华南南华纪南沱冰期海洋环境的沉积地球化学记录——来自黔东部南华系南沱组白云岩碳氧同位素和微量元素的证据     

沈洪娟  顾尚义  赵思凡  吴忠银  冯永 《地质论评》2020,66(1):214-228

新元古代"雪球地球"事件代表地球经历的极端气候条件,对其后的大气和海洋氧化、生物地球化学循环和真核生物的演化都产生了深远的影响。然而同冰期化学沉积岩的缺乏,严重制约了对冰期海洋环境的了解。笔者等在贵州松桃地区一钻孔岩芯南华系南沱组中采集到一套同冰期白云岩,为南沱冰期海洋环境研究提供了理想材料。岩芯中白云岩层位于南沱组下部,夹持于两套杂砾岩、粉砂质泥岩组合中间,厚度1.61 m。偏光显微镜和扫描电镜观察表明岩性为微晶白云岩。采用Delta V Advantage稳定同位素质谱仪分析白云岩的碳、氧同位素,测定结果为:δ~(18)O_(V-PDB)在-16.97‰～-8.37‰之间,δ~(13)C_(V-PDB)在-9.68‰～-8.42‰之间,与冰期前后碳同位素组成对比,δ~(13)C_(V-PDB)具显著低负值特征。电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)微量元素分析结果表明:白云岩样品中铁、锰含量很高,铁含量的平均值约为92867×10~(-6),锰含量的平均值约为10644×10~(-6);Mn/Sr值较大,平均值约为26.89。综合碳、氧同位素的相关性及微量元素特征分析表明,南沱组同冰期白云岩碳同位素组成代表了原始的沉积记录。研究结果表明:①南沱组白云岩的出现反映了南沱冰期海洋中存在着开放的水体,这些开放水体为此时真核生物提供了重要的栖息场所。②南沱冰期海洋处于富铁缺氧的环境,白云岩中碳同位素低负值主要是甲烷厌氧氧化的结果。③同位素质量平衡计算表明,冰期海洋中较高比例的有机质埋藏和极其有限的大气-海洋气体交换导致了大气中氧浓度的升高。  相似文献   

黔北瓜德鲁普世—乐平世转换时期大规模成硅事件硅质来源厘定     

叶远谋  付勇  江冉  谯文浪  龙宣霖 《地球学报》2020,41(5):699-713

联合古陆(Pangea)大陆边缘及泛大洋和古特提斯洋的广大地区在二叠纪时期出现大规模硅质富集事件, 被称之为“全球二叠纪硅质沉积事件”。黔北遵义地区二叠纪瓜德鲁普世—乐平世转换时期成硅事件为该事件重要组成部分, 呈现出“白泥塘层”层状炭硅质灰岩、层状硅质岩和硅质条带或燧石结核三种不同类型硅质富集岩石。遵义地区硅质来源的研究能够深入认识全球性“二叠纪硅质沉积事件”, 同时为研究该时期遵义盆地的结构和演化提供了重要窗口, 对遵义锰矿成矿作用也有重要指示意义。文中采用岩石学和地球化学方法并通过硅同位素的协同指示意义对硅质来源进行厘定, 并对硅质岩成因与沉积环境进行归纳总结, 在研究区建立系统完整的硅质富集沉积体系。实验测试结果显示: “白泥塘层”炭硅质灰岩中δ30Si值介于–0.09 ~ –0.67之间, 层状硅质岩中δ30Si值介于0.03~1.47之间。结合主、微量元素特征和岩石学特征表明: “白泥塘层”炭硅质灰岩形成于深水盆地缺氧还原环境, 硅质来源于海底热液, 沉积中心位于热液喷口的附近, 沉积过程中受陆源硅质输入影响显著。层状硅质岩形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质来源于海底热液, 沉积远离热液喷口, 热液沿构造裂隙通道经过了一定的迁移距离, 与茅口组浅海台地相正常沉积的块状-厚层状灰岩发生交代作用, 从而形成硅质岩; 硅质条带或结核形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质主要来源于海底热液, 沉积过程中有陆源硅质的输入, 由长时间多期次的海底热液喷流作用带来的硅质迁移至盆地外围浅海台地形成。  相似文献   

广西渐新世宁明组三种植物碳同位素与古气候分析     

王秋军  郑军  孙柏年  马福军  王振  王万梅 《沉积学报》2020,38(2):358-366

渐新世代表地球一个早期的“冰室”期，是地球气候演化和生物演替过程中一段特殊的时期。渐新世植物化石的碳同位素可为研究该时期的古气候提供依据。对广西渐新世宁明组三种植物及其最近现生亲缘种的碳同位素进行分析，化石种Buxus ningmingensis，Chuniophoenix slenderifolia和Cephalotaxus ningmingensis的碳同位素组成（δ13C）分别为-29.0‰，-28.3‰，-28.0‰；碳同位素分馏（Δ13C）分别为23.48‰，22.74‰，22.43‰；叶内细胞间和外界大气的CO₂分压比（C_植物/C_空气）分别为0.84，0.81，0.80；水分利用效率（WUE）分别为42.63μmol CO₂/mol H₂O，51.56μmol CO₂/mol H₂O，55.38 μmol CO₂/mol H₂O。其对应的最近现生亲缘种（NLRs）的δ13C分别为-27.9‰，-29.7‰，-28.8‰；Δ13C分别为20.47‰，22.36‰，21.42‰；C_植物/C_空气分别为0.71，0.79，0.75；WUE分别为72.22 μmol CO₂/mol H₂O，51.28μmol CO₂/mol H₂O，61.76 μmol CO₂/mol H₂O。化石种δ13C值均落在现代C₃植物相应的数值范围内，其Δ13C和C_植物/C_空气均高于相应的NLRs数值；而Buxus ningmingensis和Cephalotaxus ningmingensis的WUE低于相应的NLRs数值；其中Chuniophoenix slenderifolia的WUE稍高于相应的最近现生亲缘种C. hainanensis，推测可能与其NLR标本的母本植物生长在水源充足、空气潮湿的湖溪边湿地环境有关。基于Δ13C、C_植物/C_空气和WUE结果，推测化石种可能生活在一种比现在更为温暖湿润的气候环境中；化石种及同层位化石的古气候重建支持了当前古气候分析结果。  相似文献   

不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素   总被引：1，自引：1，他引：0  

唐波  王景腾  付勇 《岩矿测试》2020,39(2):162-173

镁同位素在低温地球化学过程中显著的分馏效应,是其示踪地球表生环境演化及物质循环的基础。本文在前人研究的基础上,对地球上不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素进行了总结:火成岩的镁同位素组成较均一;风化产物总体富集重的镁同位素,且变化较大;碳酸盐岩中灰岩相对白云岩富集轻的镁同位素,但总体上富集轻的镁同位素;岩石类型、风化强度以及植被等因素对河流地表水的镁同位素组成影响较大,导致地表水的镁同位素组成总体变化较大;海水的镁同位素组成均一,平均值约为-0.83‰;低温条件下,控制碳酸盐矿物无机成因过程中镁同位素分馏的因素有矿物相、沉淀速率和温度,其中矿物相是主要控制因素;生物成因碳酸盐矿物镁同位素组成与生物体对含镁碳酸盐矿物的利用形式有关,除了需考虑与无机碳酸盐沉淀类似的控制因素外,还需考虑不同物种对轻、重镁同位素的选择性吸收能力;因生物成因海相碳酸盐矿物几乎都是由最初的无定形相碳酸盐转变而来,故生物成因海相碳酸盐矿物的镁同位素特征不能代表生成无定形相碳酸盐的流体的镁同位素特征。镁同位素在低温条件下具有良好的分馏效应,随着分析测试技术的发展及不同地质储库中镁同位素组成数据的积累和完善,有关表生环境中镁同位素分馏机制的许多问题将逐步得到解决,镁同位素在揭示地球表生环境演化及物质循环方面将发挥更大的作用。  相似文献   

黔中开阳地区南华系澄江组古环境演化及意义     

吴文明  徐世林  杨瑞东  王泽鹏  刘建中  刘松  王大福  吴小红  万大学  潘启权  张丞 《地质论评》2020,66(2):276-288

为查明贵州开阳极乐南华系澄江组的沉积环境演化过程、物质来源。对开阳磷矿极乐矿段南华系澄江组剖面进行详细的野外考察,并开展沉积学、矿物学、主量、微量和稀土元素地球化学特征研究。结果表明:澄江组岩样SiO_2含量为65.56%～78.45%,结合岩矿鉴定结果认为岩性主要为石英岩屑砂岩;其Al_2O_3/SiO_2值和TiO_2含量自下而上呈逐渐减小趋势;其Sr/Cu值平均为13.15,显示为干旱炎热气候;其沉积环境参数主要指标Th/U2,V/Cr2,δCe1,δEu1,均显示澄江组水体为氧化环境。∑REE为152.28～266.23μg/g,呈轻稀土富集,重稀土亏损,其配分模式与青白口系清水江组一致。综合认为:澄江组整套岩层水平层理发育,表明沉积区水体相对安静,总体为湖相沉积。其早至中—晚期水体深度由深变浅,至末期为浅滩环境。沉积物质可能来源于青白口系清水江组。沉积期间的古气候环境为干旱炎热,水体盐度自早到晚期持续上升,总体为氧化环境。澄江时期沉积的厚大泥沙建造,为后期陡山沱期形成无障壁浅滩缓坡相环境提供了物质基础。  相似文献   

黔北凤冈区块典型残余隐伏向斜特征及其页岩气选区选带意义     

《东北石油大学学报》2018,(2)

为揭示黔北地区富有机质页岩地层典型隐伏构造特征,以凤冈区块为例,根据二维地震勘探资料,结合野外露头及钻井资料,分析区块富有机质页岩地层构造特征。结果表明:区块整体为自西向东应力推覆作用下形成的复式向斜,背斜狭窄陡峭、向斜宽阔平缓,属于典型的隔挡式褶皱构造;富有机质页岩地层在背斜区剥蚀严重,在向斜区剥蚀程度小,是页岩气勘探开发有利区;绥阳向斜、凤冈向斜有利页岩气开发部位分别为向斜核部、东断块中部,残余隐伏向斜形态特征明显、地层产状平缓、远离通天断层,属于页岩气保存有利区。研究结果对指导凤冈区块页岩气勘探方案部署有理论意义。  相似文献   

黔东早寒武世早期重晶石富集机制研究——来自硫同位素的约束     

王富良  黄艺  付勇  龙克树  文星桥 《地球学报》2020,41(5):686-698

在中国, 早寒武世早期重晶石矿床主要展布于扬子地台北缘秦岭—大巴山一带及扬子地台东南缘湘黔地区, 而黔东天柱大河边重晶石矿床已探明的资源储量就达到了2亿多吨, 是全国, 乃至世界上所罕见的超大型重晶石矿床。近年来, 于大河边重晶石矿床北西翼亦发现了赋存于同一层位的云洞重晶石矿床, 但二者的成矿特征却表现出显著的差异。本文对比了含矿较差的云洞重晶石矿床与高品位大河边重晶石矿床的含矿岩系、沉积相、地球化学特征等。结果表明两者之间的缺氧程度、热水作用强度存在明显差异。综合矿床地质和有机质、硫同位素特征, 提出成矿作用与生物活动和同期海底热液活动关系密切, 矿床中SO2– 4来源于海水硫酸盐, Ba2+来自海水和海底热液。大河边地区与云洞地区相比, 水位更浅, 氧逸度更高, 硫酸盐还原程度更弱, 剩余硫酸盐的浓度更高, 从而导致云洞重晶石矿床表现出较大河边重晶石矿床成矿性差的特征。  相似文献   

贵州紫云方解石矿地质特征及成矿前景浅析          下载免费PDF全文

曹正端  杨瑞东  廖志权  高军波  魏怀瑞  陈军  沈明联  曹正建 《贵州地质》2016,33(3):170-177,224

通过对紫云县内方解石矿床地质、岩石学和元素地球化学特征的研究,结果显示,区内发现的14处矿床中,每个矿床分布数个规模不等的矿体,矿体数量合计36个。褶皱、断裂构造及地层对矿床具有明显的控制作用,矿体以似板状、脉状及透镜状充填于断裂构造带内及地层中。方解石矿床(段)分布具有范围广、单个矿点规模不大、具有矿床分布稀疏、矿物成分简单、矿石质量较好的特点。矿物组成以方解石为主,含少量的萤石。区内方解石成矿与黔西南大规模低温热流体运移有着密切关系,热液流体因温度骤降引起Mg沉淀,是形成低Mg方解石的主要原因。根据方解石矿床成矿地质特征分析,认为紫云地区方解石矿属于低温热液充填型矿床。在矿区范围内及其外围沿着断裂构造方解石成矿条件优越,具有良好的找矿前景。  相似文献   

西准噶尔达拉布特地幔橄榄岩弧前成因的矿物地球化学和氧同位素证据     

钱丰  田亚洲  武勇  杨经绥 《地质论评》2022,68(4):1216-1235

达拉布特蛇绿岩位于中亚造山带西南缘,是古亚洲洋的扩张、俯冲、消减和闭合过程的产物,保留了洋盆形成及构造演化信息。前人对达拉布特蛇绿岩的形成大地构造背景始终未取得统一的认识。为探讨蛇绿岩所代表的构造演化过程,笔者以达拉布特蛇绿岩中的地幔橄榄岩为研究对象,通过详细的矿物地球化学及其氧同位素研究,对达拉布特地幔橄榄岩成因及构造背景提出新的制约。达拉布特方辉橄榄岩中橄榄石Ni/Co值为21~22,Ni/Mn值为3.0~7.8具有部分熔融残余的特征,此外,橄榄石中不相容元素相对于正常地幔橄榄石亏损,表明方辉橄榄岩为部分熔融的残余组分。方辉橄榄岩中尖晶石Cr# 为47~52、TiO2含量0.01%~0.04%,橄榄石Fo为90.34%~90.98%指示方辉橄榄岩经历>20%的部分熔融。方辉橄榄岩中橄榄石δ18 Oolivine值+5.1~+6.2‰、单斜辉石δ18Ocpx值+5.6~+6.9‰,其变化范围较大且整体高于正常地幔中橄榄石和单斜辉石的δ18 O值,矿物间氧同位素分馏系数Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰,Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰,显著区别于正常地幔中平衡的氧同位素分馏系数,具有明显的交代作用特征。结合方辉橄榄岩橄榄石中亏损的微量元素特征,认为方辉橄榄岩可能受到流体交代作用的影响,俯冲壳源物质脱水形成的高δ18O流体交代地幔橄榄岩导致了矿物与矿物间不平衡的氧同位素特征。通过尖晶石与单斜辉石成分判别,尖晶石与单斜辉石的主量元素具有介于弧前与深海地幔之间的过渡型特征,与俯冲初始阶段形成的地幔橄榄岩相似。综合矿物地球化学与氧同位素特征,笔者认为达拉布特地幔橄榄岩为形成于弧前初始俯冲环境。板块俯冲导致弧前扩张形成新洋壳,上涌的软流圈MORB like熔体与俯冲壳源物质熔融形成熔/流体与地幔橄榄岩相互作用,形成达拉布特地幔橄榄岩。  相似文献   

西准噶尔达拉布特地幔橄榄岩弧前成因的矿物地球化学和氧同位素证据     

钱丰  田亚洲  武勇  杨经绥 《地质论评》2022,68(2):2022030007-2022030007

达拉布特蛇绿岩位于中亚造山带西南缘,是古亚洲洋的扩张、俯冲、消减和闭合过程的产物,保留了洋盆形成及构造演化信息。前人对达拉布特蛇绿岩的形成大地构造背景始终未取得统一的认识。为探讨蛇绿岩所代表的构造演化过程,笔者以达拉布特蛇绿岩中的地幔橄榄岩为研究对象,通过详细的矿物地球化学及其氧同位素研究,对达拉布特地幔橄榄岩成因及构造背景提出新的制约。达拉布特方辉橄榄岩中橄榄石Ni/Co值为21~22,Ni/Mn值为3.0~7.8具有部分熔融残余的特征,此外,橄榄石中不相容元素相对于正常地幔橄榄石亏损,表明方辉橄榄岩为部分熔融的残余组分。方辉橄榄岩中尖晶石Cr# 为47~52、TiO2含量0.01%~0.04%,橄榄石Fo为90.34%~90.98%指示方辉橄榄岩经历>20%的部分熔融。方辉橄榄岩中橄榄石δ18 Oolivine值+5.1~+6.2‰、单斜辉石δ18Ocpx值+5.6~+6.9‰,其变化范围较大且整体高于正常地幔中橄榄石和单斜辉石的δ18 O值,矿物间氧同位素分馏系数Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰,Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰,显著区别于正常地幔中平衡的氧同位素分馏系数,具有明显的交代作用特征。结合方辉橄榄岩橄榄石中亏损的微量元素特征,认为方辉橄榄岩可能受到流体交代作用的影响,俯冲壳源物质脱水形成的高δ18O流体交代地幔橄榄岩导致了矿物与矿物间不平衡的氧同位素特征。通过尖晶石与单斜辉石成分判别,尖晶石与单斜辉石的主量元素具有介于弧前与深海地幔之间的过渡型特征,与俯冲初始阶段形成的地幔橄榄岩相似。综合矿物地球化学与氧同位素特征,笔者认为达拉布特地幔橄榄岩为形成于弧前初始俯冲环境。板块俯冲导致弧前扩张形成新洋壳,上涌的软流圈MORB like熔体与俯冲壳源物质熔融形成熔/流体与地幔橄榄岩相互作用,形成达拉布特地幔橄榄岩。  相似文献