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《中国科学院研究生院(地球化学研究所)》 2006年
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湘黔地区早寒武世黑色岩系沉积学及地球化学研究

陈兰  
【摘要】:中国南方古生代广泛分布富有机质的黑色页岩,分布层位较多(如下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩、奥陶系五峰组页岩、志留系龙马溪组黑色页岩、泥盆系深水台间盆地的黑色碳质、硅质页岩,以及二叠系的黑色页岩、硅质岩等),并伴有Mo、Ni、PGE、V、Au、Ag等贵重金属元素富集层,尤其是湘黔地区下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩,作为瞬时灾变沉积物,可与全球大洋缺氧事件对比。贵州省遵义地区黄家湾和湖南张家界地区柑子坪剖面为该地区较典型的剖面,前人已进行了大量的岩石地层、生物地层、元素地球化学研究工作,但沉积学方面尚缺乏系统性与较深入研究,特别是关于以黄家湾剖面为代表的浅水沉积体系与柑子坪剖面为代表的深水相黑色页岩沉积体系之间的时空关系缺乏统一的认识,且有机地球化学研究涉及甚少。因此,本文从沉积学和地球化学两方面,特别是有机地球化学方面,探讨了湘黔地区下寒武统底部牛蹄塘组黑色岩系的成因以及相应的灾变事件—大洋缺氧事件,取得如下认识: (1)本文对研究区下寒武统地层进行了较全面的清理,重新厘定了研究区下寒武统地层系统。下寒武统自下而上划分为牛蹄塘组、明心寺组、金顶山组和清虚洞组,其时代经历了梅树村阶、筇竹寺阶、沧浪铺阶和龙王庙阶,与西伯利亚地区同期沉积相比,分别对应晚Tommotian、Atdabanian、Botonian和Toyonian期。 (2)确定了研究区下寒武统岩石类型有碳酸盐岩、泥质岩和碎屑岩三大类。下寒武统下、中部泥质岩、粉砂岩及砂岩发育,且以泥质岩为主,少有碳酸盐岩发育,而上部清虚洞组灰岩(白云岩)发育。下寒武统牛蹄塘组黑色岩系主要由黑色页岩、石煤、硅质页岩、硅岩、粉砂岩、磷块岩、重晶石岩等组成,主要矿物组合为石英、伊利石和黄铁矿以及少量重晶石、磷灰石和方解石。从生物地层、岩石地层、年代地层来看,牛蹄塘组底部黑色页岩与南亚、西亚、欧洲、北美等地Tommotian期广泛分布的黑色页岩有很好的可对比性。 (3)基于对地层清理、古生物以及岩石学特征的详细研究,研究区下寒武统可划分为碎屑岩海相和碳酸盐岩海相两个沉积体系组。碎屑岩海相又分为滨岸、内陆棚、外陆棚、斜坡亚相;碳酸盐岩海相主要为开阔台地亚相。从时空上看,地层由老到新,粒度逐渐变粗,水体逐渐变浅,从外陆棚-斜坡、内陆棚到滨海,最后为开阔台地相:从西向东,由浅水相区的滨岸到内陆棚,最后到深水相区的外陆棚到斜坡。 (4)晚震旦世灯影组灰白色粉晶白云岩样品的SiO_2含量比较低,MgO、CaO、CO_2含量较高。牛蹄塘组黑色碳质泥岩、碳质页岩以SiO_2含量为主,其次为Al_2O_3和Fe_2O_3。微量元素含量具有如下特征:地层由老到新,从灯影组白云岩→牛蹄塘组磷块岩/硅质岩→多金属富集层,呈现出增加趋势,此后至黑色页岩又有回落。特征微量元素(如Mo、Ni、V、U等)及其比值(如V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th、δU等)显示这套富含有机质黑色页岩为热水沉积,其沉积环境为含氧量逐渐减少的贫氧-缺氧的还原环境。 (5)稀土元素总量(∑REE)从6.67ppm变化到481ppm,平均含量为123ppm,轻稀土相对比较富集。经PAAS标准化的稀土配分模式曲线具有近于水平或略显右倾特征。灯影组Ce异常值均小于-0.10,代表当时海水处于氧化阶段。而牛蹄塘组底部和上部Ce异常值大于-0.10,接近0,代表弱的缺氧沉积环境。对于牛蹄塘组中部,其值小于-0.10,说明缺氧环境持续了一段时间后,海洋出现了一个短暂的充氧期。根据Ce异常和参考海平面,研究区晚震旦世-早寒武世可识别出3个主要海平面升降旋回。而Eu异常为0.002-1.16,大多数样品
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(地球化学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P59

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【引证文献】
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【参考文献】
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8 ;前言[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
9 ;前言[A];第十届全国有机地球化学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
10 莫测辉;赖坤容;蔡全英;朱夕珍;李海芹;吴启堂;;土壤环境有机地球化学的研究现状与展望[A];第六届全国环境地球化学学术讨论会论文摘要汇编[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姚秋明 邓道静;地震沉积学解释技术研发获新进展[N];中国石化报;2009年
2 记者 田雪莲 滕艳 通讯员 曹雪晴;沉积学发展应海陆并重古今结合[N];中国国土资源报;2009年
3 曹南燕 陈华文;第二届沉积学研讨会召开[N];中国矿业报;2001年
4 本报记者 滕艳 田雪莲 本报通讯员 曹雪晴;未来沉积学:海陆并重 古今结合[N];地质勘查导报;2009年
5 江其勤 李静;给有机地球化学足够的支持和重视[N];中国石化报;2005年
6 熊和生;朱笑青提出“颜色找矿论”[N];地质勘查导报;2007年
7 记者 李晓明;第三届全国沉积学大会闭幕[N];地质勘查导报;2005年
8 张鑫;新理论开启找矿新思路[N];中国有色金属报;2007年
9 杨建超;油气资源有望实现定量预测[N];中国石化报;2005年
10 本报记者 李晓明;用全球视野研究区域沉积学[N];地质勘查导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈兰;湘黔地区早寒武世黑色岩系沉积学及地球化学研究[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2006年
2 杨剑;黔北地区下寒武统黑色岩系形成环境与地球化学研究[D];长安大学;2009年
3 闫仕娟;海洋表层沉积物元素地球化学数据处理分析及综合信息评价技术[D];中国海洋大学;2012年
4 崔迎春;中太平洋海区富钴结壳地球化学特征及成因机制[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
5 王立社;陕西秦岭黑色岩系及其典型矿床地质地球化学与成矿规律研究[D];西北大学;2009年
6 赵德力;塔东北孔雀河地区古生界构造沉积演化及油气成藏主控因素[D];中国地质大学(北京);2006年
7 朱西养;层间氧化带砂岩型铀矿元素地球化学特征[D];成都理工大学;2005年
8 金玮;青藏高原腹地晚白垩—古近纪高原隆升的沉积响应与油气后期保存[D];成都理工大学;2007年
9 徐强;造山带沉积学[D];成都理工大学;2002年
10 张文翔;表生元素在湖相沉积中的地球化学分异及环境演化[D];兰州大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏怀瑞;贵州早寒武世黑色岩系热(液)水沉积特征及热水生物群研究[D];贵州大学;2008年
2 熊亚平;安徽石台早寒武世黑色岩系沉积地球化学及含矿性[D];合肥工业大学;2008年
3 黄燕;湖南张家界地区寒武系牛蹄塘组黑色岩系沉积地球化学研究[D];成都理工大学;2011年
4 李德亮;贵州纳雍地区寒武系牛蹄塘组黑色岩系沉积地球化学研究[D];成都理工大学;2009年
5 侯东壮;黔东地区黑色岩系地球化学特征及沉积环境研究[D];中南大学;2011年
6 魏引杰;塔里木盆地西部白垩纪OAE_2大洋缺氧事件[D];兰州大学;2010年
7 刘安娜;渭河流域全新世剖面元素地球化学特征与成壤环境变化研究[D];陕西师范大学;2006年
8 董晴晴;穆龙套型金矿床成矿黑色岩系遥感识别技术研究[D];新疆大学;2011年
9 贾存善;塔里木盆地台盆区烃源岩有机地球化学特征研究[D];中国地质大学(北京);2006年
10 凌荣祥;遵义松林地区下寒武统黑色岩系黑碳含量测定及其地质指示意义[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2005年
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