华北东北部下石盒子组黏土矿物与元素地球化学特征及古环境探讨Clay Minerals and Elemental Geochemistry of the Permian Lower Shihezi Formation in Northeast North China: Implications for Paleoenvironment
张雪,朱占平,丁建凯
摘要(Abstract):
元素地球化学与黏土矿物特征是反映古环境变化的敏感指标,其在一定时间内含量的变化能够较好地对环境进行指示。以渤海湾盆地周缘大奎山地区为例,结合野外观察,应用黏土矿物和地球化学特征分析下石盒子组的古环境。结果表明:剖面岩性组合、矿物微观特征显示为曲流河三角洲相沉积;剖面化学风化作用强,CIA平均值为84.67,Mg/Ca平均值为0.52;大量伊-蒙混层矿物出现,平均值为58.6%,高岭石矿物含量远高于伊利石、绿泥石矿物,早期可达51%,指示为温暖湿润气候下的沉积;微量元素和稀土元素显示下石盒子组物源来自于大陆上地壳;Sr/Ba、V/Zr、m平均值分别为0.33、0.36、3.70,显示海陆过渡相沉积;Ni/Co、U/Th、V/Cr平均值分别为2.43、0.38、1.06,显示沉积于氧化环境。
关键词(KeyWords): 下石盒子组;元素地球化学;黏土矿物;古环境;大奎山
基金项目(Foundation): 中石油吉林油田公司科技项目“陆相页岩油开发优化技术研究与试验”(2023ZZ15YJ03)
作者(Author): 张雪,朱占平,丁建凯
参考文献(References):
- [1]李继东,许书堂,杨玉娥,等.东濮凹陷胡古2气藏成藏条件分析[J].断块油气田,2015,22(4):450-453.
- [2]倪春华,包建平,周小进,等.渤海湾盆地东濮凹陷胡古2井天然气地球化学特征与成因[J].石油实验地质,2015,37(6):764-769,775.
- [3]曹忠祥,张宇,蔡攀,等.济阳坳陷精细勘探新成果与启示[J].中国石油勘探,2016,21(3):14-23.
- [4]侯中帅,陈世悦,郭宇鑫,等.华北中南部博山地区上古生界沉积相与沉积演化特征[J].沉积学报,2018,36(4):731-742.
- [5]李传明,曾溅辉,刘海涛,等.渤海湾盆地黄骅坳陷上古生界暗色泥岩地球化学特征及其发育机制[J].地球科学与环境学报,2023,45(2):306-321.
- [6]吕大炜,赵洪刚,李增学,等.渤海湾盆地临清坳陷晚古生代古地理特征[J].古地理学报,2012,14(4):437-450.
- [7]吴成璞.黄骅坳陷中南部石炭—二叠系层序地层学与沉积相研究[D].黑龙江大庆:东北石油大学,2019.
- [8]侯中帅,陈世悦,桑树勋,等.渤海湾盆地上古生界泥岩地球化学特征[J].煤炭学报,2020,45(4):1457-1472.
- [9]何海清,王兆云,韩品龙.华北地区构造演化对渤海湾油气形成和分布的控制[J].地质学报,1998(4):313-322.
- [10]李宝芳,李祯,付泽明,等.华北南部晚古生代陆表海的沉积充填、聚煤特征和构造演化[J].地球科学,1989(4):367-378.
- [11]FIELDING C R, FRANK T D, ISBELL J L. The late Paleozoic ice age-A review of current understanding and synthesis of global climate patterns[J]. Special Paper of the Geological Society of America, 2008,441(1):343-354.
- [12]陈涛,王河锦,张祖青,等.浅谈利用黏土矿物重建古气候[J].北京大学学报(自然科学版),2005(2):309-316.
- [13]付立新,楼达,李宏军,等.印支-燕山运动对大港探区古潜山形成的控制作用[J].石油学报,2016,37(S2):19-30.
- [14]陈天宇.临清坳陷西部二叠系山西组、石盒子组沉积特征与物源分析[D].北京:中国地质大学(北京),2020.
- [15]琚宜文,卫明明,薛传东.华北盆山演化对深部煤与煤层气赋存的制约[J].中国矿业大学学报,2011,40(3):390-398.
- [16]丁建凯,朱占平,胡逸飞.风化淋滤对碎屑岩储层的改造作用——以山东博山地区大奎山下石盒子组为例[J].中国煤炭地质,2023,35(5):6-13,19.
- [17]仲米山,吕东霖,王岐,等.大兴安岭中段索伦地区林西组岩石地球化学特征与沉积构造环境[J].中国地质调查,2022,9(5):89-96.
- [18]SUN S S, MCDONOUGH W F.Chemical and isotopic systematics of o-ceanic basalts:implications for mantle composition and proce-sses[M].London:Geological Society Special Publication,1989:313-345.
- [19] BOYNTON W V. Geochemistry of the rare-earth elements:Meteorite studies[C]//HENDRSON P. Rare Earth Element Geochemistry.Amsterdam:Elsevier:63-114.
- [20]王陆新,吴朝东,莫午零,等.松辽盆地嫩江组泥质三角洲沉积特征及沉积机理[J].北京大学学报(自然科学版),2014,50(3):497-506.
- [21]高登宽,易珍丽,王铸坤,等.塔里木盆地轮南地区三叠系层序格架内沉积相分布及演化规律[J].大庆石油地质与开发,2024,43(6):49-60.
- [22]龙昊.东海嵊山岛晚更新世黄土沉积成土过程及古气候信息研究[D].上海:华东师范大学,2022.
- [23] DUNHAM R J. Meniscus cement[R]//BRICKER O P.Carbonate Cements. Johns Hopkins stud. in Geol.,1971,19:297-300.
- [24]王益友,郭文莹,张国栋.几种地球化学标志在金湖凹陷阜宁群沉积环境中的应用[J].同济大学学报,1979(2):51-60.
- [25]史冀忠,崔海峰,许伟,等.银额盆地巴隆乌拉白垩系巴音戈壁组黑色页岩沉积环境及有机质富集模式[J].地质通报,2022,41(8):1430-1444.
- [26]魏巍,THOMAS J A,陆永潮,等.古盐度指标与渤海湾盆地古近系海侵事件初探[J].沉积学报,2021,39(3):571-592.
- [27]黄天海,肖笛,唐浩,等.贵州遵义板桥剖面奥陶系湄潭组黑色页岩沉积环境条件判识及烃源意义[J].古地理学报,2022,24(6):1193-1209.
- [28]陈代演,王华.贵州若干铝土矿床的稀土元素地球化学研究[J].贵州地质,1997(2):132-144.
- [29]张士三,陈承惠,黄衍宽.沉积物镁铝含量比及其古气候意义[J].台湾海峡,1993(3):266-271.
- [30]王益友,吴萍.江浙海岸带沉积物的地球化学标志[J].同济大学学报,1983(4):82-90.
- [31] JONES B,MANNING A C. Comparison of geochemical in dicesused forthe interpretation of palaeoredox conditions in ancient mudstones.Chemical Geology,1994,111(2):111-129.
- [32] JOHN A S A,CHARLES E W. Thorium-to-Uranium Ratios as Indicators of Sedimentary Processes:Example of Concept of Geochemical Facies. AAPG Bulletin,1958,42(2):387-430.
- [33]韦恒叶.古海洋生产力与氧化还原指标——元素地球化学综述[J].沉积与特提斯地质,2012,32(2):76-88.
- [34] RICHARD B W,MARTIN B G. Thermodynamics andkinetics of reactions involving vanadium in natural systems:Accumulation of vanadium in sedimentary rocks[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta,1992,56:1471-1484.
- [35]张琪.渤东地区新近系馆陶组粘土矿物组成及环境意义[D].湖北武汉:长江大学,2019.
- [36]赵欣,刘杰刚,张尚锟,等.沁水盆地武乡地区煤系泥页岩储层特征及勘探建议——以山西武乡地区ZK-42井为例[J].中国煤炭地质,2023,35(4):29-36.
- [37]曹莹.化学风化指标对华北二叠纪—三叠纪陆地风化及气候变化的指示意义[D].湖北武汉:中国地质大学,2018.
- [38]任文秀.北山地区中口子盆地早白垩世植物及古环境[D].甘肃兰州:兰州大学,2022.
- [39]李清,王建力,李红春,等.重庆地区石笋记录中Mg/Ca比值及古气候意义[J].中国岩溶,2008(2):145-150.