川南地区晚奥陶世-早志留世铁化-硫化水体转化特征及控制因素

晚奥陶世-早志留世过渡时期形成的富有机质黑色页岩被广泛关注,对该时期的古海水化学条件研究是解开其成因的重要环节。通过古生产力恢复、Fe组分、S组分以及S同位素测试探讨研究区铁化-硫化水体在该时期变化特征及其主控因素。结果表明:川南沉积区4个剖面的古生产力指标平均值由高到低依次为南坝子剖面(34.11 mg/cm^(2)/kyr)、双河剖面(29.06 mg/cm^(2)/kyr)、田林剖面(23.40 mg/cm^(2)/kyr)和长河碥剖面(14.60 mg/cm^(2)/kyr);田林剖面、长河碥剖面和沙坝剖面的有机碳含量分别在0.79%~7.17%,2.24%~6.11%和0.26%~6.01%;田林剖面的五峰组、观音桥组与龙马溪组的Fe_(HR)/Fe_(T)与Fe_(py)/Fe_(HR)平均值分别为0.55,0.25,0.74与0.58,0.44,0.64;长河碥剖面五峰组与龙马溪组的Fe_(HR)/Fe_(T)与Fe_(py)/Fe_(HR)平均值分别为0.47,0.61与0.57,0.60;沙坝剖面的五峰组与龙马溪组的Fe_(HR)/Fe_(T)与Fe_(py)/Fe_(HR)平均值为0.43,0.50与0.54,0.54;长河碥、田林、双河和南坝子剖面的δ^(34)S_(py)值分别为-3.8‰,1.2‰,9.81‰和11.13‰,川南沉积区4个剖面的δ^(34)S_(py)值在赫南特冰期出现了显著的梯度变化。铁化-硫化水体的转化与古生产力、活性铁含量,陆源碎屑硫酸盐的输入量有着密切的联系,活性铁减少与硫酸盐输入通量加大,增加了硫酸盐的相对通量促进了硫化水体的形成。

中上扬子地区晚奥陶世-早志留世岩相古地理演化与黑色页岩的关系

晚奥陶世-早志留世时的中上扬子地区,是一个周边被前陆隆起围限的浅海陆棚,沉积环境受武陵-雪峰及黔中前陆隆起带的控制。前隆间的隆后盆地为滞留、还原环境的海域,为黑色页岩沉积提供了空间。上奥陶统凯迪阶五峰组黑色页岩厚度薄而稳定,含笔石生物层和丰富的放射虫,沉积环境为浅海深水盆地;下志留统鲁丹阶龙马溪组下部的黑色页岩为五峰组的继承性沉积,其上部及埃隆阶的龙马溪组为向上变浅的沉积序列,由潮下带潮汐沙坝-潮坪环境黑色含粉砂质页岩、灰色粉砂岩薄互层所构成。沉积序列的变化和时空演化受边缘古隆起的制约。晚奥陶世前陆隆起范围小(平缓),至早志留世鲁丹期,前陆隆起不断扩大并导致盆内构造分隔,发育了大致与前隆平行的坳陷,造成龙马溪组黑色页岩厚度变化大;至埃隆期晚期,海平面相对下降,水体变浅。除个别地区外,中上扬子地区基本结束了黑色页岩沉积。

海南岛西部大广坝地区晚奥陶世-早志留世笔石地层的发现及意义

笔者于海南岛西部大广坝地区一套浅变质岩系中首次发现晚奥陶世-早志留世笔石,经鉴定属双笔石类。有关此套地层的时代归属长期存在争议,先后划归为寒武纪、前泥盆纪、泥盆纪-石炭纪、石炭纪、二叠纪,笔石的发现为其时代归属提供了依据,并进一步证实了该区晚奥陶纪-早志留纪地层的存在,为海南岛中北部地区奥陶纪-志留纪深水相地层的划分与对比、时代归属、及海南岛含笔石地层的研究提供了新资料,对古生物地理分区、沉积相、沉积大地构造背景及大地构造格局的研究也具重要意义。

中、上扬子地区晚奥陶世—早志留世古地理演化及页岩沉积模式

为明确南方海相页岩沉积与古地理演化关系,以中、上扬子地区晚奥陶世—兰多维列世沉积的页岩为研究对象,以24口页岩气井笔石地层划带资料为重点,配合GBDB数据库中的露头剖面信息,综合前人资料,按照相-亚相-微相划分,结合沉积物、沉积环境、地化参数及测井特征,总结出陆棚、潮坪及三角洲3种沉积相、8种亚相以及相应的多种微相的划分方案。明确中、上扬子地区总体处于隆起围限的局限低能陆表浅海环境,其中页岩储层沉积有利相带为局限深水陆棚相。以年代地层"阶"为单位,"优势相"为方法和覆盖全区的沉积相剖面/钻井为控制点,有效推测各时期隆起边界变化情况,重建中、上扬子地区凯迪期、赫南特期、鲁丹期和埃隆期4个连续断代岩相古地理格局;以"阶"为标尺卡准各时期笔石页岩段厚度,明确各期沉积体系时空展布及页岩分布规律。黑色页岩发育受控于全球海平面上升、区域构造运动和古地理格局3种因素。页岩厚度明显受控于隆-坳相间格局,沉积模式为"两隆夹一凹"型:页岩气富集区被"两隆"所夹持,位于"一凹"之中。靠近隆起区,笔石带发生不同程度缺失,不利于页岩气的开发,页岩气作业应尽量避开远离笔石页岩发育先天不足的隆起区。

扬子板块西北缘晚奥陶-早志留世岩相古地理演化与烃源岩的关系

扬子地区晚奥陶-早志留世的五峰组和龙马溪组下段黑色炭质页岩是两套优质烃源岩,研究其沉积背景及其控制因素具有重要的理论和油气勘探意义。通过研究扬子板块西北缘野外露头和钻井资料,结合区域构造演化分析可知,晚奥陶世五峰组时期开始,扬子地区结束了碳酸盐沉积,进入黑色页岩沉积阶段。扬子西北缘五峰组-龙马溪组主体为局限的浅水陆棚沉积环境,但五峰组沉积于淹没台地阶段,龙马溪组沉积于陆棚继承阶段,其岩相的空间展布主要受川中隆起、汉南古陆及其他小的隆起带和水下隆的控制。这些发育在不同沉积背景下的烃源岩其有机质特征存在明显的差异性,可见岩相古地理对烃源岩的发育和分布具有重要的控制作用。

下扬子地区晚奥陶世凯迪期—早志留世鲁丹期岩相古地理及其油气地质意义

下扬子地区奥陶-志留纪之交岩相分异明显,发育了多种类型的岩石地层单位,其沉积岩的颜色、岩性、厚度、赋存化石组合等方面存在显著的差别。笔者通过对研究区内野外露头及钻井剖面的考察,总结前人研究成果,利用岩石学、古生物学、生态学及室内分析方法将其划分为滨岸相、孤立台地相、浅海陆棚相、陆棚坡折相、欠补偿盆地相和盆地浊积岩相6种沉积相类型。岩相古地理研究表明,晚奥陶世凯迪晚期,受加里东构造运动影响,华南板内碰撞挤压作用显著,"江南古陆"不断抬升和扩张,直接导致了旧的"台-坡-盆"格局的消失和新的古地理格局的形成,之前发育的自西北向东南方向水体变深的古地理格局彻底转变为北西、南西、南东三面被古陆包围,向东北方向水体加深的古地理格局。晚奥陶世赫南特期,由于南极冰盖凝聚导致的全球海平面下降和气候变冷,扬子地台海域变浅,致使海底盆地上升到最低含氧深度面之上处于充氧水层中,富氧环境代替了缺氧环境,岩相由五峰组黑色页岩转变为更浅水的观音桥层泥灰岩或新开岭层泥岩;江南沉积区长坞组-于潜组的复理石沉积组合转变为更浅水的的文昌组-堰口组近磨拉石沉积组合。早志留世鲁丹期,随着全球海平面重新上升,隆起面积继续扩大,构造围限作用加剧,黑色页岩重新出现。尤其是安徽南部的安庆-铜陵-巢湖一线,江苏中部的南京-句容一线五峰组-高家边组底部的黑色硅质页岩和炭质页岩,笔石带与中上扬子的五峰-龙马溪组具有很好的一致性,厚度均在40~60 m,TOC含量1.2%~4%,具很好的生烃潜力,应视为下一步烃源岩及页岩气勘探开发的重点研究区域。

黔北晚奥陶世和早志留世四射珊瑚新资料(英文)

报道黔北早志留世中期 (MiddleLlandovery)地层中新发现的四射珊瑚 7属———Cantrillia ,Neocantrillia,Prototryplasma,Pycnostylus,Dalmanophyllum ?,Rhegmaphyllum ,Schlotheimophyllum ,并描述产自黔东北石阡奥陶纪末期 (LateAshgill)观音桥层四射珊瑚 2种———Grewingkiacf.bilateralisNeuman ,Brachyelasmacf.mediosep tatum(Neuman)及晚奥陶世 (EarlyAshgill期 )涧草沟组中首次发现的四射珊瑚Crassilasmasp .。全文共描述四射珊瑚 13属 18种 ,其中 6新种 ,它们是Crassilasmafenggangensesp .nov .,C .crebrumseptatumsp .nov .,Dinophyl luminsolitumsp .nov .,Neocantrilliasiluricasp .nov .,Prototryplasmaguizhouensesp .nov .,Schlotheimophyllumregeneranumsp .nov .。

川南甘洛黔北仁怀地区晚奥陶世和早志留世四射珊瑚新资料及其地质意义

报道首次在川南甘洛田坝地区晚奥陶世晚期Hirnantian期观音桥层中发现四射珊瑚Borelasma, Cras-silasma和Streptelasma等属,这一珊瑚群可与黔北毕节、仁怀地区同期的四射珊瑚群对比,进一步表明扬子区晚奥陶世晚期的四射珊瑚与北欧斯堪的纳维亚同期的珊瑚群关系密切。首次报道川南甘洛田坝早志留世的四射珊瑚Brachyelasma, Crassilasma和Entelophyllum3属,这一属群可与上扬子区重庆綦江早志留世石牛栏组或滇东北大关地区早志留世Telychian期早期嘶风崖组四射珊瑚群对比。文中还报道黔北仁怀石场晚奥陶世观音桥层2个四射珊瑚新种,即Brachyelasma concavitabulatum sp. nov.和Crassilasma obliquitabulatum sp. nov.。

江西玉山王家坝早志留世早期(Early Llandoverian)新腕足动物群的发现及其意义

系统描述江西省玉山县王家坝地区早志留世早期（ＥａｒｌｙＬｌａｎｄｏｖｅｒｉａｎ）地层中新发现的腕足动物群６目、９超科、１７科（其中１新科）、２１属（其中１新属）、２８种（其中７新种、１相似种、６未定种），并将它们统称为ＩｓｏｒｔｈｉｓＬｅｐｔａｅｎａ动物群。同时指出发现该腕足动物群的意义及其生存的地质时代。

东昆仑山脉晚志留世-早侏罗世花岗类岩石中锆石微量元素地球化学特征及地质意义

为了更深入的认识东昆仑山脉岩浆作用和构造演化历史,本文采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)方法对东昆仑山脉中部和东部不同时代的花岗类岩石中锆石进行了系统的微量元素分析。东昆仑山脉晚志留世二长花岗岩和晚二叠世、晚三叠世、早侏罗世花岗岩中绝大多数锆石Th/U>0.5,锆石的球粒陨石标准化REE配分曲线均为HREE相对于MREE和LREE富集,并且具有Ce正异常和Eu负异常,为典型的岩浆锆石。晚志留世二长花岗岩和晚二叠世、晚三叠世花岗岩锆石具有低的Ce正异常,高的Eu负异常;早侏罗世花岗岩锆石则具有高的Ce正异常,高Nb、Ta含量,低Eu负异常;晚二叠世花岗岩锆石还具有高∑REE、Y、Th、U含量;而晚三叠世花岗岩锆石则在所有样品中具有最高的Hf含量,是演化程度高的岩浆产物。除此之外,晚志留世、晚二叠世、晚三叠世和早侏罗世样品中部分锆石呈现LREE富集,说明它们在岩浆晚期可能遭受LREE富集热液的改造。根据锆石Ti温度计,计算出所有样品的结晶温度小于800℃,说明它们很有可能形成于富集流体的俯冲带环境。结合前人研究资料和所分析锆石的U-Pb年龄数据,对东昆仑山脉中古-中生代多期的构造-岩浆事件提供了新的约束:(1)晚志留世二长花岗岩的形成可能与一个小型洋盆的俯冲作用有关,其岩浆源区是地壳浅部的沉积基底;(2)晚二叠世花岗岩可能是在古特提斯洋向北俯冲过程中由于幔源岩浆使浅层地壳发生熔融形成;(3)晚三叠世-早侏罗世花岗岩在羌塘和昆仑-柴达木同碰撞过程形成。

羌北地块早-中志留世古地磁学初步研究结果及其构造意义

本文报道羌北地块早-中志留世龙木措组灰岩古地磁研究初步结果,据此探讨羌北地块早-中志留世的古位置及其起源问题.在日土县龙木措北岸(34.4°N,80.3°E)龙木措组中采集了10个采点,共125块古地磁独立定向样品.岩相学与岩石磁学结果表明样品中主要载磁矿物为磁铁矿.系统热退磁与交变退磁显示,退磁曲线具有双分量或单分量特征,单分量方向与双分量中稳定趋向原点的高温/高场分量方向一致,在采点水平下的平均方向为Ds=321.8°,I_(s)=41.7°,k_(s)=31.1,α_(95)=10.1°,N=8,该平均方向在样品水平下可通过C级倒转检验,对应的古地磁极位置(λ_(p)=-55.3°N,φ_(p)=163.3°E(dp/dm=7.6°/12.4°))显著区别于羌北地块晚古生代以来可靠的古地磁极位置,可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向.结合地质学证据,本文提出羌北地块早-中志留世位于南半球低纬度地区(古纬度为24.0°S),此时羌北地块可能与华南地块位置接近,位于冈瓦纳大陆的印度板块北侧古大洋中.

西准噶尔吾尔喀什尔地区早-中志留世生物化石的发现及意义

西准噶尔吾尔喀什尔山北缘志留纪地层主要发育滨-浅海相碎屑沉积岩和火山碎屑岩建造,以往资料将其划分为中—上泥盆统。该区原划为上泥盆统塔尔巴哈台组的一套地层中发现大量早—中志留世化石,结合岩性组合特征,将该套地层划为早—中志留世恰尔尕也组。该组化石的发现对吾尔喀什尔地区早—中志留世生物组合特征、志留纪地层划分、对比、沉积环境及区域地质演化提供了新证据。

内蒙古翁牛特旗一带晚志留世-早泥盆世花岗闪长岩的发现及意义

早古生代,华北克拉通北缘发育了白乃庙岛弧岩带。前人资料显示白乃庙岛弧岩带由西(白乃庙镇)向东(四平市)经过翁牛特旗浅覆盖区,但没有确凿证据。本次工作结合地表调查及钻探调查,将工作区内(朝阳沟附近)“二叠纪花岗岩”解体出一套花岗闪长岩,采集两套样品经测试得出两组数据:SHRIMP年龄为427.0±5.6 Ma,激光烧蚀年龄为409±2.9 Ma,由此确定花岗闪长岩时代为晚志留世-早泥盆世,该岩体兼具有火山弧花岗岩的地球化学特征。本文新发现的晚志留世-早泥盆世花岗闪长岩,为研究早古生代白乃庙岛弧带地质演化提供了重要证据。

北山造山带中部晚志留世-早泥盆世侵入岩源区特征及其反映的陆壳增生机制

北山造山带中部发育大面积的晚志留世-早泥盆世侵入岩,多数花岗岩类显示正的εH(f t)值,反映了显著的大陆地壳增生。本次工作通过对白云山南侧晚志留世-早泥盆世石英闪长岩、花岗闪长岩的锆石Hf同位素分析,结合同时代的S-A型花岗岩的Hf同位素数据,认为伸展背景下年轻地壳熔融是北山造山带中部晚志留世-早泥盆世陆壳增生的主要方式。

扬子板块北缘早—中志留世硅质岩成因及古沉积环境的地球化学研究

本文对四川省若尔盖县北部-甘肃省迭部县中-下志留统[兰多维列统(Llandovery)-温洛克统(Wenlock)]富有机碳硅质岩进行了无机化学研究,目的是探讨其成因及形成环境,并建立研究区硅质岩形成及相关元素富集模式。主要对1个钻孔、2个剖面共28件硅质岩的岩相学、扫描电镜、主量、微量、稀土元素、有机碳及Si、O稳定同位素特征进行了研究。(1)岩相学、扫描电镜分析,Fe/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)(0.08~0.79)均值0.31、(Fe+Mn)/Ti,(La/Yb)N(0.12~1.41)均值0.54、δEu(0.81~3.36)均值1.55、∑REE(7.59~253.48)均值82.90,Si同位素(-0.2‰~2.1‰)均值0.66‰、O同位素(13.5‰~21.8‰)均值19.53‰、同位素对成岩温度的反演,显示硅质岩为热水沉积成因,并伴有生物作用(Si、O稳定同位素显示),益哇硅质岩形成时陆源物质供给适量,导致与碳酸盐相关生物繁盛,少量样品受陆源物质影响显著。(2)岩相学、扫描电镜分析,MnO_2/TiO_2、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)(0.08~0.80)均值0.33、Th/U、V(28.6×10^(-6)~2261×10^(-6))均值454.42×10^(-6)、Ti/V,δCe(0.65~1.58)均值1.01、(La/Ce)N(0.60~1.314)均值0.97、有机碳(TOC)-微量元素二元图解,显示研究区硅质岩形成于大陆边缘的热水喷流导致海底局部水动力较强的缺氧环境[特别是δCe、(La/Ce)N、稀土配分模式],部分硅质岩由于富集热液元素导致其具有洋脊、大洋盆地硅质岩的特征。结合前人研究成果,认为研究区硅质岩形成于扬子板块北缘(古商丹洋南缘)热水喷流系统发育(导致海底水动能较强的)、缺氧状态的陆缘拉张裂陷环境,这种环境有利于U、V、Mo、Cu、Ni等变价元素的富集,扬子板块北缘早古生代(寒武纪-志留纪)黑色页岩系产自扩张的大陆边缘缺氧-还原环境。

安徽泾县—黄山地区早中志留世层序地层分析

应用露头层序地层学基本原理和方法、结合沉积相分析,对安徽泾县—黄山地区早中志留世进行了层序地层的研究。研究表明:研究区早中志留世可划分为1个二级层序和7个三级层序,反映该区曾出现7次相对较大的海平面升降旋回。通过对泾县—黄山地区早中志留世地层剖面对比分析,发现该区域横向上自南东到北西水体逐渐变浅、纵向上为浅水盆地—陆棚—过渡带—临滨—过渡带—临滨—潮坪相沉积;格架地层展布北东东向,沉积厚度南东厚北西薄,与物源主要来源于南东密切相关。

哀牢山构造带两侧上志留统-下泥盆统碎屑锆石年代学:物源及其构造意义

哀牢山古特提斯洋的打开时限及其缝合带的具体位置对理解哀牢山古特提斯洋构造演化具有非常重要的意义。本文采用碎屑锆石年代学方法,分析了哀牢山构造带及其两侧不同时期沉积物源的特征及其变化,解译了其物源差别所指示的哀牢山古特提斯洋盆打开时限以及缝合带的构造位置。碎屑锆石年代学显示,哀牢山构造带两侧上志留统碎屑锆石都记录一个~450 Ma的最年轻的峰值和一个格林威尔期造山事件的年龄群(1100~800 Ma),以及一个2600~2400 Ma的次峰;不同于上志留统,构造带东侧下泥盆统碎屑锆石并未出现年轻的~450 Ma峰值年龄信息,西侧U-Pb年龄分布模式与上志留统一致,记录~450 Ma峰值年龄信息,而且构造带两侧下泥盆统碎屑锆石的2600~2400 Ma的峰值明显要强于上志留统。区域上发表的碎屑锆石年代学资料,也揭示相同的年龄峰值。因此,综合区域上的其他地质资料,我们认为哀牢山古特提斯洋盆的打开时限应该在晚志留世-早泥盆世,哀牢山断裂带代表了哀牢山洋盆闭合的位置。

四川盆地下志留统龙马溪组页岩裂缝孔隙定量表征

裂缝和孔隙是致密储层重要的储渗空间,对其识别、描述和定量评价也是页岩气储层评价的重点和难点。为此,以四川盆地涪陵气田和长宁气区钻井资料为基础,通过建立双孔隙介质孔隙度解释模型,对该区下志留统龙马溪组（含上奥陶统五峰组）富有机质页岩段的裂缝孔隙进行了定量评价,并得到以下认识：1应用双孔隙介质模型开展页岩裂缝孔隙度解释,是实现页岩储层裂缝孔隙定量评价的有效办法,也是对海相页岩储集空间定量表征技术的丰富和发展;2该区主力产层基质孔隙体积及其构成区域分布稳定,基质孔隙度总体保持在4.6%-5.4%;3裂缝孔隙发育特征在不同构造区、同一构造的不同井区和不同层段差异较大,显示出页岩储渗条件具有很强的非均质性。根据裂缝孔隙定量表征结果判断,四川盆地五峰组—龙马溪组发育基质孔隙＋裂缝型和基质孔隙型这两种类型的页岩气藏：前者主要发育于特殊构造背景区,具有裂缝孔隙发育、含气量大、游离气含量高、产层厚、单井产量高等特点,在该盆地的分布范围可能相对局限;而后者具有基质孔隙度较高、裂缝孔隙不发育、单井产量中高等特征,预计其在该盆地海相页岩气分布区占据主导地位。

塔里木盆地南部玛东早古生代褶皱-冲断带

玛东褶皱-冲断带位于塔里木盆地南部,走向NE-SW,由NW向SE方向冲断。褶皱冲断带发育于寒武-奥陶系,以中寒武统膏-盐层为主滑脱面。中志留统及其以上地层不整合于褶皱冲断带之上。它是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一。根据卷入变形最新地层、不整合于褶皱-冲断带之上的最老地层和上奥陶统上部的生长地层,玛东褶皱-冲断带的变形时间为晚奥陶世-早志留世。玛东褶皱-冲断带与其东南侧的塘南褶皱-冲断带同为塔里木盆地南缘早古生代前陆褶皱-冲断带的组成部分,塘南褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带主体的残余,其向NW的主冲断方向代表该前陆褶皱-冲断带的主冲断方向;玛东褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带的前锋,其向SE的冲断具有反冲性质。它们是昆仑早古生代造山作用的重要记录,也是昆仑早古生代碰撞造山带的组成部分,现今保存最好的部分。

石英结晶度指数:中国四川盆地及周缘晚奥陶世-早志留世富有机质页岩中硅质为生物成因的定量性新证据

采用石英结晶度指数(QCI)来表征晚奥陶世五峰组(WF)和早志留世龙马溪组(LM)页岩硅质和芦草沟组凝灰质页岩中的"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的结晶状态,以期将两种硅质区分开来.研究发现,五峰-龙马溪组不同笔石带页岩中硅质的QCI值不同.WF2~3、LM1~4笔石带页岩中硅质的QCI值明显比LM5~9笔石带页岩和芦草沟组样品中硅质的QCI值低.笔石生物为硅元素在地层中的积累和富集起到了吸附、固定和沉淀的积极作用.WF2~3和LM1~4笔石带页岩中硅质的结晶状态差的原因是此类硅质为生物成因.芦草沟组凝灰质页岩中的硅质来源于"空降型"火山灰脱玻化作用,由于其经历的成岩作用强度较弱,其结晶状态也较差.总体而言,虽然WF2~3和LM1~4笔石带页岩中的硅质经历了较强的成岩作用,且部分样品含有碎屑石英颗粒,但是其QCI值仍低于芦草沟组凝灰质页岩中"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的QCI值.换句话说,生物成因硅质的结晶状态比"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的结晶状态差得多.因此,QCI是证明富有机质、富硅页岩中的硅质为生物成因的有效的定量指标.