47 / 2021-05-24 16:48:52

中上扬子地区五峰-龙马溪组地球化学特征及对气候变化和有机质富集模式的指示意义

五峰-龙马溪组

在晚奥陶-早志留世时期全球经历了数次冰期，间冰期，生物因此承受了巨大的生存压力，从而导致大量死亡，造成了第一次生物大灭绝。这一事件在碳酸盐岩碳同位素的记录上表现出了全球一致性（李超等，2018）。例如，赫南特阶的HICE (Hirnantian Isotopic Carbon Excursion) 碳同位素正漂事件和凯迪阶的GICE (Guttenberg Isotopic Carbon Excursion) 碳同位素正漂事件。而其它指标如利用沉积岩中主量和微量元素含量变化来计算比值反映气候变化的化学风化指数CIA/CIW，反映海平面变化的SiO2/Al2O3比值等则没有太多的对比研究。在奥陶-志留纪之交，扬子地区沉积了五峰组-龙马溪组的黑色页岩（图1），为页岩气在本地区的勘探和开发奠定了基础。随着页岩气勘探的发展，很多研究着重利用主量和微量元素含量及比值来讨论有机质富集的控制因素和模式而忽略了其可作为反映全球气候变化事件的辅助手段，进行全球对比的潜力。本研究通过研究道页1井岩心主、微量元素指标识别出三期不同程度的海退以及造成的气候相对干旱的时期，并且通过对比中上扬子几个井位的主量、微量元素变化记录与全球记录，显示了其变化可以反映全球冰期间冰期气候变化的可能性。有机碳TOC（%）及微量元素比值还反映出海水不同程度的氧化-还原条件，结合古地理研究，进一步印证了中上扬子的黑色页岩的富集模式。