重庆涪陵二龙口剖面P—T界线附近黏土矿物特征及其古环境意义

在二叠系—三叠系界线附近地层中,利用大气暴露面上沉积物恢复古环境的研究至今尚未展开。四川盆地东部涪陵地区的二龙口剖面在二叠纪末位于扬子碳酸盐岩台地内,为礁后开阔台地相,在上二叠统—下三叠统界线附近沉积了较为完整的海相碳酸盐岩。该地层从下到上可分为1-31层。其中,上二叠统长兴组(1-6层)顶面为侵蚀不整合面,下伏于厚3-10cm(平均厚度约5cm)的古风化壳(7层)。相较于1-6层,飞仙关组7-19层中碳酸盐矿物含量降低,黏土矿物含量增高。而20-31层以泥晶灰岩为主,偶尔伴有薄层黏土岩夹层。二叠系—三叠系界线位于19-20层之间。岩石学和矿物学特征显示,风化壳以黏土矿物为主,主要为规则伊蒙混层(I/S)和少量伊利石。在扬子台地范围内不同的沉积相带中,该黏土矿物组合具有较好的地层可对比性,说明研究区长兴组之上风化壳中黏土矿物形成的主控因素可能是区域性的,如火山活动带来的外源沉积。结合其下伏围岩(1-6层)岩石学和稳定同位素组成均缺乏淡水改造特征,可以判断该风化壳形成于加积模式而非改造模式。值得注意的是,此种黏土矿物以规则伊蒙混层和伊利石为主的组合方式,与二叠纪末出现的碱性、高温、缺氧的沉积环境一致。自7层向上,黏土矿物中伊蒙混层相对含量逐渐降低,且混层比逐渐减小,而伊利石、绿泥石、绿蒙混层相对含量逐渐增加,则与逐渐加剧的碱性-高温-缺氧的极端沉积环境有关。因此,二叠系—三叠系界线附近黏土矿物对扬子台地二叠纪末古环境突变有较好的记录能力。