豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组上段钙质结核成因及其对古气候的指示意义

钙质结核作为沉积地层中重要记录之一,蕴含着丰富的古气候信息。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组上段的钙质结核为研究对象,运用岩石学与地球化学等方法对钙质结核的特征及成因进行研究并恢复该时期的古气候。结果表明:(1)孙家沟组上段的钙质结核根据不同的岩石学特征可分为Ⅰ类和Ⅱ类。Ⅰ类为分布在该段底部和顶部紫红色、灰黄色团块状和姜结状结核,其成因主要是成岩作用过程中CaCO_3饱和沉淀、溶蚀交代形成;Ⅱ类以位于该段中上部土黄色椭球状结核为主,与围岩层有明显的界线,具有同心纹理,为碳酸盐在饱和后不断析出受胶结作用影响凝结成核,并使结核由内向外不断生长。(2)Ⅱ类结核的碳、氧同位素、古盐度"Z值""S值"的变化特征表明上段地层为封闭型的半咸水-咸水湖泊沉积,其古气候特征主要以炎热干旱-半干旱为主。(3)宜阳地区孙家沟组上段钙质结核的大量出现,预示着晚二叠世的古气候由温湿型向干热型转变。本次研究结果对揭示二叠纪末期陆相古气候的变化具有重要的意义。     

鄂西走马地区ZK701孔南华系大塘坡组主量元素 地球化学对古气候的指示

地球于新元古代后期的成冰纪发生了Sturtian和Marinoan 2次全球规模的冰川事件,被称为"雪球地球"期,该时期的古气候演化一直被地质界广泛关注。扬子地区南华系相当于成冰系,其大塘坡组为古城冰期(Sturtian)与南沱冰期(Marinoan)的间冰期沉积。本文对鄂西走马地区ZK701钻孔岩心大塘坡组细碎屑岩样品主量元素地球化学进行了研究,ICV(成分变异指数)值显示沉积物具有初次沉积的特征,计算了CIA(化学蚀变指数)、CIW(化学风化指数)、PIA(斜长石蚀变指数)、n(Al)/n(Ca)及n(Na)/n(K),探讨了该区南华纪间冰期的古气候演化过程,结合前人研究,认为大塘坡间冰期早期气候干冷(CIA值介于55.6～69.8,均值65.0),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润并趋于稳定(CIA介于71.0～77.7,均值73.4),CIW,PIA,n(Na)/n(K)等指标反映的古气候演化过程与CIA反映一致,n(Al)/n(Ca)的变化也反映了陆源碎屑输入量随着古气候波动。本研究为扬子地区南华纪间冰期古气候演化分析提供了重要基础资料。     

渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石沉积特征及其对优质页岩气储层的指示意义

笔石是我国五峰组-龙马溪组页岩中的主要古生物大化石类型,以渝东南地区YC-4井、QQ-1井、YC-6井、YC-8井等为例,结合手标本观察、岩心研究、储层室内实验测试等手段,综合展开五峰组-龙马溪组页岩储层笔石沉积特征、笔石带序列、笔石沉积环境意义及储层意义研究。结果表明:渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石主要以薄膜状有机质保存于层理面间,五峰组页岩笔石动物群以叉笔石-双笔石动物群过渡至晚期对笔石动物群,龙马溪组沉积期则为单笔石动物群;通过钻孔研究,建立了渝东南地区笔石带序列,在五峰组、龙马溪组分别识别出3个以及6～8个笔石带,为储层精细对比与评价预测提供了时间框架;受控于沉积环境与沉积条件,五峰组-龙马溪组沉积期笔石经历灭绝→重新演化→结构复杂化的演化过程,其化石结构、演化、丰度、赋存状态、沉积方式发生转变,向上笔石定向性增强、丰度下降、结构保存完整程度下降,具有环境指示意义;笔石体有机质发育丰富的有机孔隙,其作为富笔石水平层理等沉积构造的一部分,也具有页岩气渗流通道的作用。综上,海相页岩中的笔石沉积特征与结构特征可以作为指示、预测优质页岩储层分布的重要依据,具有页岩气地质意义。     

豫西巩义地区上石炭统本溪组泥岩地球化学和富锂特征及其控制因素

泥岩的沉积序列和地球化学特征包含大量地质信息,广泛应用于沉积学及其物源分析等。豫西巩义地区上石炭统本溪组富集锂资源,但对于锂资源的来源、沉积条件等控制因素及赋存的矿物等不明确。基于野外露头等资料,综合分析豫西巩义地区上石炭统本溪组主量、微量和稀土元素特征,阐明本溪组锂富集特征,探讨本溪组的源岩、岩石风化程度、沉积物分选状况和古环境特征,进而分析本溪组锂富集的成因。结果表明:本溪组锂资源丰富,主要富集在泥岩中(Li平均质量分数为1 487×10^-6),而铝土矿Li含量较低; 沉积序列表明,本溪组主要以细粒沉积物为主,形成于潟湖环境; B/Ga、Sr/Cu值等参数表明沉积时期海水为微咸水,气候条件为温湿—干热气候,处于还原环境; 微量和稀土元素等综合图解分析表明,物源区母岩以长英质岩浆岩为主,灰岩和泥岩等是次要物源,化学蚀变指数、风化指数参数及图解表明源岩遭受强烈的风化作用,经历沉积再旋回作用。本溪组富锂泥岩的物源、沉积特征等综合分析表明,锂资源的富集与泥岩中高岭石、绿泥石等黏土矿物关系密切,本溪组源岩为锂富集提供物质基础,沉积物的再旋回过程、沉积环境等沉积特征影响锂资源的富集。     

山东平邑盆地古近系卞桥组一段湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义

对山东平邑盆地柏林剖面古近系卞桥组一段19件湖相碳酸盐岩样品的岩性特征、碳氧同位素特征、主量和微量元素进行了分析。结果表明:平邑盆地古近系卞桥组一段的岩性从地层底部到顶部整体变化依次为粗碎屑岩、核形石灰岩、生物碎屑灰岩、颗粒灰岩、泥晶灰岩/泥灰岩。碳酸盐岩δ¹³C值主要为-3.5‰～-2.5‰,平均值为-2.9‰; δ¹⁸O值主要为-8.5‰～-6.5‰,平均值为-7.6‰; 碳氧同位素具有良好的相关性,说明平邑盆地在古近系沉积时期是水体停留时间较长的封闭性湖泊系统。碳酸盐岩Sr/Ba值主要为0.25～31.55,可以认为平邑盆地古近系沉积时期水介质主要为咸水环境; Mg/Ca值主要为0.004 2～0.011 9,结合氧同位素组成,反映平邑盆地古近系沉积时期的古气候变化经历了潮湿环境→半干热环境→干热环境3个阶段。根据岩性序列垂向演化及薄片特征,可以推断出平邑盆地在古近系卞桥组一段沉积时期,湖盆水动力随着地层变新而减弱,湖盆水体逐渐由高能转入低能环境。     

湖北神农架地区南华系大塘坡组元素地球化学特征

湖北神农架地区南华系大塘坡组属于间冰期沉积,目前对其沉积地层及古环境等方面的认识有限。在神农架地区南华系大塘坡组野外调查的基础上,利用元素地球化学分析测试资料,系统研究了该地区大塘坡组古环境特征及其对油气勘探的意义。CaO/(CaO+Fe)、Sr/Ba、Rb/K、K/Na值表明神农架地区大塘坡组沉积水体盐度整体为中—低盐度,其中大九湖剖面沉积水体盐度比宋洛剖面沉积水体高。氧化-还原性敏感元素相关参数V/(V+Ni)、Ni/Co、Ce_anom值研究表明,神农架地区南华系大塘坡组沉积于弱氧化—弱还原水体。CIA、ICV、Sr/Cu、Sr/Ba、Rb/Sr、Mg/Ca值和Sr含量等研究表明,神农架地区大塘坡组沉积期属于温暖湿润气候环境。总有机碳(TOC)、古生物资料以及Cu和Ba含量综合分析表明神农架地区大塘坡组沉积期温暖湿润气候以及合适的水体条件,为藻类的大量繁殖提供了优越的环境,并为大塘坡组优质烃源岩的发育提供了充足的有机质来源。     

冀北—辽西地区中—新元古界古油藏的油气来源及成藏特征

在全球诸多盆地发现的中—新元古界原生油气苗和商业性油气聚集,展示了这些古老沉积地层具有良好的勘探潜力和前景。基于冀北—辽西地区烃源岩与储层沥青中三环萜烷、四环萜烷、重排藿烷、13α(正烷基)-三环萜烷和甾烷等分子标志化合物对比研究,明确了双洞背斜铁岭组和兴隆1井雾迷山组沥青分别源自洪水庄组和高于庄组烃源岩; 而韩1井骆驼岭组上、下段储层沥青表现出不同的烃类来源,分别源自高于庄组和洪水庄组烃源岩。冀北—辽西地区古老地层至少发生了3期油气充注,对应3类古油藏:第Ⅰ类古油藏源自高于庄组烃源岩,其成藏时间早,经历了长期深埋和次生改造,油藏的保存条件较差; 第Ⅱ类古油藏为早期油藏破坏调整而形成的次生油藏,其成藏规模受到了较大制约; 第Ⅲ类古油藏源自洪水庄组烃源岩,成藏时间晚,遭受构造破坏弱,有相对较好的成藏和保存条件,是研究区古老油气勘探的潜在目标。     

黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段滨岸相沉积特征及其地质意义

沉积环境分析是古地理重建的核心内容,黔北地区寒武系明心寺组沉积环境研究存在较大争议,以致对中上扬子地区明心寺组沉积期古地理格局的认识不能统一。选取寒武系明心寺组发育齐全、出露良好的黔北镇远地区三丘田剖面为研究对象,通过野外剖面观察、室内薄片鉴定及碎屑岩粒度分析等方法对三丘田剖面明心寺组岩石学特征、沉积构造、沉积演化序列、沉积相类型进行了详细分析。结果表明:黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段发育大套的石英粉—细砂岩,沉积构造以低角度冲洗交错层理为主,碎屑颗粒的成分和结构成熟度均较高; 三丘田剖面明心寺组上段砂岩以双次跳跃组分为主,悬浮组分含量较少,纵向剖面自下而上显示为浅水陆棚→临滨→前滨→后滨演化序列,呈典型的陆棚相向滨岸相变化。综上所述,黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段的沉积相为滨岸相。黔北镇远地区明心寺组滨岸相沉积的出现,指示了黔北地区区域上重新认识明心寺组沉积相的必要性,将直接影响对黔北地区乃至中上扬子地区寒武纪古地理格局及其大地构造背景的认识。     

鄂尔多斯盆地东缘柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩发育影响因素与发育模式

鄂尔多斯盆地东缘上石炭统本溪组海陆过渡相泥页岩是该区潜在的页岩气勘探目标。在盆地东缘柳林—子洲地区本溪组代表性剖面和重点探井的系统观测和采样分析基础上,对该区本溪组富有机质泥页岩的发育影响因素与发育模式进行了研究,并建立了本溪组“缓慢沉降、陆源供给、封闭保存”的海陆过渡相富有机质泥页岩的发育模式。结果表明:鄂尔多斯盆地柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩主要发育在晋祠段和畔沟段,以黏土质泥页岩为主,含少量硅质泥页岩; 其有机质丰度高,有机质类型主要为腐殖型; 本溪期炎热潮湿的气候导致区域内成煤植物繁盛,沉积水体有机质供应充足; 在鄂尔多斯盆地东缘整体缓慢沉降的海侵背景下,障壁岛-瀉湖-浅海泥质陆棚体系在水体底层形成较高盐度的缺氧还原性水体,为沉积有机质的保存和富集提供了良好场所。     

2005～2018年北京平原区土壤汞时空特征及其影响因素

为了解北京平原区土壤汞的分布特征及变化规律,采样测定了2005、2015、2018年的土壤汞含量,获取了270条实验测试数据。采用定量与定性分析相结合的方式,阐述了土壤汞的时间和空间变化特征,并对影响土壤汞时空特征的因素进行了探讨。结果表明:北京平原区土壤汞含量整体呈下降趋势,2005～2015年由0.093×10^-6下降至0.064×10^-6,到2018年下降至0.058×10^-6,逐渐接近甚至低于北京市土壤背景值; 土壤汞的块基比为28.2%～29.9%,空间自相关性中等,空间结构受结构性因素和随机性因素的共同影响,在空间分布上呈现出“城区含量高、郊区含量低”的特点; 由于外界输入土壤内部的含汞物质大幅度降低(输入减少),以及土壤中的汞通过排放、转化、吸收等方式不断流失(输出持续),造成2005～2018年土壤汞含量不断下降; 工业生产、人类生活、城市建设历史等人为源加剧了城区土壤汞的富集,反映了随机性因素的影响; 水系流域、土壤质地等自然源造成土壤汞分布的局部性差异,反映了结构性因素的影响。     

湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

湖北峡东地区位于华南板块上扬子地块分区,其奥陶系南津关组灰岩中发育大量条带状和结核状硅质岩。在详细野外调查的基础上,对这些硅质岩进行岩相学和地球化学分析,探讨其成因及沉积环境意义。结果表明:硅质岩主要由石英、玉髓组成; 硅质岩贫Mn、Fe,其A1/(Al+Fe+Mn)值为0.27～0.84,平均值为0.64,Mn/TiO₂值小于0.5,Th/U值为0.02～0.86; 硅质岩具有低的稀土元素含量(质量分数,下同),稀土元素总含量为(0.67～27.79)×10^-6,经北美页岩标准化后呈现相对平缓右倾的稀土元素配分模式和弱的Ce异常,同时(La/Yb)_N平均值为1.31; 硅质岩寄主灰岩的δ¹³C值为-2.37‰～2.30‰,平均值为-0.006 4‰,δ¹⁸O值为-9.04‰～-6.49‰,平均值为-7.61‰,计算的古环境温度为4 ℃～21 ℃。这些结果反映湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中的硅质岩主要为生物成因,形成于温暖缺氧的大陆边缘环境。     

辽西义县盆地下白垩统义县组大康堡层纹泥地球化学特征及其古气候意义

辽西义县盆地义县组大康堡层剖面(辅助标准地层剖面)纹泥发育,占沉积层的60%~70%,为沉积期古环境研究提供了良好素材。通过对湖相纹泥进行岩石学及地球化学研究,探讨了大康堡层沉积期古气候、物源及湖水盐度变化。结果表明:纹泥化学蚀变指数多在65~67之间,变化幅度较小,对气候变化不敏感;w(Rb)/w(Sr)值较低,由下至上逐渐增大,大康堡层沉积期气候较温暖、湿润,存在寒冷、干燥向温暖、湿润变化的趋势;纹泥层偶厚度由下至上逐渐减小,降水量逐渐减少;成分变异指数在1.3~11.6之间,均大于1,代表了初始沉积产物及活动的构造环境;大康堡层物源以偏酸性火山岩为主,如义县组主期火山岩;稀土元素w(La)_n/w(Yb)_n值大于1,稀土元素在湖水滞留时间较长,沉降速率较慢;稀土元素w(La)_n/w(Yb)_n值由下至上逐渐减小,在垂向序列上沉积物沉降速率有逐渐增加的趋势,湖水盐度逐渐升高。     

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩成因及其地质意义

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩位于茅口组顶部王坡层黏土岩之上,其成因可能对认识峨眉山大火成岩省火山活动时限具有重要意义。对朝天剖面吴家坪组2个凝灰岩样品进行全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,探讨凝灰岩的成因,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。结果表明:广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩主要由黏土矿物组成,锆石U-Pb年龄为(260.1±2.8)Ma,并具有较高的Al₂O₃/TiO₂值(分别为37.90和31.49)、明显的Eu负异常(Eu/Eu^*值分别为0.13和0.06)及缺失Nb、Ta负异常; 凝灰岩样品中,锆石具有较高的ε_Hf(t)值(7.8～11.4)和较低的Th/Nb值(5.4～14.9),与宾川剖面峨眉山火山序列酸性熔结凝灰岩及上寺剖面上二叠统下部凝灰岩基本一致,而明显不同于清音阁王坡层黏土岩锆石ε_Hf(t)值和Th/Nb值。综上所述,四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关,且峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到晚二叠世早期。