贵州从江南华系长安组沉积特征及地质意义

贵州从江位于我国南华系发育最完整的湘桂黔交界一带,长安组局部地区沉积厚度达1000多米,岩性为块状含砾泥质砂岩为主。通过对从江长安组地层沉积特征的研究,认为长安组块状合砾泥质砂岩中存在大量的水平层理、交错层理和递变层理,说明当时海洋Sturfian冰期在中国南方不发育,海水扰动强烈。     

华南南华纪南沱冰期海洋环境的沉积地球化学记录——来自黔东部南华系南沱组白云岩碳氧同位素和微量元素的证据

新元古代"雪球地球"事件代表地球经历的极端气候条件,对其后的大气和海洋氧化、生物地球化学循环和真核生物的演化都产生了深远的影响。然而同冰期化学沉积岩的缺乏,严重制约了对冰期海洋环境的了解。笔者等在贵州松桃地区一钻孔岩芯南华系南沱组中采集到一套同冰期白云岩,为南沱冰期海洋环境研究提供了理想材料。岩芯中白云岩层位于南沱组下部,夹持于两套杂砾岩、粉砂质泥岩组合中间,厚度1.61 m。偏光显微镜和扫描电镜观察表明岩性为微晶白云岩。采用Delta V Advantage稳定同位素质谱仪分析白云岩的碳、氧同位素,测定结果为:δ~(18)O_(V-PDB)在-16.97‰～-8.37‰之间,δ~(13)C_(V-PDB)在-9.68‰～-8.42‰之间,与冰期前后碳同位素组成对比,δ~(13)C_(V-PDB)具显著低负值特征。电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)微量元素分析结果表明:白云岩样品中铁、锰含量很高,铁含量的平均值约为92867×10~(-6),锰含量的平均值约为10644×10~(-6);Mn/Sr值较大,平均值约为26.89。综合碳、氧同位素的相关性及微量元素特征分析表明,南沱组同冰期白云岩碳同位素组成代表了原始的沉积记录。研究结果表明:①南沱组白云岩的出现反映了南沱冰期海洋中存在着开放的水体,这些开放水体为此时真核生物提供了重要的栖息场所。②南沱冰期海洋处于富铁缺氧的环境,白云岩中碳同位素低负值主要是甲烷厌氧氧化的结果。③同位素质量平衡计算表明,冰期海洋中较高比例的有机质埋藏和极其有限的大气-海洋气体交换导致了大气中氧浓度的升高。     

南华系建系问题探讨

南华系的研究与关于成冰系的研究配合不多,把南华系简单地理解为原震旦系下统,侧重于原震旦系下统底界年龄的测定,把国外给定的关于"成冰系"的起始年龄值(即850Ma)看得过重,忽略了它的不确定性。对于作为南华系主体的新元古代冰期地层的研究比较薄弱,与国际冰川沉积学研究水平差距大。为此,有必要根据界线层型剖面的要求开展建系工作,重点深入研究新元古代冰川沉积地层的基本特征,包括层序地层学、同位素地层学、磁性地层学、岩石地层学、化学地层学、生物地层学和年代地层学等,明确其内涵,寻找全球对比的界线标志。建议以贵州黎平肇兴剖面为代表开展候选层型剖面和层型点所需内容研究。     

峡东南华系南沱组底部冰川底碛沉积特征及其意义

峡东地区是我国原震旦系标准剖面所在地,该地区南沱组直接覆盖莲沱组之上,中间缺失下冰期和间冰期地层,究其原因尚不清楚.通过聚焦南沱组与莲沱组接触层位,利用现代冰川沉积物研究方法开展系统沉积学研究,结果表明:九龙湾周缘南沱组和莲沱组之间存在一层紫红色混合杂砾岩层,其内部砾石定向性、形态、磨圆、岩性以及显微构造与之上南沱组典...     

大兴安岭北部地区的南华系

莫尔道嘎镇等3幅1∶25万区域地质调查对原青白口系佳疙瘩组的含义进行了重新厘定。新厘定的佳疙瘩组剔除了原组内的石英岩、片岩和部分构造片岩,其岩石组合下部为片理化绢云母千枚岩、绢云母千枚岩、变质粉细砂岩等,上部为绢云母千枚岩、绢云母板岩、炭质板岩夹变安山岩、结晶灰岩。该组底部与古元古界兴华渡口岩群大理岩呈断层接触,顶部与震旦系额尔古纳河组结晶灰岩呈整合接触。在绢云母板岩、泥灰岩、细晶灰岩中采到大量微古植物:Lophosphaeridium,Lophominuscu-la,Trachysphaeridium和Symplasosphaeridium,在佳疙瘩组剖面中上部的变安山岩夹层中首次获得单颗粒锆石U-Pb蒸发法年龄723Ma±42Ma,证实了大兴安岭北部地区南华系的存在。     

峡东地区成冰系南沱组新认识

前人普遍认为峡东地区成冰系仅发育南沱组,缺失古城冰期和大塘坡间冰期相应地层。笔者发现峡东地区青林口剖面原先划定的南沱组包含上、下两套冰碛岩及之间的页岩夹含锰灰岩,应解体为古城组、大塘坡组和南沱组。本文在剖面实测的基础上,对比了青林口剖面含锰灰岩与长阳古城村剖面菱锰矿层的岩石学特征和稀土元素特征,分析了CIA、CIW和PIA等化学风化强度指标的垂向演化。结果表明,青林口剖面和古城村剖面成冰系均由两套冰期地层夹一套间冰期地层组成;青林口剖面大塘坡组含锰灰岩与古城村剖面大塘坡组菱锰矿具有相似的岩石学和稀土元素特征,指示两者应为同时期地质作用的产物;青林口剖面与古城村剖面大塘坡组在形成过程中所遭受的化学风化强度显著高于冰碛岩地层。因此,峡东青林口剖面成冰系包含成冰纪古城冰期、大塘坡间冰期及南沱冰期的沉积记录,为完整的成冰纪地层序列。     

华南"南华系"研究新进展--论南华系地层划分与对比

华南新元古代裂谷系由一系列地堑、地垒式次级盆地组成,裂谷系地层位于震旦系与四堡造山不整合面之间,区域上侧向延伸不连续,呈"楔状地层"展布.大量新的U-Pb同位素年龄资料表明,"楔状地层"下部(包括板溪群或与之相当的高涧群、芙蓉溪群、丹洲群、下江群、登山群、厉口群等)的底界年龄均小于或接近820Ma.因此,在华南四堡造山不整合面之上缺失了与华北青白口系相当的绝大部分地层(1000～820 Ma),这一结论与目前中国华南地层划分方案不同.由于820 Ma代表了华南新元古代裂谷系沉积超覆的"起点"年龄,且这一重要沉积事件的时间又与国际地层委员会新元古界三分方案中成冰系的底界年龄接近,因此,建议将华南新元古代裂谷系沉积超覆地层与四堡造山带变质岩系之间的不整合面作为"南华系"的底界面.     

华南埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组生物地层学研究的新进展

本文重点介绍华南地区埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组生物地层学研究的新进展:(1)贵州江口陡山沱组上部黑色页岩中发现保存完美的八辐射螺旋结构的埃迪卡拉型动物化石--八臂仙母虫,首次确立陡山沱组上部庙河生物群层位有埃迪卡拉型动物化石的存在,为该层位与澳大利亚典型埃迪卡拉动物群层位对比提供了重要证据.(2)陡山沱组第二段首次发现有饰天柱山藻,确立了陡山沱组中下部出现的以Tianzhushania属为特征的具刺疑源类下组合带,为同期地层的对比提供了新依据.(3)在峡东地区陡山沱组第三段发现以Tanarium属为特征的具刺疑源类上组合带,它们与断面呈圆形和方形的管状化石共生,层位稳定,分布广泛.这些新古生物的发现,不仅进一步完善了我国埃迪卡拉(震旦)系陡山沱组的生物地层序列,而且为解决全球埃迪卡拉系划分和对比提供了可靠的古生物依据.     

关于南华系底界年龄780Ma数值的讨论

南华系(成冰系)底界年龄近年来受到国内外的广泛关注。2013版《中国地层表》(试用稿)上采用的是780Ma。本文根据国内外关于南华系(成冰系)底界年龄的最新研究成果和进展,同时结合780Ma数值的依据进一步做了一些分析和讨论并指出这个数据的问题和不足。南华系(成冰系)底界年龄应该是～720Ma。     

辽北震旦系殷屯组层位归属及其区域对比问题探讨

辽北殷屯组分布于铁岭大甸子盆地西部,角度不整合于长城-蓟县系不同层位之上.该组以发育冰碛砾岩为其特征,相当于“南沱冰期”形成的产物,其岩性组合基本可以与鄂西峡东地区南华系南沱组对比.本文将殷屯组时代置于南华纪.     

新疆的南华系及我国南华系的几个地质问题--纪念恩师王曰伦先生诞辰一百周年

新疆的南华系广泛发育在库鲁克塔格、柯坪、西天山及塔里木西南部地区,以库鲁克塔格地区层序最为完整.本文作者对该区晚元古界的冰期划分提出了新的认识,认为该区新元古界共有四次冰川活动(共可划分为4个冰期和3个间冰期).其中南华系有三次冰川活动(三个冰期和两个间冰期)的沉积,自下而上为贝义西冰期(第一冰期)、照壁山间冰期(第一间冰期)、阿勒通沟冰期(第二冰期)、"黄羊沟间冰期(第二间冰期)"和特瑞爱肯冰期(第三冰期);另外属于震旦纪的还有,扎摩克提组、育肯沟组、水泉组(第三间冰期),汉格尔乔克冰期(第四冰期).作者认为我国南华系的时限应大体为680~850 Ma.在我国北方亦有南华纪的地层存在,如辽东的桥头组、长岭子组、营城子组等及山东东部的辅子夼组、马山组等,但迄今尚未发现有可靠的冰成岩的报道.华北地区的罗圈组、正目观组、红铁沟组的冰碛层均属于震旦纪末罗圈冰期的冰川活动,与汉格尔乔克冰期相当,并不相当于华南南华纪晚期的南沱冰期.     

鄂西走马地区南华纪大塘坡间冰期古气候研究

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积。本文研究了走马地区ZK701钻孔岩芯大塘坡组细碎屑岩样品元素地球化学特征,计算了化学蚀变指数(CIA)、化学风化作用指数(CIW)、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr等古气候代用指标,探讨了研究区源区南华纪间冰期的古气候演化过程,结果显示:源区古城冰期晚期气候寒冷干燥(两件样品CIA值分别为57.1和58.1),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于56.5~64.6,均值59.8),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润(CIA值介于69.8~78.8,均值75.5);CIW、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致。此外,对该钻孔大塘坡组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了658.1±2.6 Ma(MSWD=1.5,n=28)的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄,结合前人对扬子板块大塘坡组底部凝灰岩的同位素年代学研究成果认为,大塘坡间冰期早期(663~658 Ma),扬子板块上南华盆地内海冰虽已消融、但古陆物源区气候依然寒冷。该时期扬子板块"源、汇"两区气候条件可能不同步,其原因涉及深层次的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的耦合关系。     

伊犁科古琴山地区南华系沉积特征研究

西天山伊犁科古琴山地区出露较完整新元古代南华纪地层,自下而上为库鲁铁列克提组、吐拉苏组和别西巴斯套组,可划为两个冰期和一个间冰期沉积.下冰碛地层库鲁铁列克提组为一套冰碛砾岩、含砾凝灰岩组合.上冰碛地层别西巴斯套组岩性主要为冰碛砾岩、含砾凝灰质岩屑砂岩.两冰碛地层间间冰期沉积吐拉苏组主要为一套粉砂岩、细砂岩和凝灰岩沉积.通过岩相学分析,认为研究区南华系整体处于浅海陆棚环境,伴有冰川作用和火山活动.可划出冰川沉积相、海相和火山喷发相3种沉积相,其中冰川沉积相又可细划为基底冰碛岩亚相、冰前滨海亚相和冰筏海洋亚相.海相主要划为浅海碎屑沉积亚相和浅海碳酸盐岩亚相.     

萍乡东桥岩门寨组凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及南华冰期底界年代探讨

目前关于南华系底界年代存在早(780 Ma或760 Ma)、晚(725 Ma或720 Ma)两种不同观点。本文对萍乡东桥板溪期晚期岩门寨组顶部的凝灰岩进行了28颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄分析,由早至晚获得5组主要年龄,并分析探讨了各组年龄锆石形成的地质背景。第1组和第2组锆石均为继承性岩浆锆石,平均年龄分别为805.5±10.6 Ma和767.6±7.7Ma,分别与扬子东南缘810~800Ma期间的岛弧岩浆活动和板溪期中期760Ma前后的岩浆活动有关。第4组和第5组锆石为变质成因锆石,平均年龄分别为390.8±2.8 Ma和211.2±1.5 Ma,分别与加里东晚期和印支晚期的构造-热事件有关。第3组共11颗岩浆锆石的平均年龄为717.2±8.9 Ma,为凝灰岩的成岩年龄。该年龄为南华冰期底界720 Ma的年龄提供了约束。此外,本文讨论并提出前人在湘中碧溪获得的长安组下部760 Ma左右U-Pb年龄为继承性锆石年龄,且发现在误差范围内有50%锆石的年龄上限也为720 Ma左右,暗示成岩年龄实为720 Ma而非760 Ma。     

成冰纪全球冰期事件的环境效应研究进展

成冰纪全球冰期是地球历史上最极端的冰室气候事件,冰川作用波及赤道区域,全球可能都遭受了冰封,海洋广泛缺氧,生物演化进程迟滞。然而,冰期结束之后,大气氧浓度迅速升高,海洋发生逐步氧化,大型带刺疑源类和真核多细胞藻类在埃迪卡拉纪开始繁盛,出现最早的动物,地表生物圈发生了翻天覆地的变化。显然,成冰纪全球冰期事件是地球系统演化的重要转折。认识冰期的环境效应是认识埃迪卡拉纪生物演化的关键,也是打开地表宜居环境演化的钥匙。本文总结了近年来成冰纪全球冰期的气候假说、冰期沉积特征、海洋氧化还原条件及冰期后的大气与海洋环境剧变等方面的研究进展,简要分析了全球冰期研究中存在的问题,并对该领域未来研究提出了展望与建议。

     

桂北地区南华系沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

江南造山带西南部是扬子克拉通新元古代地层发育较完整的地区之一。其中,桂北地区的南华系地层自下而上依次为:长安组、富禄组、大塘坡组和黎家坡组,沉积厚度从几十米到几千米不等,总体趋势是西厚东薄。本文对长安组、富禄组、黎家坡组的5个样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试。其中长安组碎屑锆石U-Pb年龄存在一个峰值,峰值区间为724~972Ma之间,最年轻的年龄加权平均值为746±5Ma(n=19),指示南华系长安组沉积年龄可能介于746~780Ma之间;富禄组碎屑锆石U-Pb年龄有三个峰值,主峰为705~936Ma,两个次峰分别为1823~2163Ma和2241~2673Ma之间;黎家坡组下部121109-3样品的碎屑锆石主峰值为1966~2118Ma,两个次峰为724~921Ma和2221~2688Ma;中部121109-4样品碎屑锆石主峰值为1813~2192Ma,两个次峰为748~944Ma和2296~2726Ma;上部121109-5样品碎屑锆石主峰值为1984~2193Ma,两个次峰为653~1007Ma和2215~2675Ma。桂北地区南华系长安组、富禄组、黎家坡组5个样品的年龄峰值区间相近,但主峰和次峰有明显的区别,反映了三个组沉积地层主要物源可能来自不同的地区,并经历了不同的沉积环境。碎屑锆石年龄分布特征反映了在653~1007Ma之间扬子克拉通东南缘、江南造山带西南部的桂北地区有强烈的岩浆活动,可能与Rodinia超大陆的聚合和裂解事件有关,而1792~2261Ma的岩浆活动则与Columbia超大陆的聚合和裂解事件相对应,2298~2500Ma碎屑锆石年龄可能暗示在扬子克拉通南缘存在古元古代基底,少量大于2500Ma的锆石年龄表明在扬子克拉通南缘还存在太古宙基底物质。5个样品均缺少1100~1300Ma格林威尔造山时期的记录,说明江南造山带并非处在Rodinia超级大陆的中心。总之,扬子克拉通南缘及江南造山带西南部至少经历了三期强烈的构造-岩浆热事件,这三期事件在桂北地区的南华系沉积地层中均有非常清楚的记录。     

华南扬子陆块成冰纪冰川作用的启动时限及其全球对比*

江口冰期和南沱冰期是华南地区引人注目的2次成冰纪冰川事件,但其确切启动时间及其全球对比关系仍未有定论。为此,对桂北地区成冰系(南华系)长安组底部和南沱组底部冰成杂砾岩开展了碎屑锆石U-Pb年代学研究。长安组碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于958—717 Ma,显著峰值为720、753、805及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为719.6±6.1 Ma,可解释为长安组最大沉积年龄;南沱组碎屑锆石U-Pb 年龄集中分布于987—649 Ma,显著峰值为650、720、753、779、803、823及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为649.3±6.2 Ma,可解释为南沱组最大沉积年龄。结合已发表的相关年龄数据可知,江口冰期很可能启动于ca.715 Ma,与塔里木、阿拉伯—努比亚、劳伦等陆块的Sturtian冰川作用高度同步;南沱冰期的启动应晚于650 Ma,与西伯利亚、澳大利亚、劳伦等陆块的Marinoan冰川作用基本同步。另外,碎屑锆石U-Pb年龄谱与CL图像显示,长安组和南沱组的物质来源主要为下伏新元古界岩浆—沉积记录,揭示出冰川对下伏地层的强烈刨蚀作用和华南新元古代幕式构造岩浆热事件。扬子陆块成冰纪冰川刨蚀作用可能与Rodinia 超大陆“裂离”有关的强烈伸展活动存在联系,并可能持续至Marinoan 冰期结束。     

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究.沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程.而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近.因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束.     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长8、长6油层组 的沉积体系与物源方向

野外露头剖面的岩石学与岩相组合,沉积特征与相标志,古流向测定,室内砂岩的骨架矿物、重矿物组合及其平面分布规律的研究结果表明：鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长8油层组是以线状或点状物源为特征的一套近源快速堆积的冲积扇与扇三角洲沉积体系,形成于盆地由快速拗陷转入逆冲负荷沉降期间。长8沉积期盆地西南部的古水流与物源主要来自盆地西南方向,其次为西北和东南方向。长6油层组沉积期,盆地内部底床下沉作用减缓,湖盆开始收缩,湖盆西岸除北部有少量扇三角洲沉积外,主要为辫状河三角洲沉积：而盆地东北部与东部的沉积作用大大加强,致使在盆地东部形成一系列大型曲流河三角洲沉积体系,至盆地西南部相变为半深湖-深湖相与浊流相沉积。长6沉积期古水流除来自西南、西北和东南方向外．还有来自北东和正东方向的次要物源,它们在盆地西南部悦乐-玄马-板桥-固城-合水-带汇合,使该地带成为混合物源区。     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长8、长6油层组的沉积体系与物源方向

野外露头剖面的岩石学与岩相组合,沉积特征与相标志,古流向测定,室内砂岩的骨架矿物、重矿物组合及其平面分布规律的研究结果表明：鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长8油层组是以线状或点状物源为特征的一套近源快速堆积的冲积扇与扇三角洲沉积体系,形成于盆地由快速拗陷转入逆冲负荷沉降期间。长8沉积期盆地西南部的古水流与物源主要来自盆地西南方向,其次为西北和东南方向。长6油层组沉积期,盆地内部底床下沉作用减缓,湖盆开始收缩,湖盆西岸除北部有少量扇三角洲沉积外,主要为辫状河三角洲沉积：而盆地东北部与东部的沉积作用大大加强,致使在盆地东部形成一系列大型曲流河三角洲沉积体系,至盆地西南部相变为半深湖-深湖相与浊流相沉积。长6沉积期古水流除来自西南、西北和东南方向外．还有来自北东和正东方向的次要物源,它们在盆地西南部悦乐-玄马-板桥-固城-合水-带汇合,使该地带成为混合物源区。