Geochemistry of the Palaeo–Mesoproterozoic Tadpatri shales,Cuddapah basin, India: implications on provenance,paleoweathering and paleoredox conditions

The Palaeo–Mesoproterozoic Tadapatri formation of the Cuddapah basin is comprised of clastic sedimentary rocks with minor carbonates and mafic–ultramafic sill bodies. Geochemistry of the shale is used to study the provenance, paleoweathering and paleoredox conditions of this Tadpatri formation in order to better understand the development of the Cuddapah basin during Palaeo–Mesoproterozoic time. The higher CIA(average 74.39), PIA(average 85.94) and CIW(average 87.59) values of the Tadpatri shales suggest intensely weathered sources.Higher Al2_ O_3/TiO_2(average 30.78) and LREE/HREE ratio(average 8.80) with negative europium anomaly indicate derivation of the clastic sediments from a felsic source rock. The geochemical parameters like U, U/Th, Cu/Zn,Ni/Co, V/Cr ratios reveal that the Tadpatri shales are mainly deposited in an oxic condition.

小保当煤矿新近系保德组沉积古环境恢复

为恢复小保当煤矿新近系保德组沉积古环境,采用地球化学方法对小保当煤矿新近系保德组红土层古气候、古盐度、古氧化还原、古水深等进行沉积古环境研究。结果表明:小保当煤矿保德组修正后的CIA_(corr)指数、Al_(2)O_(3)/MgO值、MgO/CaO值、CaO/(MgO·Al_(2)O_(3))值及Sr/Cu值和Rb/Sr值指示温暖、湿润的中等风化条件,呈干旱-湿润、寒冷-温暖交替变化;Sr、Li、Ga、Rb/K_(2)O反映保德组为淡水-微咸水沉积环境;Fe^(2+)/Fe^(3+)、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)、δU、δCe和Cu/Zn反映保德组为氧化环境,局部指示贫氧环境;Co含量反映保德组古水深呈深浅交替变化。研究为小保当煤矿保德组恢复了沉积古环境,也为其他层位、其他地区古环境恢复提供依据。

黔北地区牛蹄塘组页岩有机质富集及有机质孔隙发育机制研究

基于上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组典型钻孔剖面,通过对代表性样品TOC含量、矿物组成、主量元素、微量元素、孔隙特征等测试分析,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质特征、沉积环境以及孔隙发育机制开展了系统研究,为黔北地区牛蹄塘组页岩气的勘探提供参考。黔北地区牛蹄塘组中、下段发育富有机质页岩,TOC含量平均值为2.53%,TOC含量大于2.0%的富有机质页岩累积厚度约80 m。对氧化还原环境敏感参数U/Th、Mo/Al和U/Al的研究表明,富有机质页岩形成于强还原性的沉积环境。牛蹄塘组中段富含黏土矿物的中等TOC含量页岩段较底部贫黏土矿物的高TOC含量页岩段孔体积和孔比表面积更高,有机质孔发育更好,可能与剖面下段排烃效率较高有关。富含黏土矿物的中等TOC含量页岩黏土矿物粒间孔较为发育,为生烃期原油或者运移沥青提供了一定的储集空间,并在更高热演化条件下二次裂解成气产生有机质孔。牛蹄塘组中段中等TOC含量页岩段较底部的高TOC含量页岩段为更有利的页岩气富集层段。

利用古氧相和古生产力替代指标评价四川上寺剖面二叠系海相烃源岩

中国具备良好的海相地层油气勘探前景,如何正确识别并合理评价海相烃源岩是中国海相盆地油气勘探开发中亟待解决的关键问题。作者尝试利用多个微量元素分别作为古生产力和古氧相的综合替代指标,来进行有效烃源岩评价。研究中利用四川广元上寺剖面二叠系中Mo,U,V,Cu,Ni,Zn6个微量元素测试结果,计算得到对应两组元素过剩值:Moxs,Uxs,Vxs和Cuxs,Nixs,Znxs;对这两组元素过剩值分别进行主成分分析,得到两个系数——古生产力替代指标综合系数(简称古生产力系数)和古氧相替代指标综合系数(简称古氧相系数),用以恢复海相烃源岩的古生产力和古氧相条件;将该系数与上寺剖面残余有机碳测试结果(TOC含量)进行相关性分析,依此确定古生产力和古氧相条件的定量等级划分。最终,根据该划分标准来判断上寺剖面烃源岩的品质。利用古生产力和古氧相的综合替代指标方法可为海相烃源岩评价工作提供一些新思路。

48ka以来日本海古生产力和古氧化还原环境变化的地球化学记录

通过对日本海Ulleung盆地KCES-1孔元素地球化学分析,探讨了过去48 ka以来日本海古生产力和古氧化还原环境的变化规律和影响因素。多种替代指标质量累积速率（总有机碳、CaCO3,磷、过剩钡、镉含量）显示日本海古生产力自48 ka以来发生了显著的变化。在48~18 ka低海平面和有限的水体交换导致表层水古生产力相对较低。在18~11 ka随着海平面的上升,富营养盐水团（亲潮和东海沿岸流水团）的流入导致古生产力逐渐增大,在12.6~11.5 ka古生产力达到最大值。在全新世对马暖流成为影响古生产力变化的重要因素,并且自5 ka以来古生产力保持相对稳定。古氧化还原替代指标（总有机碳、钼、铀、锰、碳与硫含量之比、自生铀、自生钼含量）显示在12~9 ka日本海底层水可能为无氧环境。古生产力高和底层水体有限的交换是诱发底层水缺氧的主要因素,而这又与全球气候变化和海平面变化有关。

华北中元古代鱼骨状方解石:成因机制和古环境意义

鱼骨状方解石是一种特殊的碳酸盐沉积,由锯齿状亮暗交互的亚毫米级条带组成,主要见于太古宙。以往认为,鱼骨状方解石属无机化学沉淀成因,形成于水体缺氧、碳酸盐过饱和、富Fe^(2+)、Mn^(2+)等碳酸盐沉淀抑制剂的环境条件;在地质记录中其丰度随时间的减少反映了海洋的长期氧化趋势。文中首次在华北地台中元古界高于庄组四段微生物礁内发现了大量鱼骨状方解石。宏观观察表明,这些鱼骨状方解石主要以微生物礁孔洞充填物形式产出,明显区别于太古宙以海底沉淀形式直接产出在海底的鱼骨状方解石。显微研究发现,鱼骨状方解石晶体纤维具有沿晶体生长方向旋转消光特征,证明其内部亚晶的光学C轴从纤维底部的随机排列逐步旋转至上部垂直纤维生长方向。这符合球状晶体生长模式,需要方解石沉淀抑制剂的参与。鱼骨状方解石产出具有丰度随时间减少以及产出形式由海底沉淀向孔洞胶结物转变的特征。这些特征与海洋氧化逐渐增强以及具氧化还原敏感属性的碳酸盐沉淀抑制剂逐渐从水体中移除相吻合。笔者认为鱼骨状方解石的沉淀抑制剂为Fe^(2+)和Mn^(2+),这与微生物岩无明显Ce异常和Fe^(2+)极强的抑制能力相一致。因此,鱼骨状方解石可用于指示缺氧环境条件。此外,显微和超微研究也表明鱼骨状方解石晶体内存在有大量与其生长方向一致的菌丝体残余和与之密切伴生的有机矿物,表明微生物为鱼骨状方解石成核和初始沉淀提供了重要垫板。

Uranium distribution in the lacustrine calcareous clastic-evaporite sequence in the western Qaidam Basin,and implications for U behavior in concentration of closed water

Uranium(U)provides especially useful information for reconstructing paleoredox conditions due to its unique geochemical properties and behavior in supergene environments.The proxy potential under suboxic-oxic

四川盆地南缘五峰组—龙马溪组沉积地球化学及有机质富集模式——以叙永地区田林剖面为例

晚奥陶—早志留世转折期是一个重要的地质历史时期,在这一相对短暂时间内(440~453 Ma),全球板块构造形态、古气候条件、古海洋环境、生物群类型等都发生了巨大的改变。扬子地区在这一全球大背景之下沉积了五峰组和龙马溪组两套富有机质泥页岩,是页岩气勘探的重点层位。有机质丰度决定着页岩生烃能力的强弱,同时还影响着储层吸附能力及储集空间的大小,是储层含气性的决定因素。有机质富集所涉及的因素较多,过程复杂,古海洋初级生产力、古氧相及沉积速率、成岩降解等对其都有影响,其中古生产力决定有机质数量,古氧相是有机质保存的决定性条件,这两者是富有机质泥页岩主要影响因素。然而五峰组—龙马溪组纵向上有机质丰度差异较大,具有很强的非均质性。因此,为厘清五峰组—龙马溪组垂向沉积环境演化及有机质丰度差异原因,对四川盆地南缘叙永地区田林剖面上奥陶统临湘组—下志留统龙马溪组地层剖面进行实测及连续采样,并开展了岩石矿物学及详细沉积地球化学(主量、微量及稀土元素)研究。结果表明:田林剖面五峰组—龙马溪组Al/(Al+Fe+Mn)值、Ce异常、Eu异常指示非陆源硅主要为生物成因,SiO2、Si xs与CaO、TiO2含量的强负相关性表明硅质含量受陆源输入量及古水深控制;Mo/TOC值与Mo/U值指示五峰组沉积初期具有强滞留环境,而有机质富集层段主要在半滞留环境下沉积形成;斑脱岩密集层段较高古生产力表明火山活动对古生产力有提升作用;总有机碳与古氧相代替系数的高相关性表明有机质富集整体主要受古氧相控制;而古生产力代替系数整体与总有机碳相关性不高是由于生境类型的差异及陆源输入量与古生产力、古氧相的利弊关系导致对古生产力有利的沉积环境往往对应较差的还原条件。综合分析认为,五峰组—龙马溪组不同沉积阶段有机质富集模式不同。非灭绝期为低陆源输入量的深水环境产生的良好缺氧条件;第一幕灭绝期(五峰组沉积末期),成烃母质生物勃发、强“海洋雪”作用以及高成烃母质生物沉降速率致使有机质十分富集;第二幕灭绝期(龙马溪组沉积初期),高成烃母质生物沉降速率加之大量有机质在水底分解消耗氧化剂的同时,分层水体阻碍O 2补给造就的水底长期极度缺氧环境,致使该时期有机质极为富集。

鹿邑凹陷太原组-山西组泥岩元素地球化学特征及对沉积环境的指示

鹿邑凹陷上古生界太原组和山西组暗色泥岩有机质丰度较高,是重要的页岩气勘探层位,为深入探讨其沉积环境,对近期实施的LY1井进行了元素地球化学分析,选择对沉积环境比较敏感的元素或组合,结合岩石学特征,对古气候、古盐度、古氧化还原条件、相对沉积速率、有机质保存条件等进行研究,结果表明:蚀变指数法、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)和Sr/Cu比值指示太原组和山西组沉积期具有温暖湿润的古气候背景;V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、Cu/Zn等比值的变化和岩石学特征指示太原组-山西组下部沉积期水体属还原-弱还原环境,山西组上部则为弱氧化-弱还原的过渡环境;Li、Ni、Ga、Sr的含量变化、Sr/Ba比值和TOC/TS比值的变化特征显示太原组和山西组沉积期水体属半咸水-淡水沉积环境,自下而上,淡水注入量逐渐增加,盐度呈震荡式降低;结合Rb/Zr比值,推测太原组、山西组为浅水沉积环境,自下而上深度逐渐变浅;LREE/HREE和La_(N)/Yb_(N)的变化特征反映太原组沉积速率相对稳定,山西组沉积速率波动幅度较大,且略高于太原组;太原组和山西组下部的沉积环境相对于山西组上部更有利于有机质保存。

黄铁矿中微量元素含量的古环境指示

黑色页岩中原生黄铁矿的微量元素含量可以避免被热液作用、重结晶、变质作用等因素干扰,可以作为古海洋环境的指示。本文综合前人数据,利用氧化还原敏感元素(Mo、U、Co、Se等)含量变化指示地质历史时期古海洋生产力条件、氧化还原条件变化趋势。

末次冰消期以来白令海古环境及古生产力演化

对白令海B5-4岩心沉积物中有机碳、CaCO3及17种地球化学元素进行分析,结合AMS14C年龄数据,恢复了白令海13.7ka以来古环境和古生产力的演化历史.结果显示,B5-4孔沉积速率高达34.2cm/ka,新仙女木(YD)、Bolling-Allerod(BA)及冰川融水信号在B5-4孔都有记录.白令海陆源沉积物的输入受源区气候、海平面变化和生源物质稀释等多种因素的控制.末次冰消期白令海以高生产力和底层水体缺氧为显著特征.冰川融水及太平洋暖水团输入是导致末次冰消期白令海高生产力的2个主要因素.末次冰消期底层水体缺氧与表层高生产力和次表层水体层化有显著的关系.但是,太平洋中层水通风能力及太平洋底层环流减弱也是导致底层水体出现缺氧现象的潜在因素.全新世,阿拉斯加环流成为白令海古生产力和古环境变化的主要控制因素,生产力及古环境在全新世没有发生显著的变化.

寒武系海相碳酸盐岩元素地球化学特征及其油气地质意义——以塔里木盆地柯坪地区肖尔布拉克组为例

通过对塔里木盆地柯坪地区苏盖特布拉克剖面肖尔布拉克组下段40个样品的微量、稀土元素进行测试分析,结合有机碳TOC含量变化,研究表明该地区Ce/Ce*与Eu/Eu*、(Dy/Sm)_(SN)、∑REE均无相关性,反映成岩作用对元素含量影响较小,数据能反映沉积时期真实环境情况。利用Ti元素排除Ba、Cu、Zn元素中陆源影响,得到生源元素校正值Ba_(xs)、Cu_(xs)、Zn_(xs)及其综合系数Y判断肖尔布拉克组下段纵向上下部古生产力水平高于上部。TOC最大值可达5.14%,平均值为1.96%,总体表现为与古生产力水平相似特征。U/Th、V/(V+Ni)、δU、Ce_(anom)比值判断肖尔布拉克组下段沉积时期处在贫氧—缺氧的环境,后期遭到破坏,印证了早寒武世海侵后海平面下降发生海退的过程。利用Mn/Ti值表征海平面变化,经历了浅且稳定→深且具有波动性→最浅且稳定的变化过程,结合上述判别指标与TOC测量值,说明研究区肖尔布拉克组下段中下部为优质潜在烃源岩。