中国矿业大学:长江下游地区晚二叠世黑色硅质岩的成因及形成机制
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Origin and Formation Mechanism of the Late Permian Black Siliceous Rocks in the Lower Yangtze Region
Gao Xue; Liu Qi; Fang Chaogang; Guo Yinghai
Published：2024-04-23
DOI：10.1021/acsomega.3c08384
研究背景
在古生代晚期，发生了一次古生代硅质事件（PCE），伴随着明显的海洋地球化学波动，如海洋酸化事件、大规模火山喷发和全球迅速变暖。然而，硅质岩的形成机制、海洋和气候变化之间的联系鲜为人知。这些问题一直存在于当前研究领域中。
研究内容
这篇论文选取了中国东南部下扬子地区的大龙组两个保存完好的深水剖面进行分析。为了记录同时期的海洋变化，研究采用了薄片鉴定、扫描电子显微镜观察和多种地球化学指标，包括总有机碳含量（TOC）、主要元素含量、微量元素含量和稀土元素含量（REEs）。研究结果显示，该地区的硅质岩主要是生物起源的。铜陵地区的范田寺剖面中镁含量低（0.10-0.94%，平均值=0.36%），表明受到区域热液流体的影响。Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>与SiO<sub>2</sub> /Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、TiO<sub>2</sub>/ΣREEs之间的相关性表明晚二叠世受到陆源物质的持续输入的极大影响。MnO/TiO<sub>2</sub>、La<sub>N</sub>/Ce<sub>N</sub>、Ce/Ce*和LREE/HREE的相关性意味着大龙组硅质岩沉积在大陆边缘环境。氧化还原地球化学数据（EF<sub>U</sub>、EF<sub>Mo</sub>和EF<sub>V</sub>）表明晚二叠世水体经历了广泛的缺氧/硫化缺氧，有助于有机物在生物降解后的保存。硅质岩的积累与中国南部经历的炎热热带气候、沿岸上升流和大陆风化富集的海洋营养物质有关，促进了高初级生产力和丰富的硅质浮游动物。火山和区域热液活动进一步增加了营养物质通量，同时发生的海洋酸化事件为硅质的保存提供了有利的化学条件，导致大龙组硅质岩的形成。
研究意义
这项研究揭示了晚二叠世硅质岩形成的新机制，强调了海洋和气候变化对地球化学过程的影响。通过深入研究这些史前岩石，我们能更好地理解地球历史上的环境演变，为未来的地质研究提供了重要参考。
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