结核状碳酸盐岩研究综述

对结核状碳酸岩的研究进行了较为全面的总结。阐述了结核碳酸盐岩的研究意义,对结核碳酸盐岩的定义、分类和命名进行了详细的讨论;结核碳酸盐岩可以形成于不同的环境之中;结核碳酸盐岩的形成是多成因的:主要有水下沉淀胶结作用、早期埋藏成岩作用、底流溶解-胶结作用、压溶作用、滑动作用和生物钻孔作用等。

内蒙古东北部林西组碳酸盐岩结核的成因及油气地质意义

内蒙古西乌珠穆沁旗哈日根台苏木地区上二叠统林西组深水外陆棚灰黑色泥页岩沉积中发育大量的碳酸盐岩结核。这些结核呈透镜状、结核状及丘状,在产状上与现代海底发育的及古代的冷泉碳酸盐岩极为相似。通过对碳酸盐岩结核的微观组构、物质成分和碳同位素特征的研究,发现碳酸盐岩结核中发育较多的气孔构造、生物化石及草莓状黄铁矿;碳、氧同位素结果显示碳酸盐岩结核的碳同位素存在明显的负偏,表明其中有有机来源的碳。这些特征与现代海底由于天然气渗漏形成的冷泉碳酸盐岩特征一致,因而推测研究区发育的碳酸盐岩结核为古代海底天然气渗漏形成的冷泉碳酸盐岩。这表明在林西组沉积时期,海底存在天然气水合物,可能与海底早期沉积的灰黑色泥页岩中甲烷的释放有关。烃源岩潜力分析也表明,研究区大量发育的灰黑色泥页岩具有一定的生烃潜力,林西组具有较好的油气勘探前景;但是由于地层时代较老,成岩作用及构造运动的影响,现今的勘探难度较大。

巢湖地区早三叠世晚斯密斯亚期含鱼化石碳酸盐岩结核的地球化学特征及其地质意义

以安徽省巢湖地区下三叠统和龙山组顶部的黑色泥页岩段及其产出的含鱼化石碳酸盐岩结核为研究对象,综合岩相学、地球化学(主微量元素和碳、氧同位素)和环境矿物学等分析手段,探讨富有机质页岩中含鱼化石碳酸盐岩结核的形成机制及可能的地质环境指示意义。结核中心三维保存的鱼化石和较高的碳酸盐含量(80%)表明结核形成于早期成岩阶段,结核内部呈同心环状结构,从中心至边缘,碳酸盐矿物含量降低,硅质碎屑矿物增多并逐渐出现纹层,Fe和S含量升高、δ^(13)C值增高、δ^(18)O值降低和TOC含量逐渐增多等特征均表明结核为同心生长模式。对围岩中草莓状黄铁矿的粒径分析结果表明,结核形成于硫化还原环境。结核出现在斯密斯亚阶与斯帕斯亚阶界线(SSB)之下1 m处,与界线层有机碳埋藏增加、碳同位素组成快速正漂移(δ^(13)C=−1.3‰~1.9‰)和水体硫化还原事件吻合,有潜力作为华南地区SSB的辅助识别标志。

鄂尔多斯盆地中上三叠统延长组长7段碳酸盐结核成因讨论

鄂尔多斯盆地南部铜川地区露头区中三叠统延长组长7段细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩层序中发育有大量圆球状、椭球状、扁球状碳酸盐岩结核,对于其成因存在争议。对铜川地区多个剖面的结核开展宏观描述,在微观薄片观察基础上开展岩石矿物组成、稳定同位素、簇同位素以及微区同位素等分析,特别是选取一个结核开展了详细的解剖。结果显示结核成分以方解石为主,少量白云石;内部结构有差异,在球体横切面上明显分为两个圈层;碳同位素值正偏,由内部圈层向外部圈层降低;氧同位素与碳同位素变化趋势一致,计算结核形成古温度变化区间为28.6~76.5℃;簇同位素揭示结核中部形成温度为42.9℃。认为该类结核为早期发酵带内细菌参与甲烷生成作用形成,甲烷菌活动引起有机质碳同位素分馏,碳酸盐结核中方解石和白云石圆球粒可能是蓝细菌细胞方解石化或白云石化的结果。根据埋藏史,认为该类结核形成于成岩作用早期,后期在成岩过程中叠加生长,同心环层结构明显。

羌塘盆地双湖地区曲色组冷泉碳酸盐岩及其地质意义

羌塘盆地南部双湖地区曲色组地层发育大量碳酸盐岩结核,这些结核多呈丘状、椭球状、透镜状、似层状、脉状、树枝状产出。其物质组分主要为泥微晶碳酸盐矿物,少量粘土矿物、石英及草莓状、半自形黄铁矿等。草莓状黄铁矿平均粒径在5.0μm左右,内部可见葵花状构造。发育凝块状、气孔状和渗漏孔等特殊构造。产双壳类、菊石类、蠕虫状或树枝状生物及超微生物化石,生物密度极高。碳同位素明显负偏,硫同位素则明显正偏,其特征与现代海底天然气水合物的渗漏、释放所形成的冷泉碳酸盐岩机理一致,因而推测为古代海底天然气渗漏喷发形成。大量海底天然气泉口的存在,可能表明羌塘盆地双湖地区早侏罗世大洋缺氧事件与海底天然气水合物喷发存在极大关联。

秭归地区震旦系陡山沱组碳酸盐岩结核成因新认识及其地质意义

扬子克拉通秭归地区震旦系陡山沱组第四段黑色泥页岩中广泛发育具明显δ^(13) C负异常的碳酸盐岩结核,其是否与古甲烷天然气水合物渗漏有关值得深入研究.对该碳酸盐岩结核开展的沉积结构构造、岩相学和地球化学研究表明,碳酸盐岩结核具典型韵律环带结构,普遍发育有亮晶球体结构、草莓状黄铁矿,以及与渗漏系统有关的凝块组构,δ^(13) C具明显负异常(-5.65‰^-6.76‰),U、Mo元素强烈富集(U_(EF)=8~26,Mo_(EF)=99~320),Y/Ho比值为31.05~37.31,稀土配分型式为平缓左倾,主微量元素K、Sc、V、Cr、Co、Ni、Rb、Sr、Ba、Th、U和Mo等总体显示为缺氧-硫化环境,与冷泉碳酸盐岩的形成环境和特征一致.碳酸盐岩结核环带SiO_2、MgO、CaO、CO_2等地球化学元素含量呈阶段性连续增减变化,显示碳酸盐岩结核形成经历了初始形成、成岩-交代、成岩后改造3个连续演化阶段.据此,提出碳酸盐岩结核是新元古代末噶斯奇厄斯冰期(582~551Ma)结束温度回暖,黑色泥页岩中低温封存固态天然气水合物发生分解释放和成岩-交代形成的冷泉碳酸盐岩结核,也是古天然气水合物存在的重要地质记录和标志,这一新认识为华南扬子克拉通在震旦系和下古生界沉积盖层中寻找页岩气(甲烷天然气)储集层位提供了重要地质依据.

下三叠统奥伦尼克阶含鱼化石结核地质意义初探

早三叠世奥伦尼克期含鱼化石碳酸盐岩结核在许多地区的海相地层中都有发现,如非洲东部的马达加斯加、欧洲北极圈内的斯匹兹卑尔根群岛`以及北美加拿大西部的不列颠哥伦比亚等。在我国安徽巢湖、江苏南京龙潭、句容等地的下三叠统奥伦尼克阶斯密斯亚阶(Smithian)顶部泥岩中也发育有大量含鱼化石的钙质碳酸盐岩结核,俗称"鱼瘤",其中的鱼化石保存完整且精美。安徽巢湖的"鱼瘤层"位于斯密斯亚阶-斯帕斯亚阶(SmithianSpathian,简称S-S)界线之下,围岩为灰色薄层泥质灰岩与灰黑色含瘤泥页岩互层,指示当时沉积期水体安静,相对缺氧,处于还原环境。对"鱼瘤层"的成因分析表明,在酸性的海水中有机体在缺氧条件下分解可形成局部的碱性环境,使碳酸盐围绕有机体沉积形成结核。因此,"鱼瘤层"的存在指示当时的海水为缺氧的沉积环境。研究区"鱼瘤层"对应碳同位素值(δ13 C)为升高趋势,并由负值变为正值,且"鱼瘤层"的存在也可作为识别S-S界线的参考标志之一。基于现有碳氧同位素、孢粉学证据和菊石地理分布及生物多样性的研究,斯密斯期末期全球气候环境发生变化,海水表面温度较高,酸化且缺氧,引发一次小规模生物绝灭事件。"鱼瘤层"的形成、碳同位素正向漂移以及菊石纬度分异度的变化都是斯密斯亚期-斯帕斯亚期之交全球海洋环境事件(S-S事件)的不同表现形式。