贵州遵义地区二叠纪茅口中晚期沉积环境与古氧相研究摘要
华南地区二叠纪茅口期的硅质岩沉积主要分布于扬子板块北缘、下扬子盆地和湘桂盆地,以及上扬子台地地区的贵州遵义一带和四川筠连一带两个小型孤立盆地。其中前三个盆地沉积的层状硅质岩为孤峰组,于贵州遵义一带的孤立盆地内沉积的层状硅质岩俗称白泥塘层。白泥塘层最初是何立贤于1953年提出,其呈孤立环状分布于贵州省遵义市和尚场附近约3000平方公里的范围内。孤峰组是典型的深水缺氧沉积,而白泥塘层的深水沉积特征相对孤峰组的并不明显。关于白泥塘层的沉积环境,目前已有相对浅水环境(如浅海滞留环境)和相对深水环境(如黔中台沟、台洼)等解释,对白泥塘层沉积水深条件的认识仍存在较大争议。同时,白泥塘层上覆的遵义锰矿含锰岩系的沉积环境水深问题也存在明显分歧。前人没有对白泥塘层沉积环境水体的氧化还原条件进行过系统研究,且前人的研究范围多是区域上的,没有具体针对连续标准的剖面进行分析,也没有明确沉积水体的缺氧程度。沉积水体的氧化还原条件常与沉积环境水深相关。弄清白泥塘层的沉积环境水深,对认识贵州茅口期沉积古地理背景和遵义锰矿沉积条件及成因都具有重要指示意义。本文拟从古氧相角度出发,研究白泥塘层的沉积水深条件。贵州遵义茅口期地层横向上可以分为台沟相、过渡带沉积相和碳酸盐台地相三个沉积相。该地区的台沟相的分布呈不规则盆状,主要有野里-深溪沟、尚稽两个中心。茅口中晚期,台沟相区内主要沉积白泥塘层。白泥塘层中可识别出深台沟亚相、浅台沟亚相、台沟边缘亚相三种亚相,总体表现为突然变深,后逐渐变浅的沉积序列。该沉积层在生物特征上,主要有介形虫-腕足-双壳、介形虫-有孔虫-薄壳腕足、菊石-薄壳腹足、放射虫-海绵骨针共4个生物组合。依据岩石学和生物学特征、氧化还原敏感性微量元素特征及黄铁矿特征,白泥塘层中共可识别出常氧相、贫氧相和准厌氧相三种古氧相。白泥塘层A1、A2亚段,主要沉积细粉晶灰岩,微量元素Mo、U、V、Cu、Ni、Zn不富集,且不含同生草莓状黄铁矿,生物以介形虫-腕足-双壳生物组合为主,表明了沉积水体溶氧正常。白泥塘层的B、C、D亚段,沉积地层中的Mo、U、V、Cu、Ni、Zn微量元素富集,含草莓状黄铁矿,指示了沉积水体的缺氧环境。白泥塘层B亚段和D亚段地层中,Mo、U、V元素最为富集,草莓状黄铁矿粒径相对其它层位更小,生物以放射虫-海绵骨针组合为主,表明该层段水体更加缺氧,以准厌相为主。结合层序地层学研究成果,本研究认为白泥塘层是相对海平面突然上升的产物,其缺氧环境的形成主要是相对海平面上升和沉积古地理环境的局限性所致。通过对白泥塘层的分布范围、沉积环境、古氧相等方面的研究,本研究认为白泥塘层主要沉积于相对局限的次深水环境,可能是峨眉山地幔柱活动产生的裂陷槽内的沉积产物,而其上部的遵义锰矿含矿岩系的主要沉积环境为相对浅水的氧化环境。
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