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深水环境下等深流沉积研究已经过去50多年,在这50多年里虽然取得了一些成果,但对等深岩的形成机理和沉积环境研究较少。中扬子台地南侧早奥陶世沉积格局稳定,沉积相分区明显,由西北至东南依次为浅水碳酸盐岩台地、深水斜坡和盆地沉积区,整体上该区属于华南古大陆边缘带成熟阶段环境的一部分。该区不仅深水重力流沉积发育,而且深水等深流沉积也十分发育。对中扬子台地南侧下奥陶统等深岩丘进行研究,不仅可以丰富等深流沉积研究的内容,促进深水牵引流沉积研究的发展,而且对于等深岩的形成机理及重新认识等深流形成时该地区古地理、古气候和古大地构造条件等也有重大意义,同时对于寻找该地区沉积矿产尤其是油气的勘探具有重要的实际意义。
本文通过野外剖面实测、详细描述和碳氧同位素特征分析,对研究区形成等深岩的环流的特征、不同类型等深岩的形成环境有什么不同进行了探索。在野外地质工作的基础上,以现代沉积学理论和海洋学中关于等深流沉积的理论为指导,采取室内宏观与微观研究相结合、常规分析与先进的分析测试相结合的方法,对中扬子台地南侧下奥陶统等深岩丘实例进行重点解剖,深入研究其等深岩的类型及特征、沉积层序和纵横向分布规律,并通过对等深岩地化指标特征的测试结果分析,研究该区等深岩的形成机理及其形成时的古地形、古气候、古盐度等古环境条件。
通过野外剖面实测和详细研究,认为中扬子台地南侧下奥陶统盘家咀组为一套以灰色泥晶灰岩、粉屑灰岩、砂屑灰岩和生物屑灰岩为主的深水碳酸盐岩沉积,主要发育垂向降落沉积、重力流沉积和等深流沉积3种沉积类型。根据岩性特征可将该等深流沉积划分为灰泥等深岩、粉屑等深岩、砂屑等深岩、细砾屑等深岩和生物屑等深岩5种类型,其中灰泥等深岩尤为发育,砂屑等深岩、生物屑等深岩次之;并对其发育特征、碳氧同位素特征以及垂向层序进行了归纳总结。研究表明,研究区主要存在由单一灰泥等深岩、单一生物屑等深岩、单一砂屑等深岩、生物屑等深岩与灰泥等深岩、砂屑等深岩与灰泥等深岩组成的5种不完整等深岩层序和极少的完整等深岩层序。在剖面上,根据等深岩发育类型及程度,将盘家咀组划分为三部分,从第Ⅰ部分至第Ⅲ部分,等深岩沉积厚度所占比例呈增大趋势;结合区域沉积背景,认为该地区早奥陶世盘家咀组沉积期等深流活动的强度总体上呈由弱到强的变化规律。
为了研究该等深流沉积形成时的古环境,分别对研究区不同类型等深岩与原地沉积进行系统采样做碳氧同位素分析。研究表明,工区下奥陶统盘家咀组等深岩的613C值分布于-0.83‰~2.31‰,δ18O值的范围为-10.93‰~-9.54‰,Z值介于为120.82~127.14之间,T为16.98~24.81℃。与原地沉积相比,研究区等深岩的δ13C值、Z值、T值均较高,且随着等深岩的粒度增大,其δ13C值、Z值、T值均逐渐增高;表明等深流沉积环境与原地沉积完全不同,等深岩主要形成于高盐度的较深水环境中,且盐度、水温越高,越有助于高能等深流沉积物砂屑等深岩、生物屑等深岩的形成。等深岩层序的形成周期均表现为古盐度、古水温、海平面先增大后减小的周期性变化。
本文通过野外剖面实测、详细描述和碳氧同位素特征分析,对研究区形成等深岩的环流的特征、不同类型等深岩的形成环境有什么不同进行了探索。在野外地质工作的基础上,以现代沉积学理论和海洋学中关于等深流沉积的理论为指导,采取室内宏观与微观研究相结合、常规分析与先进的分析测试相结合的方法,对中扬子台地南侧下奥陶统等深岩丘实例进行重点解剖,深入研究其等深岩的类型及特征、沉积层序和纵横向分布规律,并通过对等深岩地化指标特征的测试结果分析,研究该区等深岩的形成机理及其形成时的古地形、古气候、古盐度等古环境条件。
通过野外剖面实测和详细研究,认为中扬子台地南侧下奥陶统盘家咀组为一套以灰色泥晶灰岩、粉屑灰岩、砂屑灰岩和生物屑灰岩为主的深水碳酸盐岩沉积,主要发育垂向降落沉积、重力流沉积和等深流沉积3种沉积类型。根据岩性特征可将该等深流沉积划分为灰泥等深岩、粉屑等深岩、砂屑等深岩、细砾屑等深岩和生物屑等深岩5种类型,其中灰泥等深岩尤为发育,砂屑等深岩、生物屑等深岩次之;并对其发育特征、碳氧同位素特征以及垂向层序进行了归纳总结。研究表明,研究区主要存在由单一灰泥等深岩、单一生物屑等深岩、单一砂屑等深岩、生物屑等深岩与灰泥等深岩、砂屑等深岩与灰泥等深岩组成的5种不完整等深岩层序和极少的完整等深岩层序。在剖面上,根据等深岩发育类型及程度,将盘家咀组划分为三部分,从第Ⅰ部分至第Ⅲ部分,等深岩沉积厚度所占比例呈增大趋势;结合区域沉积背景,认为该地区早奥陶世盘家咀组沉积期等深流活动的强度总体上呈由弱到强的变化规律。
为了研究该等深流沉积形成时的古环境,分别对研究区不同类型等深岩与原地沉积进行系统采样做碳氧同位素分析。研究表明,工区下奥陶统盘家咀组等深岩的613C值分布于-0.83‰~2.31‰,δ18O值的范围为-10.93‰~-9.54‰,Z值介于为120.82~127.14之间,T为16.98~24.81℃。与原地沉积相比,研究区等深岩的δ13C值、Z值、T值均较高,且随着等深岩的粒度增大,其δ13C值、Z值、T值均逐渐增高;表明等深流沉积环境与原地沉积完全不同,等深岩主要形成于高盐度的较深水环境中,且盐度、水温越高,越有助于高能等深流沉积物砂屑等深岩、生物屑等深岩的形成。等深岩层序的形成周期均表现为古盐度、古水温、海平面先增大后减小的周期性变化。