【摘 要】
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大陆边缘广泛分布着以甲烷为主的海底冷泉渗漏活动,因其与环境、生物和能源等方面息息相关而备受关注。这种流体活动通过一系列生物地球化学过程在海底形成了具有独特地化信息的冷泉碳酸盐岩,其作为冷泉活动最主要的产物之一,记录了与甲烷相关的生物地化反应,是研究地质历史时期渗漏流体的特殊性质和演化历史最好的载体。本文以西藏申扎地区下二叠统昂杰组的冷泉碳酸盐岩为研究对象,对其流体来源、沉积环境及微量元素富集机制进
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大陆边缘广泛分布着以甲烷为主的海底冷泉渗漏活动,因其与环境、生物和能源等方面息息相关而备受关注。这种流体活动通过一系列生物地球化学过程在海底形成了具有独特地化信息的冷泉碳酸盐岩,其作为冷泉活动最主要的产物之一,记录了与甲烷相关的生物地化反应,是研究地质历史时期渗漏流体的特殊性质和演化历史最好的载体。本文以西藏申扎地区下二叠统昂杰组的冷泉碳酸盐岩为研究对象,对其流体来源、沉积环境及微量元素富集机制进行分析。申扎剖面冷泉碳酸盐岩多以结核状包裹于围岩页岩中,周围可见钙质砂岩和海相碳酸盐岩,为了探究研究区冷泉碳酸盐岩的地球化学特征是否受到周围环境的影响,本文通过碳氧同位素、主微量元素手段对申扎地区冷泉碳酸盐岩及同层位的钙质砂岩、海相碳酸盐岩及页岩的流体来源、沉积环境及微量元素富集机制进行综合分析及对比,试图揭示申扎地区冷泉碳酸盐岩的形成机制和影响因素。西藏申扎地区下二叠统昂杰组冷泉碳酸盐岩的碳同位素值平均为-18.6‰,指示其碳源主要为热成因甲烷;正常海相碳酸盐岩可代表当时海水碳的同位素特征,碳同位素值平均为4.4‰,由于冷泉碳酸盐岩的碳同位素较热成因甲烷为碳源的碳同位素略微偏正,认为其碳源可能受到周围海水的影响;钙质砂岩的碳同位素值平均为-4.7‰,认为其碳源可能为有机质混合海水。西藏申扎地区下二叠统昂杰组冷泉碳酸盐岩稀土元素总体含量较高,其配分模式显示中稀土富集,轻重稀土亏损,Ce负异常,指示了弱氧化环境;海相碳酸盐岩的稀土元素配分模式呈轻稀土亏损,中稀土轻微富集的特点,Ce负异常,指示其形成于氧化环境;页岩的稀土元素配分模式总体较为平缓,Ce异常值呈弱负异常,另其U/Th值平均为0.09,V/Cr值平均为1.20,Ni/Co值平均为3.25,均指示其沉积环境为氧化环境;钙质砂岩的稀土元素总量较冷泉碳酸盐岩来说相对偏低,配分模式呈“钟型”特征,中稀土富集,轻重稀土亏损,Ce异常偏负,指示了弱氧化的沉积环境。冷泉碳酸盐岩、钙质砂岩及海相碳酸盐岩的稀土元素配分模式较为相似,均呈中稀土富集的特征,表明冷泉碳酸盐岩的稀土元素可能受到海相碳酸盐岩和钙质砂岩的影响;冷泉碳酸盐岩与页岩的稀土元素配分模式相差较大,显示其稀土元素几乎没有受到页岩的影响。根据元素富集系数可知微量元素（U、Th、Ni、V、Cd、Co、Zn）多在冷泉碳酸盐岩中富集,在围岩页岩中轻微亏损。由于铁元素和微量元素相关性较差,排除了铁锰穿梭作用携带微量元素进入冷泉碳酸盐岩的影响;同一微量元素在冷泉碳酸盐岩和页岩中的相关性较差,排除了页岩对冷泉碳酸盐岩微量元素富集的影响,表明冷泉碳酸盐岩的微量元素可能由下部流体携带而来。
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