早寒武世玉尔吐斯组烃源岩沉积环境与有机质富集机制

早寒武世玉尔吐斯组烃源岩发育机制是塔里木盆地深层油气勘探研究的重点之一,近些年台盆区超深层的钻井完钻前寒武系地层,为盆地内的寒武系烃源岩发育机制研究提供了理想窗口。为探究寒武系烃源岩沉积期的古海洋环境与古生产力,并阐明有机质的富集机制,文章对塔北地区典型单井系统开展了TOC、主微量元素及碳氧同位素分析。结果表明,玉尔吐斯组下段处于缺氧—硫化的沉积环境,生产力较高;上段处于贫氧的沉积环境,生产力逐渐减弱,处于低生产力水平;碳氧同位素等指标表明玉尔吐斯组下段沉积于广泛海侵的背景下,且存在上升流作用,受上升洋流及轻度热液活动影响,营养物质的输入导致该时期初级生产力勃发,有机质的富集主要受控于较高的生产力及良好的保存条件;玉尔吐斯组上段沉积时基本无热液活动,生产力水平逐渐降低,水体的还原性也开始减弱,表现为上段高位体系域的低生产力水平和贫氧的沉积环境,最终导致有机质的丰度较低。

塔里木盆地西北缘早寒武世玉尔吐斯组硅质岩成因

对塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组硅质岩开展岩石学以及元素与硅同位素地球化学研究,探讨硅质岩的成因及沉积模式。岩石学观察表明,玉尔吐斯组中段硅质岩主要由隐晶硅质和微晶石英组成,未见碎屑石英,排除了陆源输入对硅质岩沉积的影响。玉尔吐斯组下段硅质岩相对富Fe且具有显著的Eu正异常,反映了硅质岩可能主要来源于海底热液;而中段硅质岩显示Y/Ho比值较高、中等Ce负异常、LREE亏损和Y正异常,说明硅质来源主要为海水,这也符合中段硅质岩具有总体偏向热水来源的δ^(30)Si值。此外,氧化还原敏感元素指标表明,玉尔吐斯组硅质岩的沉积环境为表层海水氧化,而底层海水缺氧甚至硫化。研究认为,玉尔吐斯组硅质岩的沉积模式为:下段硅质岩由大量富硅热液在上升流作用下直接沉积,之后热液活动减弱,氧化还原分层海洋促进海水中溶解的硅和铁循环耦合,硅质以Fe^(3+)-Si胶体形式共沉积,当硫化水域盛行时铁和硅循环解耦,沉积黑色页岩,形成中段硅质岩和黑色页岩互层。

塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组黑色岩系沉积环境演化及其对有机质富集的控制作用

通过对塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组沉积地层特征及地球化学分析,研究了玉尔吐斯组沉积时期水体氧化-还原环境及初级生产力的变化特征,探讨了玉尔吐斯组黑色岩系有机质富集机制及烃源岩分布的主要控制因素。塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组可分为5段:底部黑色含磷硅质岩段,下部黑色泥岩段,中部灰色白云岩段,上部黑色页岩与灰色微晶灰岩互层段,顶部浅灰色粉晶白云岩段。它们构成一个完整的海侵-海退沉积旋回。氧化-还原指标及热液示踪参数显示玉尔吐斯组黑色岩系不同层段的形成环境存在差异:底部硅质岩形成于缺氧环境,热液活动显著;下部黑色泥岩形成于强缺氧硫化环境,热液活动较强;上部黑色页岩形成于贫氧-氧化环境,热液活动较弱。综合研究表明:玉尔吐斯组黑色岩系沉积时期,水体先变深后变浅,氧逸度先降低后升高,古生产力逐渐减弱,在缺氧的水体条件和热液作用主导的高生产力综合控制下形成了以玉尔吐斯组下部黑色泥岩为代表的优质烃源岩。

塔里木盆地轮探1井下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学特征与形成环境

塔里木盆地轮探1井完钻井深8882 m,是目前亚洲最深井,钻揭震旦系,在寒武系白云岩储层中获得工业油气流,显示了超深层寒武系良好的勘探潜力,引起广泛关注。该井在下寒武统玉尔吐斯组(8607.5~8688.5 m)钻遇优质烃源岩层,是目前获取的全球最深的古生界烃源岩样品。本文对新鲜的钻孔岩屑样品,开展有机碳含量、主微量元素、生物标志化合物和干酪根碳同位素等测试分析,研究玉尔吐斯组烃源岩的地球化学成因。烃源岩有机碳含量在0.14%~29.8%(平均值为5.65%,其中下段23 m优质烃源岩层TOC平均值为10.48%),S_(1)+S_(2)含量在0.17~29.08 mg/g(平均值为4.62 mg/g);T_(max)分布在450~528℃,R_(0)在1.4%~1.7%,目前处于高—过成熟阶段。烃源岩干酪根碳同位素主要分布在-33.84‰~-29.02‰,均值-30.55‰。生物标志化合物中姥植比相对较高,Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)关系指示海相偏还原的沉积环境;C_(27)规则甾烷含量相对较高,表明生源以藻类为主。烃源岩中高度富集氧化还原敏感微量元素Mo、U、V等;微量元素比值V/Sc、Mo_(EF)/U_(EF)值等指示该区震旦纪晚期就出现硫化水体并在玉尔吐斯组沉积早期持续增强。研究认为,轮探1井玉尔吐斯组下部的黑色页岩形成于硫化还原环境,是目前古生界异常高丰度的优质烃源岩,具有重要的勘探潜力。

塔里木盆地柯坪地区寒武系玉尔吐斯组沉积环境分析

塔里木盆地柯坪地区出露的寒武系底部玉尔吐斯组为层状硅质岩—黑色泥页岩—白云岩沉积组合。在露头实测的基础上,通过层序地层、岩石学、成烃生物组合及地球化学研究,剖析其沉积环境,为盆地内部早寒武世早期岩相古地理和烃源岩预测提供依据。玉尔吐斯组下部层状硅质岩与中部黑色泥页岩构成三级层序SQ1,受控于早寒武世早期海侵和上升流作用,准层序为退积式叠置;上部中薄层白云岩与肖尔布拉克组下部白云岩构成另一三级层序SQ2,是海退背景下进积型沉积组合。2个三级层序的沉积环境经历了浅水陆棚—深水陆棚—浅水陆棚的演变,其中SQ1黑色泥页岩段为深水陆棚缺氧环境沉积,是烃源岩发育的有利相带。

塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组硅质岩成因及石油地质意义

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是一套岩性复杂的烃源岩,该组中出现了广泛分布的层状硅质岩。层状硅质岩的形成环境较为特殊,对层状硅质岩的成因研究有助于还原玉尔吐斯组沉积时期的沉积背景,从而预测优质烃源岩的分布。利用不同露头剖面的硅质岩样品,通过薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、有机碳含量测定等无机—有机岩石学分析认为,玉尔吐斯组硅质岩形成于裂谷背景下的高盐度、碱性封闭水体中,沉积水体的水动力变化使硅质岩具有层状构造和碎屑结构。陆源碎屑、生物以及与裂谷作用同时发生的火山活动为水体提供了硅质来源,热液为封闭水体带来了营养物质,使藻类、小壳类生物在裂谷中生长繁盛;生物的生长富集和特殊水体的良好保存条件,使玉尔吐斯组发育了良好的烃源岩层。硅质岩的岩石学、地球化学特征显示,早寒武世拉张应力条件下的大规模裂谷作用,形成了大范围展布的台内裂陷,台内裂陷环境有利于优质烃源岩的发育,研究区早古生代—新元古代地层有良好的勘探潜力。

塔里木盆地西缘下寒武统玉尔吐斯组沉积地球化学及有机质富集机制研究

对塔里木盆地西缘下寒武统玉尔吐斯组3个典型的剖面开展岩石学及地球化学研究,探讨玉尔吐斯组沉积时期水体氧化‒还原环境及初级生产力,为玉尔吐斯组烃源岩分布及资源潜力评价提供理论依据。玉尔吐斯组下部较高含量的Ba(>1000μg/g)说明其沉积时期表层水体初级生产力较高,产出的大量有机质埋藏于沉积物中,与玉尔吐斯组产出的大量浮游植物化石及较高的TOC值相一致。与之对应层位中,较高的δ15N(>8‰)说明水体中发生反硝化作用和/或厌氧氨氧化作用,表明有机物在从表层向深层水体沉降过程中发生降解作用,不断地消耗水体中的氧气,使得海洋内部形成偏还原的水体环境。同时,玉尔吐斯组下部硅质岩具有极低的Ge/Si值,表明正常海水是硅质的主要来源。硅质过饱和的水体促进沉积物快速胶结,可能对有机物的保存具有重要作用。

新疆下寒武统玉尔吐斯组软舌螺口盖和口盖状化石

文中系统描述了新疆乌什 -阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组软舌螺口盖和口盖状化石 5属 7种 ,其中包括 2新属 3新种。Xystritheca的口盖具有复杂的锁骨构造 ,Pachytheca的口盖有明显的背腹扇面之分 ,它们与具口唇的软舌螺 Microcornus共生。这些演化上较高级的软舌螺与原牙形类 Jiangshanodus,Gapparodus,Amphigeisina;假牙形类 Rhombocorniculum;腕足类 Obo-lus;高肌虫 Dabashanella;托莫特壳类 Tannuolina以及属种未定的三叶虫碎片一起组成了玉尔吐斯组新的小壳化石组合面貌。这些化石属种在梅树村期地层中是没有见过的 ,只在国内外相当于筇竹寺期地层中出现 ,有的还被视为筇竹寺阶的标准化石 ,因此新疆玉尔吐斯组的时代只能相当于筇竹寺期。

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组硅质岩分类及成因

硅质岩成因涉及硅质来源、沉积环境、形成方式以及成岩阶段等问题,直接的岩石学证据在解决硅质岩成因类型中往往能够起到决定性作用。塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组底部硅质岩段岩石组合类型复杂多样,沉积现象丰富,其成因至今无法达成一致。为了揭示该套硅质岩的岩石学特征及沉积环境,笔者对3条野外剖面(库勒、肖尔布拉克西沟西、于提希)进行了详细的测量、描述,并系统观察该套薄层状硅质岩在偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电子显微镜下的结构特征。综合前人研究,同时结合玉尔吐斯组硅质岩中非硅质成分(残余矿物、伴生矿物、填隙物以及混入物成分)、结构组分特点,笔者分别提出了中观尺度下(露头)"颜色-构造-成分"综合分类方案以及显微镜尺度下"成分-结构组分-成因"综合分类方案,并在宏观尺度下将硅质岩段分为5段,中观尺度下分为6种岩石类型,显微镜尺度下分为7种岩石类型。早寒武世早期,南天山洋初始裂陷,位于其南部的阿克苏地区遭遇大规模海侵,同时由于海底扩张作用,热液活动频繁,为微生物繁盛奠定了物质、温度和空间基础。富硅质网状脉和上覆薄层状硅质岩的垂向叠置关系表明硅质岩在台内裂洼槽带至内-外缓坡带由幕式低-中温、富硅-磷-钡-钒的海底热液系统以硅质充填下伏网状裂缝、大范围的喷流沉积以及交代原始沉积物等方式形成。笔者认为该套薄层状硅质岩的形成并非由一种成因主导,而是多种成因相互协调、共同作用的结果。同时,微生物群落的聚磷作用以及对(成岩)重晶石形成的促进作用进一步证实了微生物活动在硅质岩的形成过程中具有重要意义。

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组两套黑色岩系的差异及成因

玉尔吐斯组黑色页岩是塔里木盆地寒武系盐下最具有潜力的烃源岩之一,普遍认为其沉积于统一、相似的沉积环境(斜坡相),而作者的研究结果与上述结论不符。为了探讨两套在岩石矿物组合方面完全不同的黑色岩系分布规律和成因,并重建其各自的沉积模式,本文对研究区12条剖面进行了详细描述、测量,从沉积学特征、岩矿鉴定入手,结合扫描电子显微镜、X-衍射、地球化学等分析手段,着重研究了库勒剖面和于提希剖面两套黑色岩系的沉积学特征和地球化学特征差异。沉积层序、岩石矿物组合、微量元素富集系数、氧化还原敏感元素比值(V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th)、REE+Y配分模式、有机质含量以及饱和烃色谱特征分析结果表明:两套黑色页岩均为有机质高度富集的,处于热成熟生油阶段的海相优质烃源岩(干酪根类型Ⅱ1-Ⅱ2型,第一套黑色页岩TOC均值为5.37%,第二套TOC均值为1.46%),均沉积于海水氧化-还原分层的还原环境,但各自的空间展布规律和控制因素差异较大。建立了热液喷流缺氧模式和斜坡缺氧沉积模式:第一套黑色页岩主要沉积于第一个旋回海侵高峰期水体较深、沉积速率较高的内缓坡,其发育主要受热液喷流活动、微生物活动以及氧化还原条件影响,分布范围广,台内厚,缓坡带薄,靠近台内或台地内部热液喷流中心的裂洼陷主要控制着该套黑色页岩的展布,成烃生物以底栖藻类、细菌为主,少量浮游藻类为辅;而第二套黑色页岩主要沉积于第二旋回海侵初期水体不断变深的中-外缓坡低能带,其发育主要受古生产力、氧化还原条件以及古地形(斜坡陡缓)控制,分布范围局限,外缓坡带厚度较稳定,靠近台内不发育,成烃生物以浮游藻类为主,微生物和低等水生生物为辅,其发育条件则在台缘中-外缓坡更为有利。

热液活动对东二沟剖面玉尔吐斯组烃源岩形成的影响

研究热液活动是否会破坏烃源岩的形成。对塔里木盆地东二沟剖面玉尔吐斯组进行地球化学分析,利用δEu、Fe/Ti和（Fe＋Mn）/Ti比值研究热液活动,Al/Ti比值替代古生产力,V/Cr、V/（V＋Ni）和Ni/Co比值代表氧化还原环境,进而探讨热液活动与古生产力、氧化还原条件以及有机质含量之间的关系。玉尔吐斯组沉积时古生产力水平较低,为贫氧—厌氧环境,下部具有较强的热液活动,中上部热液活动较弱。下部的热液活动虽然促进了古生产力的提高,但TOC含量整体较低,为0.01%~3.58%,平均值为0.64%;中上部热液活动较弱,古生产力水平较低,TOC含量却较高,为0.06%~12.19%,平均值为8.95%,是较好的烃源岩层。岩石薄片显示,与热液活动相关的硅质岩中含有大量的藻类。研究结果表明,较强的热液活动会带来大量的富硅流体,稀释沉积物中的有机质,对烃源岩的形成起破坏作用。

基于盆地模拟技术的烃源岩热演化史及油气关系研究——以塔里木盆地玉尔吐斯组为例

塔里木盆地油气资源丰富,下寒武统玉尔吐斯组是深层碳酸盐岩沉积中重要的烃源岩发育层系之一,加之上覆的中-下寒武统台缘礁滩储层物性好、规模大,具有巨大的资源潜力。在重新落实玉尔吐斯组烃源岩分布范围的基础上,利用盆地模拟技术,建立单井的热演化史、生烃史和油气运移史模型,进一步刻画有效液态、气态烃源岩的分布和运移范围,判别油气运移的优势方向,最终预测油气运聚的有利区带。结果表明,玉尔吐斯组烃源岩在构造运动和热液活动的双重控制下,经历了加里东晚期和海西晚期2个主要的生烃期,热演化程度呈东早西晚的趋势。二叠纪后,除了巴楚隆起西南缘至塔西南一带进入生油高峰外,其余地区几乎进入生烃停滞阶段,生烃枯竭范围逐渐扩大。液态烃在加里东中期聚集于坳陷低隆起,加里东晚期聚集于坳陷周缘斜坡带;气态烃主要在加里东晚期至海西晚期大规模聚集于坳陷周缘斜坡带,并通过断裂向上覆地层运移。除塔西南地区外,有利的烃类聚集带在二叠纪后基本定型,大型古隆起及周缘低隆起和斜坡带依然是有利的聚集区。海西晚期在顺托果勒北部地区出现油气交汇,使其成为盆地最有利的油气聚集带。塔西南地区在海西晚期的构造反转使前期油藏大部分遭受破坏,有利的聚集带指向了巴楚隆起西南部。共预测9个有利液态烃聚集带和10个有利气态烃聚集带。

塔里木盆地西北部寒武系纽芬兰统玉尔吐斯组混积岩早成岩期岩溶特征及其地质意义

通过塔里木盆地西北部阿克苏-柯坪-乌什地区露头剖面的宏微观工作发现,寒武系纽芬兰统玉尔吐斯组存在3期稳定发育的古暴露面,并具有(1)铁质结壳层、(2)近地表喀斯特(塑形)角砾、(3)溶沟、溶缝及囊状溶洞、(4)岩溶系统内的角砾、陆源碎屑充填物、(5)暴露面之上的地层超覆等暴露标志。综合分析认为研究区玉尔吐斯组并非连续沉积,内部存在多个沉积间断,并与肖尔布拉克组为区域性不整合接触。同时,在与灰岩和白云岩早成岩期岩溶特征对比分析的基础上,指出先期渗滤条件较差的混积岩(硅质碎屑-碳酸盐混合沉积)早成岩期岩溶以充填程度较高的溶沟、溶缝和小型溶洞发育为特征,且水平潜流岩溶带发育不成熟;以此区别于灰岩和云岩型早成岩期岩溶发育的相控溶蚀孔洞、岩溶花斑和近原地角砾化等典型特征。研究结果表明开放条件下的早成岩期暴露岩溶特征及储集层优化与否更多受岩石组构特征控制,由此推断在相对封闭的埋藏条件下,先期致密化的岩石难以经历岩溶改造形成相控的孔洞型储集层。这一认识不仅对深埋条件下储集层的形成和保持具有重要的借鉴意义,也为早成岩期岩溶地质理论的丰富和发展提供了新的材料。

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组烃源岩热演化模拟分析

玉尔吐斯组烃源岩作为塔里木盆地重要的烃源岩之一,其热演化史至今仍缺乏较为客观的认识,从而影响下一步勘探方向的选择。在钻井资料和分析测试基础上,运用盆地模拟技术中的Easy%R_o模型,对盆地不同构造单元的玉尔吐斯组烃源岩进行热演化史及热演化差异性分析,提出有利的勘探区,对下一步深层碳酸盐岩油气藏勘探具有重要意义。研究结果表明:玉尔吐斯组烃源岩的热演化受构造运动和热液活动的双重控制,具有多期、动态差异的特征;在环满地区以及塘沽巴斯坳陷区,玉尔吐斯组烃源岩在奥陶世先后进入生烃门限,其中孔雀河斜坡和古城墟隆起东段在志留世进入生烃停滞阶段;顺托果勒底隆起西部和满西地区受热液活动的影响,分别在中二叠世初期和早石炭世初期进入生烃枯竭阶段且枯竭范围逐渐扩大;麦盖提斜坡东部地区的热演化进程明显晚于盆地其他地区,现今处于晚成熟阶段;沙雅隆起西部、顺托果勒低隆起西部、麦盖提斜坡东部以及塘沽巴斯坳陷西部斜坡带均为有利勘探区。

塔里木地区下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学特征

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组（ε1Φ）主体为一套厚度6～30 m的含磷硅质泥岩.泥页岩沉积、碳质页岩有机碳含量最高达9.80％,多数在2.0％以上;有机质类型为Ⅰ-Ⅱ型,等效镜质体反射率为2.63％～2.85％,为塔里木盆地重要的烃源岩层段.

化石Anabarites的发现及再论玉尔吐斯组的时代归属

本文根据在新疆阿克苏—乌什地区下寒武统玉尔吐斯组中发现的真正Anabarites化石,纠正了过去误定为Anabarites的几个化石,再次论证了玉尔吐斯组的时代归属.与梅树村阶可以对比.本文还阐述了玉尔吐斯组中,与小壳化石共生的高肌虫是一类较原始的最古老的甲壳类高肌虫,区别于筇竹寺阶的高肌虫.

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组沉积特征及有机质富集模式

塔里木盆地是我国西北部规模最大的含油气盆地,盆内下寒武统玉尔吐斯组为一套富含有机质的泥岩和碳酸盐岩沉积,构成盆内最重要的烃源岩之一。本文基于露头、钻测井、地震、岩心岩屑等资料综合分析,简述玉尔吐斯组的岩相、沉积相和古地理分布特征,揭示富有机质沉积的分布及其控制因素。玉尔吐斯组以古暴露面为界可划分为三个层序,总体形成于被动陆缘混积的缓坡陆棚环境。可识别出10种岩相和7个岩相组合以及4种主要的沉积相类型;沉积古地理编图揭示由南西向北东方向依次展布混积潮坪、浅水内陆棚、深水外陆棚到深水盆地的沉积相带分布。富有机质沉积主要发育于深水外陆棚相带,以发育具有异常高的TOC值和丰度极高的微量元素的黑色泥页岩为特征。有机质的富集与高的古生产力和保存条件有关。热液活动带来了丰富的营养元素;上升洋流促进营养元素与正常海水的混合和扩散,形成富营养化的表层水;深水外陆棚区缺氧条件有利于有机质的保存富集。

塔里木盆地寒武系玉尔吐斯组优质烃源岩的发现及其基本特征

塔里木盆地古生界海相油气资源丰富,已发现了塔河、哈拉哈塘、塔中等多个亿吨级的大型油气田,探明海相油气储量超过25×10^8t当量,并已建成年产海相油气超过1 400×10^4t当量产能,但是对主力烃源岩的认识,不同学者和勘探家们各持己见,寒武系还是奥陶系哪套是主力烃源岩一直存在争议。虽然诸多地球化学家做了大量卓有成效的工作,并有效指导了塔里木盆地油气勘探工作;但是由于盆地的复杂性和样品的限制,制约了一些研究工作的开展和精细对比,油气来源的观点未能得到勘探家们的充分认可和共识。通过对塔里木盆地寒武系野外详细踏勘和实验分析,在阿克苏地区10余个露头点发现了玉尔吐斯组优质烃源岩,岩性为黑色页岩,有机碳（TOC）值主要分布在2%-16%之间,特别是在于提希、什艾日克沟等剖面,黑色页岩层有机碳值高达4%-16%,是中国目前发现的有机碳值最高的海相烃源岩。这套优质烃源岩在阿克苏一带分布稳定,厚度在10-15m之间,主要形成于中缓坡至下缓坡沉积环境,有机质的富集受上升洋流控制。玉尔吐斯组之上的肖尔布拉克组发育厚层白云岩,野外露头未发现烃源岩,台内滩和微生物礁滩发育,储层较好;中寒武统发育厚层膏岩和泥岩,是一套良好的盖层;下寒武统玉尔吐斯组优质烃源岩与肖尔布拉克组微生物礁滩相储层和中寒武统膏泥岩盖层构成一套良好的生储盖组合,成藏条件优越,具有较大勘探潜力。

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布特征

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布及发育模式认识是油气成藏的关键因素。利用盆地大测线恢复震旦纪末盆地古地貌,结合盆地内钻穿寒武系的11口钻井揭示信息,对比塔西南坳陷与北部坳陷震旦系—寒武系地震相特征,认为震旦纪末巴楚—麦盖提斜坡地区抬升,沉积水体较浅,在基底之上沉积了一套潮坪沉积,以其作为碳酸盐岩枢纽带南北两侧的塔西南坳陷和北部坳陷均发育震旦系—寒武系;震旦系沉积之上往往有寒武系玉尔吐斯组沉积,玉尔吐斯组的沉积与基底古地貌有关,基底隆起高部位无沉积。研究认为塔西南坳陷原地有玉尔吐斯组烃源岩发育,在麦盖提斜坡分布局限,受控于早加里东期正断层形成的洼槽,坳陷中段裂陷槽内烃源岩最为发育;昆仑山前区发育盆地相寒武系烃源岩,分布于震旦系楔状体之上,可与满加尔凹陷烃源岩发育特征对比。

早寒武世早期热液沉积特征:以塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组底部硅质岩系为例

埃迪卡拉纪-寒武纪重要地质历史转折时期全球多陆块广泛沉积硅质岩.塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组底部所发育的薄层状硅质岩,以富含残余颗粒、磷质结核和重晶石结核而显得非常特殊和罕见,明显有别于国内外报道的常规硅质岩.为了揭示该套硅质岩的成因及沉积模式,通过剖面测量(库勒剖面)、薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、主微量元素特征、氧硅同位素分布等岩石学-地球化学分析方法,认为玉尔吐斯组硅质岩垂向上共分5小段,其主要矿物是石英、白云石,自生矿物主要有重晶石、方沸石、黄铁矿等,不同硅质岩段微观结构显示出十分明显的组构变化,包含残余颗粒结构、残余晶粒结构、隐晶质结构和微晶结构.所测剖面硅质岩沉积于靠近大陆/古隆起的高盐度浅海陆架(高Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值,高MgO/Al2O3比值),其陆源碎屑主要来自大陆地壳或基底花岗岩的风化产物,并且受到SiO2的稀释作用影响(Th/Ti与Al/Ti关系).氧化还原敏感元素(如Ba、V、Ni、Cu、Zn、U等)不同程度的富集及氧化还原指标(V/Cr介于0.81~8.34)特征表明硅质岩段沉积早期处于氧化环境,水体能量较强,显微镜下见圆度较好的内碎屑颗粒、微生物席碎片;中晚期经历了水体循环不畅的有氧/缺氧分层环境(Ce/Ce*负异常),显微镜下微生物球粒、粪球粒、浮游藻(粘结)团块发育,有机质含量较高(TOC可达2%以上).稀土元素特征(低∑REE、中等Ce负异常、显著的Y正异常和Eu正异常)以及δ^30Si和δ^18O值分布范围暗示硅质岩地球化学特征主要继承自热液流体和海水,受陆源碎屑影响较弱.自近台内裂陷中心上升的富含多金属的富硅热液以及陆源碎屑提供大量营养,为微生物大繁盛和硅质的富集成矿奠定物质基础.水体中硅的溶解度降低(温度降低、pH降低和水体盐度升高)促使硅质胶体颗粒化学沉淀,而微生物(特别是嗜热微生物)的新陈代谢活动往往加速了这一过程.