北秦岭南召盆地太山庙组下部凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

晚三叠世卡尼期全球古气候发生明显转变,全球降水量增加,海水温度上升了6~8℃,大量陆源碎屑物质输入海洋,导致海洋中出现碳酸盐生产危机。北秦岭南召盆地太山庙组可能记录了卡尼期洪水事件。目的为精确限定太山庙组沉积时代,凸显其地质意义,方法采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)对太山庙组下部凝灰岩进行锆石U-Pb同位素定年分析。结果结果表明:凝灰岩锆石颗粒呈粒状、短柱状,无磨圆;阴极发光图像显示振荡环带结构明显;根据阴极发光图像和Th/U,认为太山庙组下部凝灰岩中18颗锆石均为火山来源,剔除轻稀土富集的锆石后,选择其中15颗锆石进行计算,得到其加权平均年龄为(241.4±1.3)Ma(1σ;MSWD=0.27),代表凝灰岩中锆石的结晶年龄;结合前人研究成果,计算出太山庙组下部平均沉积速率为20.6 m/Ma,太山庙组底界年龄约246 Ma,因此,太山庙组至少自中三叠世安尼期就开始沉积,至晚三叠世卡尼期末结束;根据南召盆地遗迹化石组合演化规律和植物孢粉变化,认为太山庙组沉积时期古气候发生了明显转变,由干旱炎热气候转变为温暖、湿润气候。结论研究结果对北秦岭南召盆地三叠纪地层划分产生了新认识,有助于研究探讨南召盆地对卡尼期洪水事件的沉积响应。

冷泉碳酸盐工厂的提出及古气候意义

【意义】碳酸盐工厂的提出及其分类研究对于推动碳酸盐岩沉积学发展具有重要意义,但现行分类方案不足以囊括所有碳酸盐沉积类型,因此亟须从机理和过程层面对碳酸盐工厂类型予以梳理、扩充。【进展】传统碳酸盐工厂的碳源主要为大气—海洋中的无机碳库,而一些特殊海相和陆相碳酸盐工厂的碳则主要源于外源碳库,因而两者具有本质上的区别。后者往往对于追溯深时水体环境和气候事件具有重大意义。【结论与展望】以冷泉碳酸盐岩为例,正式提出“冷泉碳酸盐工厂”概念,综述了其沉积特征、生物组成及生物地球化学过程,并举例阐述其古气候意义。基于外源碳库的碳酸盐工厂类型理应得到重视。

海相沉积岩中钙质结核成因综述

目的由自生碳酸盐矿物集合体构成的钙质结核是深时海相地层中较为常见的沉积构造,因其特殊的生长条件,已成为研究沉积环境、古气候和沉积物孔隙流体演化的重要载体。为深入了解不同钙质结核的成因,突出其地质意义,方法本文介绍了不同成因类型钙质结核的宏观形态、微观组构和同位素等特征,并对其成岩时限、生长模式和涉及的生物地球化学过程进行了综述。结果钙质结核可形成于准同生沉积阶段、早期成岩阶段和晚期成岩阶段,包括同心圈层状生长和弥漫性生长两种生长模式。钙质结核的形成机制主要包括3种:(1)在厌氧环境中,沉积物中的有机质为硫酸盐还原菌提供电子供体,发生氧化,生成碳酸氢根,导致孔隙水中碱度升高和钙质结核的形成;(2)在硫酸盐还原菌和甲烷氧化古菌共同作用下,冷泉流体中的甲烷发生厌氧氧化作用,孔隙水中过饱和的碳酸盐发生沉淀,形成钙质结核;(3)深埋藏环境下,孔隙水中的流体超压形成的晚期成岩构造,以发育“牛肉”和“锥中锥”为特征。结论目前对参与钙质结核形成的微生物过程已有了较为深入的认识,但仍需更多高分辨率原位分析,以揭示不同的生物地球化学过程(如有机质矿化作用、硫酸盐还原与甲烷厌氧氧化耦合作用等)如何控制结核生长,并对其成因机制作进一步探究。