究相对较少,已有的研究不足以反映黄陵北缘陡山沱组地层的特征,甚至与黄陵南缘地区未能建立起明确的对比关系.选取了黄陵北缘樟村坪及其周边地区的4个完整的陡山沱组剖面进行研究,以完整连续的钻孔剖面为依据,配合露头剖面的宏观沉积现象,对埃迪卡拉系陡山沱组进行详细的划分和对比.将樟村坪地区陡山沱组岩石地层划分出4个岩性段,并在层序地层学上划分出两个半三级层序,层序界面分别位于陡山沱组底界、陡山沱组第二段第二亚段顶界和陡山沱组第三段与第四段分界处.通过与黄陵隆起南缘陡山沱组各段岩性比较分析,建立了南、北缘地层对比联系,从而为黄陵北缘磷矿区的地层学研究奠定了基础.      

贵州梵净山地区震旦系微量元素特征及沉积环境

为了详细研究梵净山地区震旦系沉积地球化学特征及沉积环境演化,笔者对该处永义剖面自下而上进行系统采样.样品分析结果表明该处剖面稀土元素呈轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,铈总体上表现为亏损,垂向上逐渐变小,铕异常发生3次波动,表明该处震旦系沉积时总体上为氧化环境,局部沉积环境发生变化.而且陡山沱组底部"碳酸盐帽"稀土元素标准化分配模式不同于冷泉碳酸盐岩分配模式,表明两者处于不同的沉积环境,成因上无关.V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V Ni等微量元素比值均表明震旦系沉积时为总体上氧化环境,但垂向上仍有沉积环境及水体分层性的变化.     

黔中地区震旦系洋水组地球化学特征及其对古海洋环境的指示*

为重建黔中地区震旦纪陡山沱期古海洋环境,选取小河磷矿(XH)、息烽磷矿(XF)含磷岩系剖面,通过系统采样及岩矿鉴定、扫描电镜、微量元素和稀土元素分析,揭示古海洋环境对磷块岩沉积的影响作用。结果表明,磷矿成矿受黔中古陆长期剥蚀夷平形成的无障壁海岸海滩环境控制。陡山沱期洋水组磷块岩Sr/Ba值一般大于1,均值分别为1.90(XH)和0.95(XF),而澄江组沉积物Sr/Ba值均小于1,均值分别为0.11(XH)和0.18(XF),说明沉积环境由澄江期的湖泊相转变为陡山沱期的海相。小河剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.77和2.17,息烽剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.26和2.83,均位于弱氧化—氧化区间。息烽磷矿磷块岩δCe为0.75~0.95,均值0.85,小河磷矿磷块岩δCe为0.74~1.09,均值0.88,Ce负异常由底部至顶部逐渐增大,显示沉积环境由次氧化—氧化的转变。这种氧化转变不仅造成了浅水富磷海岸大洋生产力的提升,进一步促使与生物作用相关的磷块岩沉积,同时造成的生命演化也改变了大洋含氧结构,因此成磷环境的氧化转变是对新元古代氧化事件与生命演化的响应。     

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。     

湖南慈利溪口剖面埃迪卡拉系陡山沱组碳酸盐岩微量元素特征及其古环境意义

以湖南慈利溪口埃迪卡拉系陡山沱组剖面为研究对象,分析了64件碳酸盐岩样品的微量元素以及稀土元素特征。结果表明,利用U/Th、Ce异常和Ca/Mg等多种指标识别出的陡山沱期古氧化还原环境与层序地层学的研究结果基本一致,说明碳酸盐岩的这3个指标在重建埃迪卡拉纪古海洋环境的研究中具有一定的适用性。稀土元素配分模式在陡山沱组底部和中部均发生了明显的由典型淡水模式向典型古海水模式的转变,很可能指示了在Marinoan冰期和Gaskier冰期结束之后,大量的间冰期冰融淡水注入海洋并逐步被古海水取代。较高的Eu异常值以及前人在溪口剖面发现的多期古地震证据可能暗示了海底热液活动几乎贯穿于整个埃迪卡拉纪陡山沱期,且具有早期剧烈、晚期逐渐趋于平缓的特征。多期次的海底热液活动为古海洋提供了重要的磷质来源,对埃迪卡拉纪生物的出现与繁盛具有重要的意义。     

贵州瓮安磷矿陡山沱组地层元素地球化学特征

瓮安陡山沱组上磷矿层含有大量早期多细胞动物化石(瓮安生物群),而陡山沱组下磷矿层未发现该生物群,说明上下两个磷矿层体现了不同的沉积环境。上磷矿层的氧化还原敏感元素Mo,U,V含量较下磷矿层要低很多。底部白云岩层、下磷矿层和中部白云岩层,无Ce异常,而上磷矿层和灯影组白云岩层Ce为负异常。这些表明,瓮安陡山沱组地层形成的海水沉积环境由下部的缺氧环境向上部的氧化环境转变。     

四川盆地震旦系陡山沱组烃源岩地球化学特征与有机质富集机制

深层古老层系在油气勘探中的重要性正越来越受到重视,四川盆地震旦系陡山沱组是中国南方这一领域的潜在烃源岩层系,但过去因关注少而研究程度低。为加深对其理解,文章以样品条件较好的四川盆地东北缘城口明月乡剖面为例,采用岩石学、主、微量及稀土元素等综合分析的方法,系统探讨了陡山沱组泥页岩的地球化学特征和有机质富集机制。结果表明,陡山沱组发育了一套富有机质的泥页岩,主体沉积于次氧化—还原水体环境,显著的Eu 正异常表明沉积时受热液活动影响明显。烃源岩有机质富集显著受控于沉积环境,同时由于沉积时整体处于较低的沉积速率,使得自下而上随沉积速率增大,有机质逐渐富集。此外,热液活动促进了有机质富集。陡山沱组具有资源潜力,但非均质性发育,可能与冰期—间冰期的海平面升降有关。     

四川盆地震旦系陡山沱组烃源岩地球化学特征与有机质富集机制

深层古老层系在油气勘探中的重要性正越来越受到重视，四川盆地震旦系陡山沱组是中国南方这一领域的潜在烃源岩层系，但过去因关注少而研究程度低。为加深对其理解，文章以样品条件较好的四川盆地东北缘城口明月乡剖面为例，采用岩石学、主、微量及稀土元素等综合分析的方法，系统探讨了陡山沱组泥页岩的地球化学特征和有机质富集机制。结果表明，陡山沱组发育了一套富有机质的泥页岩，主体沉积于次氧化—还原水体环境，显著的Eu 正异常表明沉积时受热液活动影响明显。烃源岩有机质富集显著受控于沉积环境，同时由于沉积时整体处于较低的沉积速率，使得自下而上随沉积速率增大，有机质逐渐富集。此外，热液活动促进了有机质富集。陡山沱组具有资源潜力，但非均质性发育，可能与冰期—间冰期的海平面升降有关。     

滇东南丘北地区上二叠统吴家坪阶硅质岩地球化学特征及地质意义

运用岩石学和地球化学的方法研究滇东南丘北地区晚二叠世吴家坪期硅质岩,取得以下主要认识:（1）滇东南丘北地区硅质岩SiO₂/Al₂O₃值除样品P29外均大于80,Al/（Al+Fe+Mn）为0.46~0.76,表明硅质岩主要为生物成因,受陆源碎屑影响较小;（2）硅质岩Ce/Ce*为0.517~0.858,La_N/Ce_N为1.12～1.80,经球粒陨石标准化的稀土模式则表现为轻稀土元素富集,且具有明显负Eu异常的右倾型,表明沉积环境为大陆边缘;（3）样品P29硅质岩Eu/Eu*为1.129,反映其受到一定程度热液的影响,可能受峨眉山地幔柱或（和）断裂的共同影响。     

贵州新元古代冰期（Varnger）后环境演变与藻类的复苏

新元古代冰期引起生物大量绝灭，大绝灭后环境如何重建、生物怎样复苏是演化古生物学研究的重要课题。对贵州铜仁坝黄、瓮安北斗山剖面和台江五河剖面南沱水碛岩之上连贯沉积的陡山沱组底部的“碳酸盐岩帽”中藻类化石进行系统研究，并结合古海洋环境地球化学研究结果，认为冰期后生态环境恢复很快，藻类快速复苏，但藻类分异度低。“碳酸盐岩帽”沉积结束，藻类进入衰退期，到了陡山沱中晚期，藻类又进入顶盛期。而藻类的复苏、衰退与古海洋环境的δ^13C,δCe,δEu异常有着密切关系。     

雪峰山西侧震旦系陡山沱组烃源岩生烃潜力及油气地质意义

通过对雪峰山西侧地区震旦系陡山沱组烃源岩的系统观测、采样和有机地球化学研究总结了烃源岩分布规律、有机质母质类型,烃源岩的形成与沉积环境的关系、有机质成熟度及生烃史.陡山沱组黑色页岩分布及有机炭含量变化与陡山沱台盆相间的沉积模式有较大关系,陡山沱烃源岩主要分布于黔北、黔东等及上扬子东南缘等地区,黔北、黔东等地黑色页岩厚度20～70m,有机碳高值区(2.0％以上)主要分布在黔北、黔东及上扬子东南缘如石门—桃源—安化等地.有机显微组成分析表明该地区陡山沱组黑色页岩有机质类型为Ⅰ型,族组成质量分数均有饱和烃＞非烃＞芳烃的特点,盆地和斜坡相饱/芳一般要高于局限台地,不仅反映陡山沱组黑色岩系为腐泥型生油岩,而且反映陡山沱组沉积时期各地沉积母质类型与沉积环境具有一定的关系.陡山沱组不同地区沉积环境干酪根δ13Corg值不仅表明海洋浮游生物、海洋性自养菌及海生藻类为主的有机质来源在各地种类及丰度差别较大,对于特定生源(海生藻类、海洋浮游生物或海洋性自养菌)沉积有机质,沉积水体越深干酪根δ 13Corg一般越低,沉积形成的烃源岩有机质含量越高,表明烃源岩有机质含量是由有机质生产力、沉积母质类型和沉积环境共同决定.等效镜质体反射率为1.78％～3.05％,甲基菲指数MPI1值计算遵义松林陡山沱组有机成熟度Rc为1.96％,湄潭梅子湾Rc为2.06％～2.10％,反映大部分样品达到过成熟阶段,少量处于高成熟湿气阶段.生烃史模拟结果表明张家界地区陡山沱组烃源岩早志留世晚期(434Ma)进入生油阶段,中三叠世早期(244Ma)到达生油高峰并于中三叠世晚期Ro(％)达到1.3进入凝析油及湿气阶段,该结果反映陡山沱组烃源岩沉积背景为裂谷盆地晚期,古地温梯度较高生油门限深度较低,生油时间较早,有利于震旦系灯影组油气早期成藏.     

陕西镇巴—重庆城口锰矿沉积环境及成矿作用

系统采集陕西镇巴-重庆城口锰矿富集区典型锰矿床容矿岩石样品,采用元素地球化学方法研究该区域锰矿沉积环境和成矿作用。微量元素地球化学指标Th/U、Ni/Co、Ce/La、V/Sc、Cd、Mo分析显示:震旦系陡山沱期,自北西陕西镇巴至南东重庆城口沉积环境总体具有从氧化向还原变化的趋势。元素和氧化物富集效应的构造环境分析显示:镇巴至城口一带为大陆边缘向深海洋盆过渡带,其中镇巴地区为浅海或海陆过渡带,受气候及海平面升降影响明显,环境条件易发生变化,形成的锰矿物种类较多,并且多为氧化条件下形成;城口地区沉积水位较深,属于半深海至深海过渡带,沉积环境受海平面升降、气候、物源影响小,沉积环境稳定,形成的锰矿物较为单一,主要为菱锰矿。     

扬子克拉通峡东地区新元古代-寒武纪黑色岩系Os同位素地球化学特征及其地质意义

报道了扬子克拉通峡东地区新元古代至寒武纪含碳黑色泥质岩的Re-Os同位素和微量元素地球化学组成特征, 并对地层沉积环境的演化性质及其地质意义进行了讨论.研究表明: (1)峡东地区新元古代晚期-寒武纪早期细粒碎屑沉积岩Os同位素初始比值呈规律变化, 且具高Os同位素初始比值的层位与前人研究中发现的C同位素负漂移地层相对应; (2)南沱组冰碛岩具高放射成因Os同位素组成特征, 而其上覆盖帽碳酸盐岩为低放射成因Os同位素比值, 向上地层Os同位素初始比值表现为局部波动、总体增高的演化趋势; (3)微量元素U/Th比值与δU值指示莲沱组砂岩与南沱组冰碛岩具氧化环境的特征, 而陡山沱组、灯影组以及水井沱组底部黑色泥质岩则形成于相对还原环境; (4)Y/Ho比值和δCe值的负相关性特征指示部分地层沉积过程中有海底热液物质参与, 应为导致剖面上部分层位出现低放射性成因Os同位素组成的重要原因之一.高Os同位素比值和深海的脉冲式演化以及古生物群的产出之间很好的对应关系为探讨大陆风化与大气和海洋中氧气含量增加的联系提供了新的地球化学证据.南沱组冰碛岩Os同位素以及微量元素特征暗示其并非形成于完全冰封的地球表面环境, 而是存在较强的大陆岩石风化作用.      

黔东北伊迪卡拉（震旦）纪陡山沱期的古地理环境

南沱冰期后的伊迪卡拉纪陡山沱期,全球海平面逐渐上升,宏体生物群（包括蓝田生物群、瓮会生物和庙河生物群等）广泛出现在扬子地区,使扬子地区陡山沱期的古地理研究成为目前研究的热点之一。在黔东北江口一铜仁地区的陡山沱组中产有丰富的宏体生物（“瓮会生物群”）和圆柱状叠层石,同时通过对遵义一铜仁陡山沱组多剖面岩性及岩性组合特征的分析和研究,认为在江口德旺地区可能存在有隆起的大陆边缘,其东侧为大陆边缘前缓斜坡相,西侧为半封闭台地相。     

贵州瓮福磷矿含磷岩系层序特征及黔中古陆控矿意义

新元古代末期震旦系陡山沱阶和早古生代早期寒武系梅树村阶是全球两大成磷时期.贵州瓮福磷矿含磷岩系—早震旦世陡山沱组磷矿a矿层与b矿层,是震旦系陡山沱阶成磷事件的典型代表.瓮福磷矿含磷岩系为在浅水陆棚地区沉积的一套与磷矿有成因联系的岩石组合,属于浅海台地相型;含磷岩系具备早期准备阶段、磷质富集阶段及晚期磷质贫化消失阶段的沉...