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The origin and geochemical characteristics of Upper Sinain-Lower Cambrian black shales in western Hunan

Authors:
第 18卷 第 1期 
年 3  岩石矿物 
ACTA  ETROLO G ICA  杂 志 
ET  M INERALOGIA 
o【 1.No  1 
Mox..199 
 西  。 
球 化 学特 征 意 义 
其 英 
北 京大 学地 质 学 系 ,北 京    中 国科 学 院地 质 研 究所 ,北 京   
词 里       
提 要 本文采 ̄ MSMS硫分位素物相分析方法合研了湘 
西晚震旦世早寒武岩系的地球化学特征和形成条件。湘西黑色岩系以富有机质为特 
征 ,来 楫 为蔫 苗 类 生 物 ,形 成 于 缺氧 环 境。 缺 氧 标志 包 括 有 机 碳 、黄 铁 矿 吉 量 、硫 同 位 素 、稀 土 
素 的 分 布 、 Op和生 物 标 志 物 等 参 散。 在 黑 色 页 岩 中 富 集 v、NiMo等 微 量 元 素 井 在 局 
地区形成具有工业价值的矿床。研究认为,生物 有机质对一些元素的吸收、络合作用是黑色 
系中富集多种元素的主要原因。稀土元素的分布和硫同位素的组成表明湘西黑色岩系形成于 
氧 的 陆 架边 缘 浅 海环 境 海 底 热液 活 动 为其 提 供 了丰 富 的 物质 来 源 。 
国 内一 些学 者使 用黑 色 页来 指 颜色 较深 、有 机 的 细 粒沉 积 岩 -  
将 黑岩 与富 有质 和 沥 青质 页岩 相 混使 用 J范 德 廉首 次 使 用 了黑 色 岩 系的 概 念 
色岩系是沉积地壳中广泛存在的一种岩石组合类是海相富有机质细粒沉积岩的总称 
包括 颜 色为 黑色 的各 种 页岩 硅 质岩 、岩 以少 量碳 酸盐 、沉 积碑 块岩 重 晶石 岩 ,一 
缺氧或无氧的水底形成的具有一定沉积学生态学和地球化学特征的黑色细粒泥岩 
然 而 有 些 沉 积 在 缺 限 制 环 境 的 细 粒 沉 积 岩 不 富 有 机 质 一 些 学 
者 建 议 有 机 质 的 富集 程 度 不 宜 用 来 定 义 黑 色 岩  于 黑 岩 系 的 成 因 一 直 是 有 争 
议的问题。近年来耐黑色岩系型矿床的研究极大地促进 了对其成 因的研究 ,但 由于黑色岩 
因 涉及 诸 多方 面素 ,许 多问题 仍 未得 到 完善 解 决 ,对 缺氧 事 件 的起 因 、机 质 
保存转化条件以及形成于不 同背景条件下 的黑色岩系的特征等问题 ,尚缺乏足够的认识。 
色岩系的沉积结构较为简单 ,而地球 化学特征典型 ,是黑色岩系成因研究的主要途径。我 
国南 方 广泛 分布 有晚 震世 、寒 武世 的 黑色 岩 系 不 仅 赋存 有 大 一超 大 规模 的 重 
石 、石 煤矿 床 ,且 还存 有见 的 —Mo—P d的 富集 , 
成 矿 序 列 较 清 楚 其 地 化 学 性 已 进 行 了很 的 研 究 [ 目 前 , 湘 西 黑 色 
成 因 主要在 以 下不 同的 认 识 : 热 卤水 火 山 物质 和 地 外物 质模 式 _  副;  
热泉或其他陆源等未定型模式_ ;③ 海相热水成因的多阶段模式0。本文将通过对湘西 
黑色岩系的地化学特征的综合研究 ,来撵讨其成 因。 
奉 文为 国 家 自然 科学 基 盘 重点 赍助 ] 
第 一作 者 朝 东 男 ,5年生 ,博 士后 沉积 岩 石和 地 球化 学专 业 。 
穑 日 期 — 2改 回 日期 一 1— 2 
李 牲 荣 ,湘 聍 地 区下 寒 武黑 色 岩 系盘 韫 铂族 元 素 地球 化 学 .中 国科 学 院地 球 化 学研 究 所博 士后 论 文 . 
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期  朝 东 等 :湘 西黑 色 岩 系地 球 化 学 特征 和 戚 因 意义   
样 品 的 般 特 
西晚震旦世世黑色岩系主要由黑色页岩硅质页岩、硅质岩、粉砂岩、块岩 
岩 等 组 。 黑 色 颜 色 随 着 分 的 变 化 特 别 是 碳 质 钙 质 和 硅 质 成 分 化 而 
呈深灰色、浅灰色 。具 纹理或致密块状 ,断 口均匀或参差状。硅质含量较低时 ,硬度变小 , 
匀性变差。主要矿物成分为石英 、伊利石 和黄铁矿以及有机 质 ,外还有极少 量重晶石 、磷 
灰 石 和 方 石 ( 。 有 机 质 含 量 变 化 较 % ~ 8%之 间 。 根 据 有 机 碳  
粘 士矿 物 和石 英 等 主要 矿 物 的 含 量 将黑 色 岩 系 划 分为 硅 质 页 岩 (  <% , 英 一 般 为 
% ~7硅 质岩 (石 英 %)和 富 碳硅 质 页 岩 ( % ~ 5% ,英 一 般 为 % ~ 
% )石 煤 ( % ,石 英般 为 % ~%)磷 块 岩重 晶石 岩 。样 品 采 自湖 南新 晃 
和怀化两条剖面 
湘 西 一旦 寡 武 系纛 色 岩 累有 机 碳 古量 % ) x 射 线衍 射 翁 果 (% ) 
Ta   Or   X-  “ 】  Cam b    
 ⅡH  
  叫  牯 土矿 物  英  钾 长 石  钠 长 石  方 解 氯 碡 灰石 黄羲 矿  重 晶 石 
岩 1  2   3      
硅 质 页 岩              2. 
硅 质 页 岩            
煤  1      6     
磷 结 棱     1       
煤  1 5  I   3     6. 
晶 石         
磷 块 岩              
硅 质 页 岩           
岩 0   3  8        
硅 质 页 岩             
硅 质 页 岩            
硅 质 页 岩      1       
表 中热 据 由石 油 天 然气 总公 司 石油 勘 撵开 发科 学 研 究院 宴 验 中心 牟乃 董林 西生  试 
2 微量元素地球化学特征 
中含 伴 生元 素 较多 ( 有 一定 利 用 价值 的 元 素包 括钒 、镉 、铀 、钇 、镓 、 
锌 、钼 、镍 、钜 、铂 、金 、 钪 、硒 、钻 、铜 、磷 、钛 和 铊等 共 0余 种_ 这 些伴 生 元素 除 钒 、镉 
呈较大面积分布外 ,其它均为局部富集 ,呈点状分 布。对于多数微 量元素来说 ,它们主要 以 
化物黄铁矿吸附和有机质络合物的形式存在富集程度与黑色岩形成的缺氧条件有直 
接 关 系 。 
镍 、钼 等元 素 是湘 西色 岩 系重 要征 ,主要 富 集 区分 布 在湖 南 古 丈一 带 ,发 育 于 
底 部 ,层位 较 稳 但 厚 度 小 ,化 大 。含 量 在石 煤 中一 般 大 2×1钼 含 量 
_  西    砌  扎  
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岩 石 矿 物 学 杂 志  8卷 
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  朝 东 等 :湘西 黑 色岩 系 地 球化 学 特 征 和 成 因意 义   
×一 ,低 于 一1标值 l 。 钒吉 量达 工业 品位 的地 区主 要布 在南 古 
岳 、沅 靖 叙 绥 和 贵 州 的 松 桃 等 地 层 与 石 煤 层 数 度 基 本 一 致 或 层 位 稍 高 。 在 怀 化 
和 贡 溪 剖 面 中 吉 钒 层 位 与 磷 块 岩 和 石 煤 一 致  o5 量 一 般 ~0% ,在 磷 结 
达 6×1磷 块岩 中 为 3×1  煤 中 ~2×  碳 
岩 中量 一 般较 低 ,    。 Mo现 代洋 环 境 中含 量较 高 的 元 
可 达 0×1    ,在 黑 色 页 岩 中 也 常 为 富 集 在 湘 西 石 中 可 达 7×1  井 与 有 机  
呈 明显 正相 关关 系 。M0 常 可吸 附于 腐殖 物质 中 ,一 部分 在成 岩期 也 可转 化 为硫 化 
物 或 结 合 在 黄 铁 矿 中 存 在 。 
钒和镍的地球化学行为较为 相近,但 它们之 间的细微差 别却可 以反映 古环境 的变化。 
钒 可 以通过 被囊 动 物 富 是 被 囊 动物 是 以 固 着方 式 生 存 的 , 缺 氧 的 
黑色岩系形成环境中生存 ,然 而钒、镍却可以在于酪根 中以卟啉化台物的形式存在 。在 
相沉积环境及的还原条件下卟啉络合物 的相对稳定性较而镍的活性不受氧 
还 原件 的 限制 ,但 在 缺氧条 件 下 ,常 可形 成镍 的 硫化 物 ,此 在 缺 氧条 件下 常 造成 千 酪 
根 中 V/Ni+V)大 于 湘 西上 震 旦 寒 武 统 的 Ni+V)值 变 化 明显 (  
而 ,埋 藏 成岩 作用 过 程 中 被还 原 成 的  易 被 粘 土 矿 物吸 附 因 此 ,全 岩分 析 样 品 的 
Ni+v)值会 有所 变 化。 对 Nio和 P来 源在 不 同认     
认 为 它来 地 外 物 质 , 川 认 为 与 深大 断 裂 有 关 , 热 泉 同 生 沉 积 的结 
从区域资料看 .第二种可能性 较大。 
镉 在 湘 西 桃 源 、沅 陵 一 带 比 较 富 集 含 量 0~4×10- 。 镉 是 沉 岩 改 
造富集元素 ,可呈方硫镉矿存在于富碳硅质 岩中。有机碳 、粘 土矿物和 硅的吉量与钒 、 
富 集 程 度 呈 正 相 关 关 系 。 在 区 域 上 一 般 钒 矿 富 集 区 镉 矿 不 一 定 富 集 但 镉 矿 密 集 区 ,通 常 
钒 矿 富 集 的 地 区 。 
锶与钡具有一定的相关关系大部分锶集分布酸盐中在重晶石中的吉量也明显 
湘 西地 区 a值 一 般 仅 左 右 ,它 可能 与两 方 面有 关 ,是 有 壳 生 
该 时期 尚 不发 育 ,锶 的生 物作 用 较 弱 ,是 可 能此 时 的洋 壳拉 张作 用 致 使底 热 液 活 
供了丰富的钡的来源 
从 黑 色 岩 U/ 系 图 ( 可 以 看 出 晶 石 岩 、磷 块 岩 和 石 煤 中 的 U/Th值 大 部 
甚 至接 近 表 明热 液动 的 影 响强 或 由热 液提 供 物 潦而 其 他样 品 多接 
常 远沉 积 的特 赶 ,另 一特 点 是这 些 样 品 多是 蹄 塘 组 靠近 底 部 的 样 品说 明 
期 热活 动 明显 。分 布 在 I区围 内样 品也 多是 上 寒统 的 样 品。 u 和 Th的相 互 关 
可 以来 指 明缺 氧条 件 , —T3值代 表 白生 铀的 相吉 量  可 以 建立 如 下系 
式 : 
U  
表 明环 境 , <1说 明 为正 常 的海 水 环 境。 在湘 西 地 区 ,u 值 多分 布 在 
~ 19范 围 内 。 
是 黑色 页岩 常富 集元 素 之一 一 般 × 的硫 化 物 的溶 
在 强 的原 条 件 锰 可 以作 为黄 铁矿 的微 量 元的 形 式存 在 。 在一 些 情 
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岩 石 矿 物 学 杂 志  卷 
宝 
一  
 Ti  
  湘西 地 区 黑 色岩 系中 各 类 岩石 h关系 图 
Fi  1   m        we Hu 
黑 色页 岩 ;2一 碑 块岩 ;3一 石 煤 ;4一 重晶 石 {5一 硅 质岩 { 
一 正洋 ;Ⅱ一太平 洋隆起 沉积物 ;珊一古热 水喷 ̄ (据参 考文 
况下可溶 的锰在缺 氧的硫酸盐还原条件下可形成碳酸锰。 因此 ,积界面经常变动的氧化 
还原条件可造成碳酸锰与黑色页岩相共 生,甚至 以互层形式存 在。在雒 山陀 组底部 的 
系 中有 含 锰碳 酸层 的布 。 
土 元 素 的地 球 化 学 特 征 
黑色 岩 系不 同 类岩 石 的稀 土 元素 的含 量 变 化很 大 , 晶 石最 低 , ×1 
次 之 , ×1   量 较 高 , ×1  磷 块 岩为 最 
高 , ×1  。 总体 特 点是 以轻 稀 土元 素含 量 最 高 ,土 元素 次 之 ,重 稀土 
元素最低以轻稀土元素 稀土元素重稀素三部分的分配相差不大为特征 在三角 
中分 布 比较 集 中图 2块 岩 比较 接近 海 水 中土 元 素配 特 点 ,则 更 接 近 于 
物 的平 均  
块 岩稀 土元 素量 明高 于 均 值 分 型 式 呈 中稀 土元 素显 富 集 的 
开 阔状 形 态 线较 为缓 ,铈 负异 常。 这稀 土 元 素配 分 型式 ,  
灰石土元素的配分型式相类似L ,明稀土元素 的分布主要 由磷灰石 的结晶化学 所控 
制 ,帽 状稀 土元 素配 分式 与生 物直 接或 间参 与关 。 
稀 土元 素 配 分 曲线 为稀 土 元 素度 富 集 型 ( h     ~ 3 
之间。轻稀土元素的对富集是由于藻类生物对 LE吸附作用的结果,与显徽镜下结 
果 相 一 致 。 铈 在 曲 线 上 略 呈 “ 负 异 常  品 略 具 铕 正 异 常 (u=1 
黑 色岩 的配 分 曲线 较石 煤 的分布 型式 更平 缓 ( 曲 线率 很低 ,  
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1期  吴 朝 东等 :湘 西 黑色 岩 系 地球 化 学特 征 和 戚 因意 义 
● 1 0  3 口 4   
湘 西 黑 色 岩 系稀 土 元 素相 对 含 量 三组 分 圉 
g.  Thmp   E     
  we  
- 篇 色 页岩 }- 碑 块 岩 ;- 石 煤 ;一 重 晶 石 ;一 硅 质 岩 } 
悔 水 ;b-太洋 沉 积物 ;c沉 积 物平 均 
之 间 。 轻 稀 土 元  
和 中 稀 土 元 素  
4~  76 之 
 分 馏 异 常 小 中 稀 土 元  
素 和 重 土 元 素 分 馏 不 
显 ,  
8 之 问 。 反 了 正 
常海相沉积物点。 
重 晶 石 和 硅 质 以 稀 
素总量较低为特征 
般 在 1~5 之 
间 ,具 铈 常 和 铕 正 异 
e 和 u 分  4为 
8~0.7 和 2 ~ 
可 能 反 映 
了受 热 源 影 响和 比碳 质 页 
成 于 游 离 氧 稍 的 环 
境 。 硅 质 岩 曲 线 斜 率  
  小 曲 线 形  
近 于 平 坦 型 , 由 于 
丰 度 低 ,而 与 浮 游 生 
式 很 接 近 ,说 明 
了黑色页岩中的有机质与含硅类 的生物有关 。 
亏损是正常海相沉积物的特征。湘西黑色岩系中石煤铈异常非常不明显明其形 
厌 氧环 境 。而质 岩磷 块 岩 的铈 异常 分  3和 ~0 映 在正 
常海 相 环境 中 与类 的生 长 和繁 殖 有 也 可 能磷 块 岩 形 期 的上 升 洋 流 有关 。 
_  究 美 西 海 岸 加 里 福 尼 亚 侏 罗 一 白垩 系 硅 质 岩 色 页 岩 后 认 洋 中 脊 大 洋 盆 
地 、大 陆边 缘环 境 中 C 值分 别 为  9~1铈 负异 常 逐渐 不 明显 ,从 大 
地 至滨 海沉 积物 中土 元素 的化 规律 为 量 降 集 及 
铈 亏损 逐 渐不 明显 。湘 西黑 色 岩 系的 C 值 变化 范 围 ~0 均 值  因 
表明湘西黑色岩系是在靠近大陆边缘的浅海环境下形成的。 
机 地 球 化 学 特 征 
统 、下 寒武统黑色岩系中的有机物来源主要为 富类脂物的浮游植物和菌类 ,不可 
溶组分以矿物沥青为主 ,属腐泥型有机质 。在电镜扫描下,还可见到 絮状腐 泥组分以及藻类 
体 ,但 成 熟度 较高 ,化 强烈 。黑 色系 中仿 沥青 “A”小 于  % ,饱 和 烃  
 %、 % ~7% 、 青 质 % ,饱 
和 烃 > 芳 烃 (  
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岩 石 矿 物 学 杂 志  卷 
和 
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0. 
 
  c  P    S    Gd    D  H  m    L 
肆 块 岩 黑色 硅 履    ̄ o- 
匝 3 西 色 岩幕稀 土元素配 分线 (美 页据 I自参考 文献 [ 
Fig.3  Ch REE  ̄ 。 b     t盯I   
西 ■岩 慕蕾 仿蕊 青。 组 成 
Ta   Th      M om  Ⅲ Tn ” 
  siwetHann  
表 中数据由石袖 天然气总公 司石袖 曲探开筮科学 研究院安 验中心李拇 砖、王升彤  试。 
湘西黑色岩系正构烷烃一般在 形 成主峰.反映低等植物藻类 的特点,值 为 1 
为 过 成熟 的特 点 ,也 反 映 了物 源 的变 化 ,贡 溪煤 层 的 较 高 (  
高达 5明 了藻类的特点 ,与镜见到富 的藻类相一样品 
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期  朝 东 等 :湘西 黑 色 岩 系 地球 化 学 特征 和 成 园意 义   
水 变 底 牵 引的 发以 及陆 架盆 地 的物 源补 充有 关 。h小 于 1和近 于  
现 了色 岩系 形成 时原 环境 特点 。般 而 热 成熟 度也 会 h值 ,  
熟 度增 加 而升 高低 。 
三 环 萜 烷 的 分 布 较 为 普 遍  H)H) 型 的 三 环 萜 烷 占优 势 以 
上 的 含 量 很 低 。 所 测 样 品 除 G】  环 萜 烷 组 成 V” 形 分 即 相 对 丰 
 < c >c。 丰 富 三 环 萜 烷 类 化 合 物 可 能 由 于 原 始 母 质 中 丰 富 的 藻 类 物 质 献 
尤 以 G 石 煤 为典 型。 三环 萜与 环 境很 强 的依关 系 ,较 强还 原 环境 有 
利于藻类母质的发育和三环萜烷的保存。三环萜烷 /H)藿烷 比值主要用来 比较细菌 
脂 体 (三 环萜 烷 )源 于不 同核 生 物 的物 标 志物 (藿 烷 )。 湘西 地 区 三萜 烷 / 
一藿烷 比值 范 围为 0-0石 煤 的含 量 较 高 ,反 映藻 类母 源 的特 点 。管 该 
地 区震 旦 寒 武 系 的藻 类很 发 有 的 样 品呈 藻席 状 ,细 菌也 发 育 , 三 环 萜烷 /C藿 
比值 ~0明 与三 环烷 有联 系的 藻类 该 时期 的要 藻 类不 同 
■ 色岩 暴 正 构烷 烃 综 合 参数 衰 
   Co me       
重排 甾 由重 排 甾 烯 在 酸性 、氧 化 的 积 环境 演 化 而 重 排 甾  a甾 
R 比高 表 明沉积 岩含 粘土 _ 。湘 西 黑色 岩 系 偏 低 , ~O多 数为 
2左右 ,重 排 甾烷 /烷 比值 也较 低 ,般 在 0-08之 间 ,共 同指 明 了氧 环境 。 
甾烷 被认 为 主要 来 自浮游 生 物 ,  烷 则主 要 来 自植 物生 源 _  。 由 于 泥盆 
以 前 缺 乏 陆 生 植 以 无 法 解 释 泥 盆 纪 以 前 岩 石 和 原 油 甾 烷 。 Grm _ 曾 
阿曼南部前寒武系甾烷的来源归因于藻类湘西黑色岩系 C含量相对较高,一般在 
左 右 a甾 烷 a甾 烷 比 值 也 偏 高 ,一 般 为  
因 此 湘 西 黑 色 岩 系 的 来 源 可 能 与 震 旦 寒 武 纪 的 藻 类 有 关 。 
西地 区则 甾烷 /H)一藿 烷 比 ~1  Dl均 太 1和 G接 近  
特 征规 则 甾H)一藿烷 比反 映核 生物 (主 要是 藻 类 和高 等植 物 )原 核 生 
细 菌 )源 岩 的献 。一 般情 况 量 的 甾烷 以 及 高的 甾 比值 (似 乎 要 来 
游 或底 栖 类物 的海 相有 机 质 特征  。相 反 , 甾烷 和低 的 甾 比值 主 要指 
示陆源和(或)微生物改造过的有机质E 
一重 排 藿 烷 与 氧 化 富 含 粘 土 的 沉 积 环 境 有 关 在 偏 碱 原 条 件 下 一 
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岩 石 矿 物 学 杂 志  8卷 
利 于重 排藿 烷 的形湘 西黑 色岩 系 中 H)重 排 藿烷 /一30一降 新藿 烷 
比值 的 变化 范 围 8之间 ,贡 溪 的石 煤值 最 高 ,反 映 了石 煤 的 富含 陆 源粘 土 并 
较黑色岩系形成水体相对较浅的环境。 
Mowa 认 为 m+T比 值 的变 化可 能沉 积 相 的控制 ,其 沉 积环 境 的  
值 较时 .m+值 增 加 ,而 当 h较 高 m +T值 则 降 低湘 西 地 区石 煤 
m +T值 较 而 深 海泥 岩 相 对 较 高 ,  说 明 石 煤形 成 环 境 的  
值 要深 海泥 岩 的成 条。 太边 重 晶石 岩 Ts+T值 较 可 能反 应 了 h较 
的 环 境 背 景 。 
在样 品 中检 测出 的芳 烃主 要荣 、菲 、 茄 、联 苯 芴 、硫 芴 、 荧 蒽 等  
基 取代 基系 物成 ,外 还有 一定 含量 的 苯并 荧 蒽 、并 芘 、苯 并 噻吩 、苯 并蒽 ,体 具 
有高 菲 含 量 (% ~  样 品 中 占 2% 之 外 )高 荧 蒽 (% ~ 
高 芘 、琉 芴低 萘 的特点 (  
湘 西黑 色岩 积 环境 球 化学 参 数 
   Gehem i    ̄e diy nvnm  bl ha  wen H nan 
UM  三 持格 对 音量 ( 
样 品    *      氧葛    
 01  0.31  61     0 1     0.   0    931   52 
Dl   01  0   2.  1.  0    07  0.     0.48  8.49   0 
    1  0 8  0.   o6    3.24      1  681 3 0 
     0    0.               0  
GI         8  0   0       05        38  1  
GI   01  0   6  0 8  0.   01         21   87 0  
  0.0o24      20  O   0    0           9 99  4 8 
  27  0.  2 9  2 6  0 29   1   0  0.   9   57    
*SUM =( +甲 基 荸异 柯之 和作 为各 芳 烃化 台 暂 音量 的参 比值 
西 黑岩 系烯 含较 高 ,烯 / 值 为  反 映 了较 强 的藻 类 和 细菌 
特 征 与 下 扬 子 区 黑 色 页 岩 的 芳 烃 分 布 相 一 致 。 姜 乃 人 通 通 过 对 下 扬 子 页 
岩干酷根热解物色质测定证明惹烯确实是该地层的产物并非由其它地层惹烯运移进 
惹 烯 可来 源于 晚 震旦 世 、早 寒 武 的藻 类 和 细菌 。 湘西 黑 色 岩系 中藻 类 非 常 
火山喷发热或岩浆活动热的作用下常可形成多环芳致使芘 苯并芘苯 
荧 蒽芳 烃含 量增 高 
三芴系列(芴、硫芴)相对比可作为黑色岩系形成环指标表 5。湘西地 
含 量 比值 普 遍 0.明 沉积 环 境 具有 还 原性 离 子 取代 芴 结 构 
的 9位碳 原 子 ,成 丰的 含芳 烃 。因苯 并 噻 吩及 基 二 苯 吩 的 含与 沉 积 时 
期水的矿化度 ,特别 是 s一的浓度 有关。s一的浓高 ,为磷酸盐 还菌 提供存 
件 ,同 时也 有更 多 的噻 吩类 化合 物 产生 。 
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  朝 东 等 :湘西 黑 色 岩 系 地球 化 学 特 征 和成 因 意 义   
硫 和 位 素 
的 不 同 形 态 组 成 和 同 位 索 分 析 对 研 究 黑 色 岩 系 的 生 成 环 境 与 成 具 有 重 要 意 义 。 黑 
色岩系的黄铁矿或呈莓球状或呈细粒状并顺层理分布现了至少是早期成岩阶段产物 
征。仅有少量粒粗而密集略有晶形或胶团状并挤压纹的现象在测试过中已被 
剔 除色 岩系 各态 硫 含量 的结 果列 于 其 中有 机 硫 是用 有 机碳 含 量 校正 后所 得 的 
占纯 有机 质 中的 百 比。磷 块 岩 、重 晶 中有 机 硫 少 ,  C 却 高 于其 他 岩 石类 型 。 
石煤磷块岩中黄铁矿可溶性硫酸盐硫含量一般较高。硅质岩可溶性硫酸盐和黄铁矿一般 
低 。重 晶石 中 可溶 性硫 酸 盐含 量低 ,说 明与 黑 色岩 系中 的藻 类作 用 形式 有关 。 藻类 可 
境 的 值 、子 平衡 系统 及 氧 化还 原 电 位 ,促 进硫 酸盐 还 原 细菌 的 活动 ,从 而使 
氧细菌离子还原而增加硫离子浓度。另一方藻类对硫的机械富集与捕集也是 
造成黑色岩系中硫含量高的原因。R  利用岩石和沉积物有机碳与黄铁矿硫的 
关 系线 图来 区 别一 般 的海 相化 )沉 积条 件与 闭塞 环 境 深 水 )条 件 下 的 
积 。但 是 由于 有机 碳后 期岩 变 化较 大 ,以 及黄 铁矿 的成 受 环境 和  供 给等 的影 响 因 
素较多 ,在古代沉积 中裉 难发现其规律性。由于花桥较贡溪更接 近于盆地 环境,致使花桥黑 
色岩系中黄矿硫含量高于贡溪黑色岩系。 
湘 西上 震 旦 统 一下 寡 武 统■ 色 岩 磊 I态 硫 啬■ 
   M o ur   Upp niLowe C am b bl   wen  
形态硫的同位索组成对了解黑色岩系的生成环境与成因具有重要意义。品各形态硫 
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岩 石 矿 物 学 杂 志  卷 
同位索的分析结果见表 7。由于岩性差别较 大,但 总体仍反 映了比较清 楚的规律 。在同一 
品 中机 硫 大 于黄 铁  值 为 ‰ ~ 说 明铁 矿 先有 机 硫成 。 可 
盐 与黄 铁 矿的  S相 近 值 小 于 4‰ (花 桥磷 块 岩 ‰ )可 溶性 硫 酸盐 多是 由 
后期黄铁矿氧化而成。由于磷灰石结台 了部分硫 ,使磷块岩的可溶性硫酸盐 同位 索较高。 
O4硫 同位 索 变化 反映 了沉 积物 中孔 隙 特 点 . 中 以牛 蹄塘 组 底部 样 品D…  
用 明 ‰ ~4  。不 同含 硫相 以及 不 同的 含硫 单元 都 具不 同 的 
同位 索组 成 ,在 一定 的质 条件 下又 可能 发不 同 的 同位 素分 馏效 应 。在 黑色 岩 系 中 
过 程中 ,物埋 深不加 ,差 .对 s 的开 放性 减弱 ,铁 
硫 和有 机硫 的  S增加 。铁 矿 形 成 于开 放 时 期 , S较 低 .机 硫形 成 于 较 闭 
时 .  S值 相 对 较 高  
西 黑 色 岩 系的 硫 同 位蠢 组 成 ¨T)  
   S   CD)o     n  
酸 盐 同 位 索 组 成 同 海 平 面 升 降 有 明 显 的 相 关 系 。 析 样 品 的 结 果 可 以 看 出 ,陡 
山沱 组磷 块 岩 中有 机硫 (‰ )和 黄铁 矿  一2‰ )均低 于 牛 蹄塘 组石 煤 (   
  值 ( 。 除此 之 外 .牛 蹄塘 组 石 煤 (D7有 机 硫  S 和 黄铁 矿  S 的差 值 大 于 
也 可 能表 明晟 大平 面期 的相 对氧 环 境 、 留 环境 ,致 产物 中 硫 同索 值 的 
分馏较强。海平面升高意味着陆地面积减小因剥蚀带人海洋的轻的硫化物量显著减少 
生物 大 量发 育 ,菌 还硫 酸作 用 加强 ,因 而导 致 黄铁 矿 大 量 形成 和 海 水硫 酸 盐  S值 
升 高 。 
6 结  
分 析可 以得 出色 岩系 的成 主 要包 括两 方 面 因素 。是 热 液 活动 提 供 了丰 富 
的物 质来 源 ,是 缺 氧境 为机 质 的保存 和元 素的 长 时 间活 化 和提 供 了条 件 。黑 色 
系中多数微量元素除了与有机碳呈正相关关系外 ,还与硫化物 ,尤其是黄铁矿存在切 的 
说 明 同受控 于速 的沉 积环 境 ,硫 化 物 多形 成 于沉 积 物 的表 面 ,而 金属 卤水 
覆 水来 提 因 此 ,只有 在低 速 的缺 氧件 下才 有利 于化 物 的形成 和金 属元 素 的 富 
集 。 
生 物标 志的 沉环 境数 可 以看 出 ,这 些参 数 各反 映沉 积环 境 的个 方 面 ,但 它 
们之关系密互相补充。在不地层中上述参数所反映沉积环规律性与扬子地壳 
运 动 的 规 律 相 符 合 即 在 震 旦 一寒 武 纪 壳 处 于 相 对 稳 和 下 降 的 状 态 促 使 了 细 菌 和 藻 
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1期  朝 东 等 :湘西 黑 色 岩 系地 球 化 学特 征和 成 因 意 义   
大 量发 育 ,并 在的 条下 得 以保 存 、转 化 ,成 了 一套 富质 的黑 色 岩系 。 
在震旦纪/2 武纪 的转折期存在一次较大规模 的缺氧事件 ,缺氧事件对有机质 的保存和 
演 化有 利 ,成 了套 富机 质 的黑 色岩 系湘 西 黑色 岩 系 的成 是 全球 性 的 氧 背 
条件与有机质造成的缺氧环境共同作用结果。早寒武世缺氧与生物的浮游藻类的繁盛 
与 小壳 动 物 的灭 绝 有关 。早 古 生全 球性 生物 灭 绝事 件 的 可 能 是 灾变 事 件 . 
活 动其 是 洋 中脊扩 张 )使介 质 的 E值 发生 了显 著改 变 ,远 超出 了 生物 的耐 
性 ,而使海洋生物大规模 的绝 灭。鲍学昭等  研究也表明海底喷流作用带来 的大量的 u 
h元素 ,这 些元 素也 是 引起 生物 灭绝 的 之 一 在 湘西 黑色 岩 系 中 u 舍 量 
也 明显 偏 高 。庞 大量 的 生物 的成 为 主要 还 原剂 。 这的 自 由氧 和化台 氧 不仅 消 
质 的 氧化 、解 ,也 消耗 于微 生 物 活动 。结 果 造成 含有 大 量 有 机质 、有 机气 体 、   
的 典 型 还 原 型 黑 色 沉 积 物 和 缺 氧 的 还 原 环 高 价 铁 转 变 为 低 价 铁  一 还 原 为 
和  高价 铀 转变 为低 价铀 以及 铜 、等 皆以 自式 出等 等 。球 的质 条件 也类 
因在 生 物大 爆发 时期 ,物 的 降 解 ,大 量 消耗 游 离 氧 ,使本 来 自由 氧含 量 就较 
低 的震 旦 一寒武 纪 的景 条件 下 ,介 质难 以供 大 量氧 ,进 而促进 了 缺氧 环境 的 全球 范 
围 的形 成 。 因此 ,般 所说 的缺 氧造 成 的还 原境 并不 确切 ,确 切说 法应 当机 质 导 
从 而也 是成 还环 境 的要 因素 。 
致谢 本文在完成过程中得到了叶连俊院士的悉心指导在此深表衷心感谢。 
参考文棘 
张 受云 ,伍 大 茂 ,邦 丽 螂 梅 相 黑色 页 岩 建造 地 球 与 成矿 意 义 :科 学 出 版社 。7.1~ 1 
高 振 敏 .罗泰 义 .胜 荣 色 岩 系 中贲金 属集 层 的戚 因 :来 自 固定 舞 的佐 证 .地 质 地 球 化学 . 1, ( 
 
  w D A   So At  , p  nm       J    V . 
     Fl. M  n m  Ge   ̄ Puma  7: 287 ̄ 300 
4 艳德廉,橱秀王连芳 地下寒武坑音镰钳多元素黑色岩幕的岩石学厦地璋化学特点  地璋化.1 
3: 1~ 163 
  K e  E    pev i  m thg nt n d  ∞ c曲 o y  e    G  Ba     Th 
M uison m pm ,  ̄cl Pa   , 4  : 261 99 
    n  B  H am  A  m oxb     Pemi T ria xtn; denc  m     
  e   =p,p ma  幽 盯 .12,9~4 
连 俊 ,胨 其英 .翘 魁 碑 块 岩 物 理富集 成 沉积 学 报 ,1.4 ( 
任伟 拓子地台早古代沉积有机质的聚集、热演化及成矿作用研究  见:叶连俊主  生物成矿作用嗣究. 
北 京 :海 洋 出版 社 . 1:6 
蒜 其 英 末 部 主要 成 矿 时代 的碑 块 岩 组成 学 报 .17,5 ‘: 1~ 18. 
王末 安 插 子地 台 晚 元古代 以来 硅岩 地 璋化 学特 征厦 其成 目 地 质 科 学 .1,29 (:4-5 
范德 廉 ,叶 杰 .橱 璃 莫 地 台 前 寒武 一寒 武 纪 界线 附近 的 地质事 件 与 成矿 作 用 沉 积 学 报 , 1.5 ( 
l~ 9 
  n【 n   mems   we  hck&hk    Ch. e  . S. Auhi, The啦 . 
le olⅡⅡ me      m r  ∞ .Th  ̄ t ubmdm    A ,A t
. 
 e睫 . 83: 47~4 
   Dean  T h h H  Cambrn     he idm      Ch  n: D ̄m em s    
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岩 石 矿 物 学 杂 志  8卷 
印 。曙 .S ,Bg,Cha,14:2~2 
  C R M   Na C  N  o— PGE— Au—        ̄s   
      Mm , 1,26 (-8 
墓康 拓秀珐 南方几省下寒武境黑色页 及层状多元素富集层 沉积岩石学研究 北京 科学出版社, 
98: 23~ 4 
  Ka  S,Ar    Ch ̄of  ni Oh     USGS  ̄ nde 
mpGemd Ne,14 (NI 9~1 
  Brmm ̄ k H . G∞ cm Ⅱy   TOC —r me om  Gu  Cania. G Rund, 1 
8: 81~ 82. 
  W i     Bhn   , Clnd   XFO RD . 4 . 4 
  I K   ̄ *of舡咖 蛐   rt— d ̄ t   &f  d  os     A  Ro, K 
m , L  La  K    . Sm ih, Hye rma o c   ding . Pnum P 
3: 4  
  HuDi   A  M o      P州 t     me   mf  ̄cme  Gmi  momi 
992, 56: 281  
其 英 岩 景的 沉 积丹 带及 生 物 成矿 作 用 见 : 叶连 倥 主 . 生物 成 矿 作 用 研 究 北 京 :捧 洋 出 版 杜 , 
  0~ 4 
   L A .Fr  A ,Sm [  A    H  M e  s t  曲 n di l 即 l  L. 
H, Ah F. Prs, S  K  m   H . C. U ry, P nd Chm i     , P ̄gmmon P  Ox 
d。7 . 166 7~32 
  M u R  , Br M  R  , Ghe  . Ra deme    di nm n  nme  
  .Ge, 1,18 (3):2~2 
  qu Ne  R, Tr Az ̄ d D Ros  d  mi B  T  Orne m       印  c 
d Tsma h IonlMe n OrcGedmmiy,Pmber18- 2, 19.Abn 
89 
  Vome    Bnl make  s∞ i    nt  m    e 
A  J  Fl, K. K nd M  R  Ta, L Pe   G    dc 
No. 4, 18: 13~  
  Ru   Go    R  瑚 鹊 i  :O ̄ e d *  ̄,J  he mi 
, P Tr J,: 1833~ 1836. 
   ̄ eka  GT D Ph   P ,SdC M , W enR .W odT A ndw ∞ 1eA DGoml p- 
mn      mr Ⅱ d   m  he Ta Ba n  New Z朗l  Or  
Gemi. 188. 12: 123~ 1 
  H  W    M emhn W  G     mt  G ̄xhml  Comoh[m i  a, 179, 43: 7 
5. 
  Mowa ,Al   P (   ma me  m  —H,En 
wcodCl. New , 1. 268~ 2 
  Vome  K  A  w    mak ̄  m       m a  Orn i G ̄e miy. 1, 9: 8 
 
  Gtmt ̄a  A . T  e         mi ̄i wo   Om  . Or 
hem i , 16. 9: 1~ 1 
  Ti  d  W r D H.Pem ma ̄a   . ( )S日l  .Bn.1, 1 
  Rswe  d  m e R A  P  ma  n ̄    一 emini me  Am m l   
8S, 2710~ 7 
饱 学 昭 ,张 阿利 . 铀牡 的 地 球 化 学厦 对 地 壳 演 化 和 生 物 进 化 髟 响  岩 石 矿 物 学 杂 志 , 1.17 (: 1 
 
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1期  吴 朝 东 湘 西 黑色 岩 系 地球 化 学 特 征 和戚 意 义 
Th   m i   Up  
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me  G∞【  , Un   
Chn O 
   ̄e  ̄d  ,B  1 
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ma me.A     ic ma  mp me 
 we r  Hnc t nt   e  vie 
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Th   N iM o. co al . b        
   ,a     d     s  nd  
 . T    d      ,M o  M n.bwe 
 REE, cm p r ime  HRE, a    . Gel  
REE     h ale we      me 
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... Minerals identified in the stone coals include quartz (35-75%) and clay minerals, and to a lesser extent, carbonate minerals, sericite, pyrite, feldspar, and collophane (Wu et al. 1999a(Wu et al. , 1999b. Studies by GRI-CSA (1982) show that minerals in the stone coals in western Zhejiang Province mainly consist of quartz, sericite, carbonate minerals, clay minerals, pyrite, and collophane. ...
... The concentrations of Ni in the stone coals in western Hunan Province is generally higher than 92 ppm (Wu et al. 1999b) and is up to~0.2% in stone coals from Cili in Hunan Province and Ziyang in Shaanxi Province (GRI-CSA 1982). The average concentration of Ni in common Chinese coals and world coals is 13.7 (Dai et al. 2012) and 13 ppm (Ketris and Yudovich 2009), respectively. ...
... Molybdenum in stone coals in western Hunan Province is 187 ppm on average and correlates positively with organic matter in stone coals (GRI-CSA 1982), suggesting an organic association. To a lesser extent, Mo also occurs in sulphide minerals (Wu et al. 1999b). For example, the concentration of Mo in stone coals from Tianmenshan of Dayong, Hunan Province, ranges from 0.06% to 8.8%, and mainly occurs as molybdenum sulphide (MoS) (GRI-CSA 1982;Jiang and Gao 2013). ...
... Minerals identified in the stone coals include quartz (35-75%) and clay minerals, and to a lesser extent, carbonate minerals, sericite, pyrite, feldspar, and collophane (Wu et al. 1999a(Wu et al. , 1999b. Studies by GRI-CSA (1982) show that minerals in the stone coals in western Zhejiang Province mainly consist of quartz, sericite, carbonate minerals, clay minerals, pyrite, and collophane. ...
... The concentrations of Ni in the stone coals in western Hunan Province is generally higher than 92 ppm (Wu et al. 1999b) and is up to~0.2% in stone coals from Cili in Hunan Province and Ziyang in Shaanxi Province (GRI-CSA 1982). The average concentration of Ni in common Chinese coals and world coals is 13.7 (Dai et al. 2012) and 13 ppm (Ketris and Yudovich 2009), respectively. ...
... Molybdenum in stone coals in western Hunan Province is 187 ppm on average and correlates positively with organic matter in stone coals (GRI-CSA 1982), suggesting an organic association. To a lesser extent, Mo also occurs in sulphide minerals (Wu et al. 1999b). For example, the concentration of Mo in stone coals from Tianmenshan of Dayong, Hunan Province, ranges from 0.06% to 8.8%, and mainly occurs as molybdenum sulphide (MoS) (GRI-CSA 1982;Jiang and Gao 2013). ...
Article
Full-text available
Stone coal is defined as a combustible, low-heat value, high-rank black shale of early Paleozoic (in a few cases, Permian) age, widely distributed in southern China. Attention has been focused on stone coals because (1) they can be used as fuel energy (for power plants and daily use in some villages) mainly in southern China; (2) they are enriched in critical elements and are currently industrially (economic extraction of V) and agriculturally (such as Se) utilized or have such a great potential (e.g. Au, platinum group elements, Mo, and Ni); (3) they are the sources for some toxic elements that have caused environmental pollution (e.g. SO2 emission during their combustion) and endemic diseases such as selenoisis and fluorosis; and (4) they can provide useful information for geological events and regional geological setting (e.g. hydrothermal activities). This article reviews stone coal’s definition; occurrence and distribution; petrologic properties, mineralogy, and geochemistry; adverse impacts on environment and human health; and by-products of critical elements as well as major challenges remaining from point of view of determining element enrichment mechanisms, utilization of critical elements, and control of toxic elements released during stone coal utilization.
... In addition, previous studies found that dinoflagellates, cyanobacteria, and coccolithophores have high concentrations in SR Es 3 shale sediments (Du et al., 2008;Chen et al., 2012). These micro-planktonic algae prefer the saline environment, and are the best (Wu et al., 1999). (b-d) show the cross plots of Re/Mo ratio vs. δU (b), δU vs. TOC (c), Re/Mo ratio vs. TOC (d) for Es 3 shales in the Dongpu depression. ...
Article
Organic-rich terrestrial shales, the most promising shale oil production layer, are widely distributed in major basins in China, and they are usually interbedded salt rocks. Understanding the role of salt rocks in the organic matter (OM) enrichment in shale sediments has important enlightenment for shale oil exploration. The shale of the third member of the Eocene Shahejie Formation (Es3 shales) in the Dongpu depression of the Bohai Bay Basin is dominated by clay minerals, with a non-negligible proportion of gypsum, anhydrite, and halite. They contain abundant OM with a mean total organic carbon content of 1.26 wt. %. The development of salt rocks revealed the arid and transiently humid climate during the Es3 period and an evaporating environment with a shallow lake level at the Dongpu Ancient Lake Basin. OM enrichment was synthetically affected by the palaeoenvironment during the Es3 period. The paleolake with a paleosalinity as high as 23.43‰ was nutritious and promoted the prosperity of salt loving organisms causing high paleoproductivity. The Es3 shales were deposited under anoxic and dysoxic conditions in a deep lake, which provided good conditions for OM preservation. In addition, salt rocks itself are good caprocks to prevent the loss of shale oil. Under the dual guarantee of high productivity and good preservation conditions, OM is much enriched in the Es3 shales. OM enrichment was synthetically affected by the palaeoenvironment during the Es3 period. The horizontal difference of paleoclimate controlled the discrepancy of salinastones distribution, OM enrichment, paleosalinity, andpaleoproductivity in different saline surroundings of Dongpu Depression. The composite patterns of palaeoenvironmental variation affected the vertical anisotropic enrichment of OM. Seven stages were divided for the Es3 period to reflect the effects of vertical anisotropy on OM enrichment. Stages I, V, and, VII deposited thick salt under an arid climate and provided a good seal-capping and preservation condition for the OM enriched in stages II, III, IV, and VI. The shale reservoirs deposited in stages III and IV were favorable for shale oil exploration.
... The first is the sources of Re and Os in black shale. During the E-C transition, the global OAE (Leggett 1980;Wu et al. 1999Wu et al. , 2000 caused a rapid reduction of seawater Os. With the upward migration of the redox boundary, Re and Os oxides were reduced and entered into the organic phase via adsorption of organic matter and/or sulfide generated by reaction with H 2 S. As a result, the Re-Os isotopic closed system was formed. ...
Article
Full-text available
The black shale series that formed in the Ediacaran–Cambrian transition are important stratigraphic records of the co-evolution of the paleo-ocean, -climate, and -biology. In this study, we measured Re–Os isotopic compositions of the black shale in the Niutitang Formation from the Gezhongwu section in Zhijin, Guizhou Province. The samples had high Re and Os contents, with Re ranging from 21.27 to 312.78 ng/g and Os ranging from 0.455 to 7.789 ng/g. The Re–Os isotope isochron age of 522.9 ± 8.6 Ma implies deposition of the Niutitang black shale predated the Chengjiang Fauna, providing an age constraint for the expansion of oceanic anoxia in the study area. The initial ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os ratio of 0.826 ± 0.026 indicates that enhanced continental weathering might have triggered the expansion of the oceanic anoxia.
Article
Cap carbonate of the early Ediacaran period represents an abrupt climate shift from severe Marinoan glaciation to a post‐glacial warm environment. Some consensuses on the distinctive negative excursion of δ13Ccarb and the origin of its unique sedimentary structures have been reached over the past decades, but certain aspects such as the distribution and redox conditions of cap carbonate still remain controversial. To resolve these issues, we collected detailed samples of the Doushantuo cap carbonate from the Ganlong‐Fanyang section and the Poutoushang reservoir section in the Danzhai County, southeast Guizhou Province, respectively. We conducted carbon and oxygen isotope analysis and trace element analysis in this study. The Ganlong‐Fanyang section was possibly situated in a submarine highland because of its higher carbon isotope than that of the Potoushang section according to the carbon isotopic gradient. Negative carbon isotope excursions at the basal Doushantuo cap carbonate from the two sections correlate well with those from other equivalent cap carbonates and were corresponding to the first one (SN1 or EN1) of the carbon isotopic curve during the Ediacaran period, implying a remarkable global event after the post‐Marinoan glaciation. Geochemical features of trace elements and rare earth elements support an overall oxygen‐rich condition with syn‐depositional or pene‐contemporaneous hydrothermal activities and methane seeps during the deposition of cap carbonate. We reconstruct a new sedimentary model that the Doushantuo cap carbonates were mainly precipitated in relatively shallow‐ to deep‐water shelf environments without disturbance by abundant terrestrial materials, which may be on isolated platforms over the early developed grabens in a deep‐water basinal condition, rather than within the entire oceanic basin. A new sedimentary model that the Doushantuo cap carbonates are principally precipitated in relative shallow‐water environments without disturbance by abundant terrestrial materials and maybe on isolated platforms over the preexisted grabens in deep‐water condition. This reconstructed model is consistent with carbon isotopic gradient of contemporary cap carbonate in the southeastern margin of the Yangtze Block.
Preprint
Full-text available
The origins of deep-water micrite mounds remain controversial. The present study investigates siliceous dolomitic micrite mounds produced as interlayers in a large set of siliceous rocks in the Upper Permian Dalong Formation on the west side of the northern member of the Longmenshan Fault, China. Their geological occurrence, rock structure, material composition, sedimentary facies, trace elements, stable isotopes (carbon, oxygen, strontium) and rare earth elements are comprehensively analysed. It is proposed that micrite mounds are the composite sedimentary product of submarine hydrothermal exhalation-sedimentation and biological activity. The discovery and significance of the Dalong Formation siliceous dolomitic micrite mounds (DSDMMs) can be summarized as follows: 1) This is a new type of micrite mound, thereby increasing knowledge of the origins of such mounds. 2) The origin of these mounds is dominated by submarine hydrothermal exhalation-sedimentation, supplemented by biological activity. 3) Primary dolomite is deposited by hot water from a submarine (or lake bottom) exhalation-sedimentation system. 4) In submarine hydrothermal systems, the prosperity of hydrothermal biological communities and the high-speed burial of their organic carbon are important issues worthy of further study.
Article
Source rocks and oil sands from the northern Dongpu Depression have been analyzed by gas chromatography multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry (GC-MC-ICP MS) to investigate the compound-specific sulfur isotope (δ³⁴S) values of saline lacustrine source rocks. The samples were also subject to more traditional organic geochemical analyses including hydrocarbon biomarker detection by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), carbon and oxygen isotopic analysis by isotope ratio mass spectrometer, and major and trace inorganic element analysis. δ³⁴SOSCs values measured for a limited number of organic sulfur compounds (OSCs) showed a quite large range (5.16‰–44.73‰). The source rocks and oil sands could be separated into two groups with δ³⁴S values above or below 25.00‰. The first group with δ³⁴S > 25.00‰, were primarily the Weicheng source rocks, which also typically showed an increase in δ³⁴S values with increasing alkylation. The second group had δ³⁴S < 25.00, the δ³⁴S of dibenzothiophenes showed a positive correlation with the concentration of the saturated hydrocarbon fraction of rocks, and a negative correlation with the polar (resin + asphaltene) fraction. The δ³⁴SOSCs show obvious positive correlation with gammacerane/C31 hopane and C35/C34 hopanes and excellent correlation with contents of minerals and ratios of trace elements, reflecting a³⁴S enrichment in closed evaporative environment (conducive to the sulfurisation of organic matter) and relative ³⁴S depletion in terrestrial environments. These trends identify the depositional environment of the source rocks as one of controls on δ³⁴SOSCs values. Thermal maturity was also observed to influence δ³⁴SOSCs values, becoming heavier with increasing maturity. There was a good result of oil-source rock correlation by δ³⁴SOSC in this study. This study demonstrates the contribution δ³⁴SOSCs data can make to oil-oil and oil-rock correlations as well as providing further evidence of their sensitivity to depositional environments and thermal maturity.
Chapter
Sandy mass-transport deposits occur worldwide in deep-marine and deep-lacustrine basins. Reconstruction of the various subaqueous mass-transport processes from the sedimentary record remains a challenge. Investigation of the lacustrine Ordos Basin in central China indicates that mud-coated intraclasts and other structures in the thick massive sandstones of the Yanchang Formation are viable criteria to interpret the depositional processes. The mud-coated structures tend to consist of a lithic core and a mud coating. The core is commonly composed of mudstone or sandstone. The coatings tend to be composed of shale or other fine-grained sediment that forms a nearly concentric envelope. The depositional features suggest that the sediments with mud-coated structures were deposited by sediment gravity flows and were supported during transport by the strength of the plastic medium. Consequently, mud-coated structures are one of the best criteria to distinguish sandy debrites as the origin of the deep-water thick, massive sandstones in the Yanchang Formation, which may help to distinguish them elsewhere.
Article
The lower 1st member of Shahejie Fm. in the Huanghua Depression is dominated by carbonate rocks, and it is dominant reservoir in this area. The trace elements in Kongdian-Yangsanmu, Qijiawu, and Qi’nan in the Huanghua Depression showed great differences of content and distribution in different pays but closer distribution of Sr, Ba, V, Mn, Th, and U among each area and decreasing contents of Ni, Pb, Zn, etc. indicating variation of depositional environment in lacustrine carbonate rocks of the Huanghua Depression lake basin during diagenesis. The carbon and oxygen isotopes indicated the degree of lake water salinization.
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