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• 2015年, 17卷, 第3期
  刊出日期：2015-06-01

    

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  综述
  地球化学及沉积环境
  岩相古地理学及沉积学
  古地理学及矿产资源
  

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综述
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  综述

  热水沉积作用的研究历史、现状及展望

  钟大康,姜振昌,郭强,孙海涛

  2015, 17(3): 285-296. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.24

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  热水沉积作用的研究已经历70余年,目前初步统一了热水沉积及其沉积岩的相关概念。按照形成矿物的温度和颜色特征及类型,将热水沉积作用分为白烟囱型和黑烟囱型,前者主要是在较低温度(100～320℃)下形成硅酸盐、硫酸盐等浅色矿物,后者主要在较高温度(320～400℃)下形成硫化物、氧化物等暗色矿物。大陆的热水沉积热液与海洋热液在温度与物理化学性质方面存在明显差异,大陆热水温度比海洋低,变化范围较海洋大;pH均值比海洋高,变化范围较海洋热水小;Na+K离子浓度与海洋接近,Ca离子与Cl离子浓度比海洋高,但它们的变化范围较海洋大。初步建立了一些关于热水沉积的沉积模式,如海底热液对流模式、盆地压实卤水对流模式、洋中脊岩浆热液—海水混合循环对流模式、热液溢流—喷流—溢流模式。由于热水沉积作用及热水沉积岩的分布具有特殊性和局限性,目前的研究程度较低,对热水沉积的化学过程和热力学过程、热流体成因、物质来源、热水沉积分异、热水沉积机理还不十分清楚,有待于进一步深入系统研究。
地球化学及沉积环境
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  地球化学及沉积环境

  湖南慈利溪口剖面埃迪卡拉系陡山沱组碳酸盐岩微量元素特征及其古环境意义

  危凯,李旭兵,刘安,李继涛,白云山,周鹏,陈孝红

  2015, 17(3): 297-308. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.25

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  以湖南慈利溪口埃迪卡拉系陡山沱组剖面为研究对象,分析了64件碳酸盐岩样品的微量元素以及稀土元素特征。结果表明,利用U/Th、Ce异常和Ca/Mg等多种指标识别出的陡山沱期古氧化还原环境与层序地层学的研究结果基本一致,说明碳酸盐岩的这3个指标在重建埃迪卡拉纪古海洋环境的研究中具有一定的适用性。稀土元素配分模式在陡山沱组底部和中部均发生了明显的由典型淡水模式向典型古海水模式的转变,很可能指示了在Marinoan冰期和Gaskier冰期结束之后,大量的间冰期冰融淡水注入海洋并逐步被古海水取代。较高的Eu异常值以及前人在溪口剖面发现的多期古地震证据可能暗示了海底热液活动几乎贯穿于整个埃迪卡拉纪陡山沱期,且具有早期剧烈、晚期逐渐趋于平缓的特征。多期次的海底热液活动为古海洋提供了重要的磷质来源,对埃迪卡拉纪生物的出现与繁盛具有重要的意义。
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  地球化学及沉积环境

  川北元坝气田二叠系长兴组白云岩稀土元素地球化学特征及其指示意义

  余新亚,李平平,邹华耀,王广伟,张毅

  2015, 17(3): 309-320. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.26

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  川北元坝气田二叠系长兴组49个碳酸盐岩样品的稀土元素(REE)和钇(Y)含量的测试结果表明:稀土元素总量(ΣREE)普遍较低(平均1.50×10^-6),说明岩石样品几乎无陆源碎屑的混入,且未受到深部热液的影响。页岩标准化后的白云岩REE特征表现为轻稀土(LREE)亏损、正La异常、负Ce异常(0.49～1.08,平均0.75)、普遍的正Eu异常(0.89～46.00,平均4.68)及较高的Y/Ho值(28.82～63.47,平均43.04),总体表现出与海水的REE配分特征类似,表明白云化流体为还原性的海源流体,白云岩形成环境为埋藏环境。元坝气田长兴组构造平缓,白云岩横向上连续分布,碳酸盐岩δ¹⁸O(-7.07‰～-2.92‰,平均-4.95‰)相对较重,岩心与岩石薄片未观察到角砾状或条带状的热液白云岩典型构造,均说明元坝气田长兴组未受到深部热液流体的影响,白云岩较高的正Eu异常与深部热液流体无关;电子扫描显微镜下观察到大量的热化学硫酸盐还原反应(TSR)的产物单质硫和富硫沥青,表明元坝气田长兴组基质白云岩形成之后的TSR作用导致了地层水极度还原的环境,从而造成了白云岩较高程度的正Eu异常,反过来说明了TSR作用对白云岩储集层具有一定的改造作用。
岩相古地理学及沉积学
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  岩相古地理学及沉积学

  川北早寒武世碳酸盐岩台缘斜坡沉积特征及变形构造形成机制探讨

  沈骋,谭秀成,李凌,施开兰,苏成鹏,连承波,黎虹玮,肖笛

  2015, 17(3): 321-334. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.27

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  基于对川北米仓山西部旺苍县鼓城乡唐家河下寒武统仙女洞组露头剖面的观察与镜下分析发现,仙女洞组下段由生物碎屑泥晶灰岩(L)、粉砂质泥岩(M)、似瘤状砾屑灰岩(L′)、角砾灰岩(R)、藻凝块灰岩(A)和含生屑钙质砂岩(S)组合而成,其以角砾灰岩、似瘤状砾屑灰岩和藻凝块灰岩为特征,且发育异地岩块和滑塌变形构造。进一步分析认为:L-M岩石组合为正常的斜坡环境低能沉积;L′-R岩石组合中的角砾灰岩为上斜坡生物灰泥丘崩坍滑动至下部而形成的,似瘤状砾屑灰岩可能是由于L-M岩石组合快速沉积导致沉积物失稳滑动变形、上斜坡生物灰泥丘崩落角砾致使的差异压实和滑动、以及后期物质成分差异引起的压溶作用等共同作用的结果,从而使灰质层发生破碎并被泥质包围形成断续的砾屑状,甚至轻微的位移,进而形成条带特征不明显的杂乱变形构造;微生物岩(Mb)组合为上斜坡的灰泥丘沉积;S-M岩石组合为斜坡上部的浊流沉积。根据上述分析结果建立米仓山西部仙女洞组碳酸盐岩台缘斜坡沉积模式,表明仙女洞组沉积早期米仓山西部存在台缘斜坡相沉积。
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  岩相古地理学及沉积学

  川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组沉积相

  任影,钟大康,高崇龙,党录瑞,彭平,陈卫东,毛亚坤,胡小林

  2015, 17(3): 335-346. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.28

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  通过野外露头、钻测井、三维地震及区域地质调查等资料的综合研究发现,川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组岩石类型以碳酸盐岩(粉晶白云岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩)为主,局部发育大套蒸发岩(膏岩和云质膏岩)及碳酸盐岩与碎屑岩的混合沉积;识别出局限台地相、开阔台地相、蒸发台地相和混积台地相4种沉积相类型,以局限台地相最为发育;川东及其周缘地区龙王庙组各沉积相带呈北东—南西向展布,混积台地相分布于研究区西北部,蒸发台地相集中发育在研究区西部华蓥山断裂东侧,局限台地相分布于混积台地相以东到盆地东边界以西的地区,开阔台地相分布于局限台地相以东到广海的部分地区。
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  岩相古地理学及沉积学

  四川盆地磨溪—高石梯地区下寒武统龙王庙组颗粒滩特征及分布规律

  金民东,谭秀成,李凌,曾伟,连承波,罗冰,山述娇,周,涛

  2015, 17(3): 347-358. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.29

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  以四川盆地磨溪—高石梯地区下寒武统龙王庙组颗粒滩为研究对象,结合钻井、测录井、岩心和薄片等资料,对龙王庙组颗粒滩特征、分布规律和主控因素进行了综合分析。研究区内颗粒滩岩石类型主要有两类:一类为具有明显颗粒结构的颗粒云岩,以砂屑云岩或鲕粒云岩为主;另一类为具有残余颗粒结构的晶粒云岩。颗粒滩主要发育向上变浅、粒度变粗的沉积序列,垂向上,与下部细粒沉积物可构成滩间海—颗粒滩、局限潟湖—颗粒滩等沉积相序;横向上,颗粒滩连续性较好,具有大面积连片分布的特征,自西北—东南向发育程度呈逐渐增大的趋势。进一步分析后认为,海平面的相对变化和沉积水体能量高低决定了龙王庙组颗粒滩的发育特征和叠置样式,不同级次海平面的升降变化使颗粒滩发育层位和发育程度得以定型,而沉积时期的古地貌则最终决定了龙王庙组颗粒滩平面分布的差异性。
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  岩相古地理学及沉积学

  内蒙古林西地区上二叠统林西组沉积环境与演变

  翟大兴,张永生,田树刚,吴非蒙,邢恩袁,王猛,施立志,王卓卓

  2015, 17(3): 359-370. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.30

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  内蒙古东部林西地区上二叠统林西组沉积环境存在争议。鉴于此,笔者在前人研究基础上,通过详实的野外观测与室内鉴定,依据古生物、沉积构造与岩相、地球化学等资料,对林西组沉积环境进行研究;从钙藻、苔藓虫、海绵等海相生物化石、B/Ga值、碳氧同位素和沉积结构构造等方面,认为林西组主体为海相,存在海陆过渡相。林西组沉积环境可划分为三角洲前缘、滨海、浅海和半深海。生物礁主要为蓝绿藻粘结礁和藻粘结骨架礁,指示滨海—浅海环境。林西组沉积环境主要经历了滨海、半深海、三角洲前缘、浅海和滨海的演变,沉积盆地演化分为抬升—断陷—快速充填—稳定沉陷—稳定充填5个阶段。
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  岩相古地理学及沉积学

  柴达木盆地新生界湖盆咸化特征及沉积响应

  陈能贵,王艳清,徐峰,杨体源,夏志远

  2015, 17(3): 371-380. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.31

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  柴达木盆地新生界发育咸化湖盆沉积,但是对于湖盆的咸化程度一直没有详细论述,其沉积响应特征亦不清楚。文中利用系统测试得到的硼元素及黏土矿物资料来开展古水体盐度恢复,结果表明:(1)柴达木盆地新生界为咸化湖盆沉积,最高盐度大于20‰;(2)不同盐度地区的沉积响应特征不同,其中陆源碎屑物供给区古盐度小于12‰,滨浅湖区古盐度在10‰～18‰之间,半深湖区古盐度大于18‰。在中高咸化湖盆水介质的控制作用下,沉积物分布表现为单层厚度小(一般为1～3m)、砂/泥岩互层频繁、三角洲沉积相带分布较窄、细粒沉积物分布范围较广、发育特有湖相碳酸盐岩和膏盐岩及与陆源细碎屑呈混积等特征。
古地理学及矿产资源
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  古地理学及矿产资源

  柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组咸化湖相泥页岩储集层特征

  原园,姜振学,李卓,赵若彤,李鹏,崇明浩

  2015, 17(3): 381-392. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.32

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  中国已获得湖相页岩气勘探开发的重要突破,但对于咸化湖盆环境泥页岩储集层特征的研究较少。作者对柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组湖相泥页岩储集层开展有机地化、岩矿组成、储集层孔隙结构等特征的研究。(1)研究区泥页岩有机质丰度在0.12％～1.35％之间,具有强烈的非均质性,有机质类型以Ⅱ型为主,氯仿沥青“A”含量较高。(2)泥页岩中碳酸盐岩矿物含量最高,平均27.8％,黏土矿物和石英含量次之,有38.2％的样品检测出硬石膏,反映典型的咸化环境特征。(3)扫描电镜观察有机质孔隙发育较少,形状不规则且孔径较大,粒(晶)间孔隙直径多以微米级为主,微裂缝宽多小于1μm;低温气体吸附测试显示,中孔提供了主要的孔比表面积和孔隙体积,氯仿沥青“A”的存在对样品孔隙结构产生影响。(4)研究区泥页岩储集层中黏土矿物含量低而脆性矿物含量高,与北美页岩气产层及四川盆地龙马溪组页岩储集层岩矿特征类似,易于产生裂缝,有利于页岩气的后期开采。
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  古地理学及矿产资源

  二连盆地吉尔嘎朗图凹陷下白垩统赛汉塔拉组层序地层及聚煤特征

  王帅,邵龙义,闫志明,孙钦平,王东东,鲁静,孙斌

  2015, 17(3): 393-404. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.33

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  二连盆地吉尔嘎朗图凹陷是一个陆相断陷聚煤盆地,下白垩统赛汉塔拉组是其主要含煤地层,作者利用岩心、钻孔资料对其岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征进行研究。(1)赛汉塔拉组主要由砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳质泥岩及厚层褐煤组成,发育扇三角洲平原相、扇三角洲前缘相、辫状河三角洲平原相、辫状河三角洲前缘相、滨浅湖相,分别属于扇三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。(2)识别出2种层序界面:不整合面和下切谷冲刷面,将赛汉塔拉组划分为2个三级层序。从层序Ⅰ到层序Ⅱ,煤层厚度逐渐增大,聚煤作用逐渐增强。(3)在滨浅湖环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域早期,在扇/辫状河三角洲环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域晚期,煤层厚度在凹陷中部最大,向西北和东南方向均变小。聚煤作用明显受基底沉降作用影响,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而形成了区内巨厚煤层。
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  古地理学及矿产资源

  长江口现代潮滩沉积物粒度特征及其在沉积相识别中的应用

  赵亚楠,王张华,吴绪旭,李琳,战庆,陈艇

  2015, 17(3): 405-416. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.34

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  本研究通过对长江口现代潮滩6个柱状样沉积物的粒度精细分析,试图提取研究区潮滩沉积相识别的粒度敏感指标,并通过对长江三角洲南部平原一个全新世钻孔(SL67孔)潮滩沉积物的粒度研究,检验现代沉积粒度敏感指标在全新世钻孔潮滩沉积相识别中的应用。研究显示,长江口现代高潮滩和中潮滩的黏性颗粒(<8μm)和粗粉砂(32～63μm)含量差异显著,可以成为区分高潮滩和中潮滩的敏感组分;在开敞型的中、低潮滩之间,砂(＞63 μm)和细粉砂含量(8～32 μm)也差异明显。长江口现代潮滩沉积物的粒度频率曲线及众数值也可以有效协助区分高潮滩、中潮滩和低潮滩沉积物。利用上述粒度敏感组分和众数指标检验SL67孔全新世早中期在海平面波动控制下的潮滩演替过程,并揭示了7.5 cal ka BP前后的一次海平面加速上升事件。
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  古地理学及矿产资源

  祁连山南坡木里地区晚更新世晚期的气候变迁

  王青,孙洪艳,任建武,易先进,程捷

  2015, 17(3): 417-426. https://doi.org/10.7605/gdlxb.2015.03.35

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  通过对祁连山南坡木里地区晚更新世地层剖面AMS¹⁴C年代的测定,以及对沉积物粒度、磁化率及SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等氧化物含量的研究,重建了研究区晚更新世晚期44.8～35ka B.P.的气候变迁。木里地区晚更新世晚期44.8～35ka B.P.的气候可以分为3个阶段:(1)44.8～40.5ka B.P.,气候温暖湿润,41.9ka B.P.出现的暖事件与D-O振荡中的IS12对应;(2)40.5～35.5ka B.P.,气候波动频繁且在波动中变冷,该阶段成功捕捉到3次D-O振荡中的暖事件和1次Heinrich冷事件,3次暖事件与D-O振荡中的IS9、IS10、IS11对应,时间分别为35.8ka B.P.、37.5ka B.P.、39.7ka B.P.,冷事件与D-O振荡中的H3对应,时间为35.5ka B.P.;(3)35.5～35ka B.P.,气候波动大,具变暖趋势。整个阶段的气候波动与深海氧同位素第3阶段后期气候变化特征较吻合,亦揭示了全球变化信号在研究区的响应特征。