华南新元古代陡山沱早期“冷泉”沉积记录与潜在烃源岩关系探讨

【作者】 王家生； 魏清；

【机构】 中国地质大学； 中国地质大学材料与化学工程学院；

【摘要】 为了探索新元代古"雪球事件"结束前后古海洋"冷泉"活动、环境效应与潜在烃源岩形成的关系,对华南地区广泛分布的新元古代陡山沱组一段"盖帽"白云岩进行了区域地层、沉积构造、自生矿物、地球化学等研究。区域地层对比和沉积物组成研究表明,自台地相（例如三峡地区）向斜坡相（例如湖南四都坪地区）,陡山沱组地层厚度从大变小、碎屑物粒度从粗变细、灰质组份逐渐减少、硅质组份逐渐增多。滑塌构造广泛发育在斜坡相（四都坪）陡山沱组内部。陡山沱组一段的"盖帽"白云岩的碳稳定同位素值具有明显的负偏特征,在其中三个剖面（九龙湾、花鸡坡、长阳）上发现白云岩的碳稳定同位素值低达-40‰（PDB）以下,说明甲烷活动参与了部分碳酸盐类矿物的形成过程。"盖帽"白云岩内部广泛发育"帐篷"构造和"层状"裂隙。重晶石结晶"扇"顺层发育,硫同位素值高达+50.62‰（CDT）,伴生的草莓状黄铁硫稳定同位素也高达+34‰（CDT）,可能暗示硫同位素分馏速度较快。上述证据表明,新元古代"雪球事件"结束时华南古海底可能发育甲烷"冷泉"系统,大量涌出的甲烷通过厌氧氧化作用（AOM,anaerobic oxidation ofmethane）产生大量的重碳酸根（CO₃^-）和硫化氢（HS^-）,前者与钙离子结合形成极低碳稳定同位素的方解石和白云石,后者与铁离子结合可形成黄铁矿等自生矿物。与此同时,甲烷的有氧氧化作用,消耗掉海水和大气中的大量游离氧气,可能导致海水缺氧和大气中二氧化碳的比例增多。因此,华南新元古代"雪球"事件结束后的陡山沱早期海底甲烷"冷泉"事件可能导致了一个极度缺氧和还原的海洋环境,十分有利于有机质的沉淀和保存,使得上覆陡山沱组二段地层富含大量的有机质,最终成为一套潜在的烃源岩。更多还原