塔里木盆地东部上寒武统SPICE事件检出及其油气地球化学意义

国内外研究发现上寒武统沉积地层中普遍记录了一次碳酸盐岩碳同位素正向漂移,即SPICE(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)事件,在全球区域等时沉积地层中残余有机质(干酪根)也同时富集重的稳定碳同位素,通过分析这种协同关系以期探讨塔里木盆地台盆区已发现的部分异常富集~(13)C油气藏的成因.前期研究发现塔里木盆地东部地区上寒武统底部存在可全球性对比的SPICE事件且具有有机/无机碳同位素组成协同正向漂移的特征.综合分析塔里木盆地台盆区烃源岩发育特征、有机质热演化程度以及生物发育特征等因素,初步研究结果认为目前发现的台盆区塔东2井寒武系、塔中62井志留系等原油富集~(13)C同位素的成因可能是由于局部发育以冷生物物种(如蓝细菌等)为主要生物母质的富集重碳同位素的上寒武统烃源岩排烃、聚集、成藏的结果 .     

广西及邻区泥盆系碳酸盐岩碳、氧同位素组成特征及意义

广西及邻区下泥盆统至下石炭统稳定碳同位素组成逐渐增大，由埃姆斯阶（Ｄ＿１）一１‰～一４‰增至法门阶，杜内阶的＋０．５‰～＋２．５‰。同时期δ￣１８Ｏ呈“Ｗ”型分布，在艾菲尔阶（）和弗拉斯阶（）两个负向波动；在埃姆斯阶（），吉维特阶（）和法门阶（）、杜内阶（）三个正向波动。这些变化趋势反映了当时气圈、沉积的变化，也反映了生物界的演化变迁。华南泥盆纪δ￣１３Ｃ和δ￣１８Ｏ的变化特征可与同时期、同纬度的北美大陆保存完好的低镁方解石质腕足动物壳中碳、氧同位素组成良好的对比。因此，华南碳酸盐中碳、氧同位素组成基本保存了泥盆纪古海洋中同位素的特征，是很有潜力的地层对比的工具。     

早-中奥陶世华南古海洋氧化还原变化及其对奥陶纪生物大辐射的意义

为了进一步探讨奥陶纪生物大辐射期间环境影响和控制因素, 对安徽南部将军岭剖面黑色页岩的有机碳含量(TOC)、总硫含量(TS)和黄铁矿硫同位素(δ³⁴S_py)进行测试分析。TOC与TS表现出正相关性, 说明可能是非硫化环境中的沉积产物。δ³⁴S_py在弗洛期表现出显著的负偏移, 在中奥陶世表现出相对幅度更大的波动。结合前人对全球碳酸盐岩晶格中硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_CAS)和δ³⁴S_py数据的分析结果, 显示特马豆克期末期至弗洛期中期黄铁矿埋藏分数下降, 硫同位素分馏效应增大, 说明当时海水发生氧化, 对奥陶纪生物大辐射起到重要的促进作用。弗洛期晚期至达瑞威尔期, 不同地区δ³⁴S_CAS相继出现负偏移,δ³⁴S_py发生大幅振荡, 可能是由于海洋中硫酸根浓度较低以及硫化物再氧化所致。     

新疆准噶尔与华南湘中法门期碳同位素特征的对比研究

针对新疆准噶尔盆地西北缘洪古勒楞组下段是否存在弗拉-法门阶界线的问题,对比研究布龙果尔剖面该段地层以及湖南中部锡矿山剖面上泥盆统法门阶中下部碳酸盐岩的碳同位素特征,并结合已有的生物地层学证据,重新讨论洪古勒楞组下段的时代。结果表明,布龙果尔剖面洪古勒楞组下段碳同位素的变化趋势与国内外诸多典型剖面弗拉-法门期之交的δ~(13)C偏移明显不同:未见到显著正偏移;布龙果尔剖面δ~(13)C在0~1‰范围内变化,小于国际上目前已知的弗拉-法门期之交δ~(13)C正偏移的幅度(2‰~3‰)。布龙果尔剖面洪古勒楞组下段可能不存在弗拉期地层,甚至可能缺失法门阶底部(牙形石Pa.triangularis带)。法门早中期,布龙果尔剖面碳同位素曲线可与湖南锡矿山剖面同时期地层进行较好的对比,分为3个阶段:2个完整的正偏—负偏旋回以及之上的小幅正偏。主量元素特征表明,布龙果尔剖面第3-1层的下半部受陆源物质影响较大,推测可能与区域构造活动变强烈有关。     

最早骨骼生物Cloudina——埃迪卡拉纪晚期一类重要的标准化石

目的 确定新元古代末期最早骨骼生物Cloudina 作为埃迪卡拉纪晚期地层对比标志的可能性.方法 以Cloudina的形态学、生态学为依据,确定其可能的生物属性;以Cloudina 地质地理分布和碳同位素地层对比分析为依据,综合分析其时空分布特点.结果 Cloudina 可能是多毛类龙介虫,二者在管体形态特征、无性繁殖方式等方面存在可比性;Cloudina的出现都对应着碳同位素的明显正漂移,具有基本等时的特点.结论 Cloudina 是目前已知埃迪卡拉纪最有潜力的标准化石之一.     

燕山中东部凌源地区雾迷山组MT构造的发现、地质特征和研究意义

MT构造碳酸盐岩（Molar-tooth structure carbonate）的研究已有百余年历史,尽管其成因至今还未完全达成共识,但其独特的地质特征和重要的地质意义使得它越来越引起地学界的重视．文中报道了在凌源中元古界雾迷山组中发现MT构造．通过对雾迷山组MT宏观、微观特征的详细观察,常量和微量元素以及碳、氧同位素分析和综合研究表明,MT断续发育于上部灰岩段,有细纺锤形、碎屑状、细长条带状（和／或肠状）及小瘤状（或不规则形态）等4种类型,其形态与沉积环境密切相关．MT发育层位Sr／Ba和Ca／Mg较高,相比邻近不发育MT的层位,分别表现为高艿δ13C和低δ8O．MT构造岩石学、形态学及地球化学研究表明,它形成于潮间带下部至风暴浪基面附近的潮下带环境,背景条件具有气候温暖、海水碳酸钙过饱和、生物产率较高,局部菌藻类生物富集的特点,碳酸钙软泥钙化速度快,菌藻类生物具有催生MT的作用．雾迷山组MT与同样发育MT的北美中元古界Belt超群及俄罗斯里菲系碳同位素具有良好的对比关系,它是区域和全球前寒武系对比的良好标志．     

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、δ¹³C值增高、δ¹⁸O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(δ¹³C = -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。     

痕量元素和碳氧同位素在塔里木盆地西南缘棋盘组沉积环境研究中的应用

以塔里木盆地西南缘中二叠统棋盘组为例,通过痕量元素和碳氧同位素对古盐度、古气候和氧化还原环境进行分析,进而恢复沉积环境。用 ICP-MS 光谱仪和 MAT-251稳定同位素质谱仪分别对棋盘组样品进行痕量元素和碳氧同位素测试分析,选取 B 含量、B／Ga、Sr／Ba和 V／（V＋Ni）和碳氧同位素作为判别沉积环境的指标,分析结果表明棋盘组主要发育在盐度较高、温暖－炎热的近岸海相沉积环境和有利于有机质形成的贫氧－厌氧环境;分析垂向上痕量元素和碳氧同位素参数与海平面变化的关系,认为参数的变化与海平面升降有一定的相关性,棋盘组下段整体上表现为一个海退到海侵的过程,其中有4次完整的次级旋回,由于海平面的不断变化使得棋盘组岩性表现为泥岩和生物碎屑灰岩的频繁互层。     

塔里木盆地西北缘通古孜布隆剖面下奥陶统蓬莱坝组白云石化流体来源及白云岩成因分析

通过剖面观测、岩石学特征对比和地球化学分析, 对塔里木盆地西北缘通古孜布隆剖面蓬莱坝组白云岩的白云石化流体来源和白云岩成因进行探讨。观测结果表明: 白云岩的主要类型有粉晶自形?半自形白云岩、细晶自形?半自形白云岩、中晶半自形?它形白云岩和粗晶半自形?它形白云岩; 粉?细晶白云岩主要分布于蓬莱坝组下段, 粉晶白云岩质地均一, 细晶白云岩普遍发育雾心亮边; 中?粗晶白云岩主要分布于蓬莱坝组上段, 并与砂屑灰岩高频次互层, 发育残余颗粒结构和少量晶间孔、残余粒间孔。地球化学分析结果表明: 各类白云岩稀土元素配分模式与同期灰岩相似, 具有LREE富集、HREE亏损、Ce异常不明显、Eu负异常的特征, 碳、氧同位素值位于同期海相白云石范围内, 指示白云石化流体为同期正常或偏咸海水; 粉?细晶白云岩具有低Fe, Mn和高Sr, Ba的特征, 为近地表中等盐度海水渗透回流作用的产物, 多期次流体作用使细晶白云岩发生过度白云石化, 形成雾心亮边或环带; 中?粗晶白云岩在近地表浅埋藏阶段就被半局限台地环境下蒸发作用产生的偏咸海水交代, 高频海平面变化导致周期性的白云石化作用, 从而导致砂屑灰岩与残余颗粒白云岩周期性叠置, 阴极发光显微镜下可见次生加大边, 与粉?细晶白云岩相比, 具有Fe, Mn含量增高而Sr, Ba含量降低的特征, 表明在后期受埋藏作用的影响发生重结晶, 具有早期渗透回流形成、中期埋藏重结晶加强的成因特征。     

重庆北碚嘉陵江组第三—第四段碳酸盐岩碳同位素组成对古海水代表性

早三叠世海水的碳同位素组成是近年来地学研究的热点之一,但全球早三叠世碳同位素组成并没有获得统一的认识。上扬子地区早三叠世晚期普遍发育蒸发岩,地表剖面则因表生成岩作用而形成一套夹盐溶角砾岩及次生灰岩的碳酸盐地层,其地球化学信息不同程度地偏离海水,因而样品成岩蚀变性对古海水碳同位素组成的代表性的评估显得十分重要。本文以中、下三叠统界线清楚的重庆北碚剖面为对象,研究了下三叠统嘉陵江组第三、第四段和中三叠统雷口坡组底部样品的元素组成,碳、氧同位素组成及彼此之间的相互关系,选择Mn含量和氧同位素作为条件评价碳酸盐岩的成岩蚀变性及其对海水碳同位素组成的代表性,在此基础上建立了早三叠世晚期海水的碳同位素演化曲线。研究表明:(1)北碚剖面嘉陵江组第三、第四段(嘉三、嘉四段)及雷口坡组底部碳酸盐岩的Mn、Fe含量与碳同位素组成之间具有良好的负相关性,氧同位素组成和碳同位素组成之间则具有良好的正相关性,大量样品具有低δ18 O值、低δ13 C值以及较高Mn、Fe含量的特征,说明其碳同位素组成偏离海水。(2)以δ18 O-7.5‰、方解石的Mn质量分数100×10-6、白云石的Mn质量分数120×10-6为评价条件,北碚剖面嘉三、嘉四段(含雷口坡组底部)的73个样品中有38个需要在建立海水碳同位素曲线时剔除,占全部样品的52%。其中嘉四段需要剔除的样品占嘉四段样品的78%,而嘉三段的该数值为11%,说明作为原始沉积的灰岩段对海水地球化学信息保存较好,而分布盐溶角砾岩及次生灰岩的层位对海水地球化学信息保存很差。(3)氧同位素作为成岩蚀变评价标准比Mn含量更为苛刻,并可基本覆盖Mn含量评价条件,说明对于嘉三—嘉四段这样的石灰岩—白云岩—蒸发岩地层的地表剖面的样品来说,选择氧同位素作为评价条件可较好地对碳同位素的原生性进行控制。(4)白云岩对海水地球化学信息总体上保存较好,与相邻石灰岩相比,白云岩具有更高的δ18 O和δ13 C值,但其原因仍然需要进一步研究,可能与同位素分馏系数的差别以及白云岩形成于盐度更高的流体有关,因而白云岩所代表的海水地球化学信息可能不完全与伴生石灰岩相同。(5)除绿豆岩附近出现了短时间的变化超过4‰的大幅度波动以外,早三叠世晚期海水的碳同位素演化相对平稳,大致在-0.3‰~-1.8‰的范围内波动,呈现一个低幅的"V"字形,显示早三叠世晚期地球生态的恢复与碳循环系统的重建。     

Carbon isotopic record from Upper Devonian carbonates at Dongcun in Guilin,southern China,supporting the worldwide pattern of carbon isotope excursions during Frasnian-Famennian transition

Carbon isotopic composition of carbonates and or-ganic matter in sediments has been a powerful tool for deducing perturbations in the global carbon cycle which, in many cases, is observed together with the occurrence of biological mass extinctions[1]. The Frasnian-Famennian (F-F) mass extinction[2,3], so-called F-F event or bio-crisis, has been recognized as one of the five major bioevents of Phanerozoic time[4—7], and more than 60% of all Frasnian genera were eliminated[3,11]. This event …     

鄂尔多斯盆地富县地区天然气地球化学特征及其成因

在对鄂尔多斯盆地富县地区奥陶系天然气地球化学特征研究的基础上,将其组分、烷烃气碳同位素、氦同位素、氩同位素等与盆地中部主要气田进行了对比,并结合区域地质背景综合分析了天然气的成因类型.指出该地区奥陶系天然气具有"干燥系数大、二氧化碳含量高、烷烃气碳同位素组成轻、热演化程度高"的特点,与靖边气田奥陶系天然气地球化学特征非常接近.应用国内学者建立的甲烷碳同位素与镜质体反射率关系方程式计算了富县地区奥陶系天然气的Ro约为3.33%,处于过成熟演化阶段.利用天然气成因判别图版综合分析,认为富县地区奥陶系天然气为油型气和煤成气的混合气体,且以油型气为主.     

Geochemical evidence for widespread euxinia in the later Cambrian ocean

Widespread anoxia in the ocean is frequently invoked as a primary driver of mass extinction as well as a long-term inhibitor of evolutionary radiation on early Earth. In recent biogeochemical studies it has been hypothesized that oxygen deficiency was widespread in subsurface water masses of later Cambrian oceans, possibly influencing evolutionary events during this time. Physical evidence of widespread anoxia in Cambrian oceans has remained elusive and thus its potential relationship to the palaeontological record remains largely unexplored. Here we present sulphur isotope records from six globally distributed stratigraphic sections of later Cambrian marine rocks (about 499 million years old). We find a positive sulphur isotope excursion in phase with the Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion (SPICE), a large and rapid excursion in the marine carbon isotope record, which is thought to be indicative of a global carbon cycle perturbation. Numerical box modelling of the paired carbon sulphur isotope data indicates that these isotope shifts reflect transient increases in the burial of organic carbon and pyrite sulphur in sediments deposited under large-scale anoxic and sulphidic (euxinic) conditions. Independently, molybdenum abundances in a coeval black shale point convincingly to the transient spread of anoxia. These results identify the SPICE interval as the best characterized ocean anoxic event in the pre-Mesozoic ocean and an extreme example of oxygen deficiency in the later Cambrian ocean. Thus, a redox structure similar to those in Proterozoic oceans may have persisted or returned in the oceans of the early Phanerozoic eon. Indeed, the environmental challenges presented by widespread anoxia may have been a prevalent if not dominant influence on animal evolution in Cambrian oceans.     

奥陶系海相碳酸盐锶同位素组成及受成岩流体的影响

综合了已有的全球奥陶系海相碳酸盐的锶同位素分析结果及演化趋势,测试了塔里木盆地北部奥陶系4种类型共计51个非沉积碳酸盐矿物的锶同位素组成,通过对照研究,得出如下认识:(1)奥陶纪全球海水87Sr/86Sr比值具有随时间单调下降的总体趋势,其原因与晚寒武世-奥陶纪的全球淹没事件,以及广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关;(2)塔里木盆地塔中地区海相碳酸盐的锶同位素演化趋势总体上与全球一致,说明全球海平面变化仍然是塔里木盆地海相碳酸盐锶同位素组成与演化的主要控制因素;(3)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐87Sr/86Sr比值的降低可能与深部流体的影响有关;(4)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐样品87Sr/86Sr比值的升高与晚奥陶世盆地抬升过程造成的表生成岩环境中近地表大气淡水作用带来的富放射性成因锶的影响有关;(5)分布于塔里木盆地北部奥陶系风化壳中非沉积碳酸盐具有很高的87Sr/86Sr比值,最低值也显著高于0.7079左右的晚奥陶世末海水的锶同位素组成,说明大气淡水及壳源组分在奥陶系水岩反应中具有极为重要的意义;(6)奥陶系风化壳中的4种非沉积成因方解石中,与不整合面附近古喀斯特作用有关的方解石的87Sr/86Sr比值最高,显著高于各种成因的裂隙(构造或非构造成因裂隙)中的方解石,说明在非海相流体的影响中,不整合面附近的大气淡水作用是最为重要的.     

Identification of the Kukersite-type source rocks in the Ordovician Stratigraphy from the Tarim Basin, NW China

Due to the importance of the Gloeocapsomorpha Prisca （G. prisca）-enriched source rocks, which belong to Kukersite-type source rocks in the Lower Paleozoic Ordovician strata, it has received great attentions during the petroleum exploration as to whether there are the Kukersite-type source rocks developed in the major hydrocarbon source strata of the Upper and Middle Ordovician in the Tarim Basin. Using pyrolysis-gas chromatography-mass spectrography to analyse kerogens from source rocks in the lime- mud mound with moderate maturity, study reveals that there are the Kukersite-type source rocks in the Ordovician strata of the Tarim Basin. The pyrolysis products showed a low content of 〉n-C19 normal alkanes with a significant odd-even predominance between n-C13 and n-Cl7, long-chain alky substituted alkylbenzene and alkylthiophene isomers and distinctive distribution of 5-N- alkyl-1, 3-Benzenediol and its homologous. Based on the geographic environment characteristics of G. Prisca, the molecular dis- tributions of crude oil from the Lower Paleozoic petroleum systems in the Tarim Basin and characteristics of kerogen pyrolysis products from the Middle and Upper Ordovician source rocks, the results suggested that it is less possible to develop the G. Pris- ca-enriched Kukersite-type source rocks in the major hydrocarbon source rocks in the Middle and Upper Ordovician strata in the Tarim Basin. However, the benthic macroalga and planktonic algae-enriched source rocks are the main contributors.     

塔里木盆地玉北地区中-下奥陶统碳酸盐岩成岩作用类型及演化

为恢复塔里木盆地玉北地区中?下奥陶统碳酸盐岩的成岩演化历史, 通过岩芯观察、薄片观察、地球化学分析等工作, 针对溶蚀作用、白云石化作用、硅化作用和破裂作用等开展研究, 并将成岩历史划分为4个阶段。由于海平面的波动, 地貌高部位在相对海平面较低时短暂地暴露在地表, 以颗粒结构为主的灰岩在沉积后不久发生准同生溶蚀作用, 形成顺层发育的溶洞及结构选择性溶孔等。主要发育于早成岩阶段的白云石化作用增强了岩石的抗压实压溶能力, 有利于孔洞的保存; 此外, 早成岩阶段的加里东中?晚期及海西早期构造运动导致裂缝较为发育, 但由于经历了复杂的压实及胶结作用过程, 裂缝多呈封闭或充填状态, 未形成有效的储集空间。中成岩阶段的热液活动以产出具波状消光和鞍形结构的白云石和黄铁矿为特征, 热液活动总体上较弱, 对先期形成的孔洞和裂缝具有轻微的充填破坏作用。晚成岩阶段的硅质流体及钙质流体活动部分地充填早期的孔洞, 在区域内对储层具有破坏作用; 晚成岩阶段的海西晚期及喜山期裂缝活动弱于早成岩阶段的裂缝活动, 但由于经历的成岩改造作用较弱, 这些晚期裂缝多为开启状态, 在喜山期油气调整阶段具有一定的输导和储集作用。     

Vegetational ecotype of the Gyirong Basin in Tibet, China and its response in stable carbon isotopes of mammal tooth enamel

Carbon isotope analysis of modern herbaceous plants in the Gyirong Basin (Tibet, China) indicates that although C3 plants are dominant, C4 plants rarely comprise of the vegetation in the area at 4000 m above sea level. The C4 plants discovered in the Gyirong Basin are Salsola nepalensis of Chenopodiaceae and Pennisetum flaccidum of Gramineae, affirming that C4 plants affected by high solar gain can be distributed at high altitude, which supports the opinion that some C4 plants can exist in areas of high elevation. Carbon isotope analysis of herbivore tooth enamel from the Gyirong Basin indicates that carbon isotopes of structural carbonate in biogenic apatite at high altitude still keep a stable enrichment relationship with those of plants in their diet. Carbon isotopes in tooth enamel are therefore an accurate proxy for vegetation ecotypes and should reflect climatic and environmental features.     

塔中地区油气资源评价

系统评价了塔里木盆地塔中地区的烃源岩,采用盆地数值模拟方法定量计算了塔中地区的生、排烃数量。研究表明,塔中地区的油气运移聚集主要发生于早古生代和晚古生代的几次构造运动期间,聚集的油气曾遭受过严重的破坏,塔中地区的构造演化对塔中地区的油气聚集起着至关重要的作用。寒武系和下奥陶统烃源岩生排油时间较早,因此对现今已发现的油藏贡献不大,而晚排出的天然气有利于聚集;中上奥陶统烃源岩生排油延续时间较长,对塔中的油气聚集有实质性的贡献。