塔里木盆地蓬莱坝剖面寒武系第二统-第三统界线处碳同位素负异常及其地质意义

塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面是研究寒武系地层的典型剖面,而迄今未有第二统-第三统界线处碳同位素演化研究。本研究对该剖面第二统吾松格尔组-第三统沙依里克组过渡区碳酸盐岩进行系统取样,分析了18件样品的碳、氧同位素组成。结果表明,δ13C(V-PDB)和δ18O(V-PDB)值分别分布于-4.2‰～0.8‰之间和-7.4‰～-3.8‰之间,二者之间相关性不明显,并且δ13C值在第二统与第三统界线处呈现明显的负漂移,可达-4.2‰。因此,δ13C值负漂移未受成岩作用影响,真实反映了原始海水碳同位素组成特征,可与北美、西伯利亚、华南以及华北地区的ROECE地质事件对比,具有全球意义。鉴于ROECE(Redlichiid-Olenellid Extinction Carbonisotope Excursion)事件约发生在509Ma,所以本研究为区域地层研究提供了一个较为可靠的绝对年龄数据,弥补了传统年代学研究方面的不足。此外,这是ROECE事件在塔里木盆地的首次报道,对寒武系地层划分以及全球对比具有重要科学意义。

局部白云岩化作用研究:以塔里木盆地阿克苏地区蓬莱坝剖面鹰山组为例

通过对塔里木盆地阿克苏地区蓬莱坝剖面鹰山组的系统野外测量、岩性描述、样品采集、薄片观察以及地球化学分析,对鹰山组小规模局部发育的白云岩的成因进行详细分析。蓬莱坝剖面鹰山组可划分为上下两段,整体岩性为灰岩,下段为亮晶藻砂屑灰岩,具有明显的高能颗粒滩相沉积特征,上段为球粒泥晶灰岩,以低能滩及滩间海沉积为主。剖面被多条断层切割,局部白云岩主要发育在鹰山组下段断裂附近,呈透镜状、准层状分布,白云岩化程度具有以断裂为中心沿层面向周边逐渐减弱的特点。白云岩地球化学分析结果显示其Fe、Mn含量低,与周边灰岩相重叠,Na、K含量与灰岩之间也没有区分,反映白云岩化流体为海水源;Sr元素含量明显高于周边灰岩,表明白云岩化作用并非发生在表生环境下;稀土元素则具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征,Eu表现出明显负异常,Ce元素轻微亏损,表现出与现代海水相似的特征。白云岩样品碳-氧同位素相比于灰岩更轻,指示流体的蒸发性质。综合研究认为,蓬莱坝剖面鹰山组围绕断裂发育的局部白云岩的形成阶段可能发生在浅埋藏阶段,白云岩化流体可能来源于由断裂沟通的中上寒武统蒸发卤水,是一类不同于典型构造-热液白云岩的小型构造白云岩。