论文部分内容阅读
埃迪卡拉纪～早寒武世曾发生过“雪球地球”、Rodinia超大陆裂解、“寒武纪生命大爆发”等重大地质事件，是地史上重要的转折时期。我国新疆塔里木地块阿克苏-乌什地区埃迪卡拉纪～寒武纪地层出露较好，在埃迪卡拉纪末期主要为白云岩沉积建造，早寒武世早期为含磷硅质岩、黑色页岩、磷块岩的含磷黑色岩系建造，含磷黑色岩系上覆地层为沉积碳酸盐。虽然该区早寒武世已积累了比较丰富的古生物学资料，但地层地球化学研究相对薄弱。因此，本文选择阿克苏-乌什地区，研究其埃迪卡拉纪～寒武纪古海洋沉积环境的演化，对认识新疆早寒武世含磷黑色岩系地层的地球化学特征，揭示其沉积环境和构造背景，并对中亚～华南乃至全球早寒武世地层的区域对比有重要的科学意义。
本论文选取塔里木地块阿克苏-乌什地区苏盖特布拉克剖面(埃迪卡拉纪～早寒武世地层)和尤尔美那克剖面(早寒武世地层)。通过碳、氧同位素的地球化学研究进行化学地层学的区域地层对比以及全球地层对比，对该地区晚埃迪卡拉纪～早寒武世转折时期碳同位素的负漂移进行了分析和讨论，并且利用微量元素、TOC等多种指标分析研究该地区晚埃迪卡拉纪～早寒武世的古海洋沉积环境，最后探讨了阿克苏-乌什地区磷的富集与沉积环境的关系。
碳同位素分析结果显示，苏盖特布拉克剖面埃迪卡拉系～寒武系界线附近存在具有全球性地球化学事件的δ13C负漂移。结合生物地层学的相关证据与碳同位素分析结果，研究认为塔里木盆地阿克苏-乌什地区寒武系玉尔吐斯组中下部地层可与扬子地块寒武系朱家清组(颜家河组)，印度寒武系Tal组的中下部，西伯利亚寒武系Sukharkha组，蒙古TsaganOloom组上部和Bayan Gol组下部地层对比。塔里木地块阿克苏-乌什地区埃迪卡拉系～寒武系界线位于寒武系玉尔吐斯组底部含磷层中。研究剖面埃迪卡拉系～寒武系界线附近的δ13C负漂移可能为氧气不足的底层水体上涌导致大量生物死亡，海平面上升，海水倒转等一种因素或几种因素共同作用的结果。
对苏盖特布拉克剖面和尤尔美那克剖面的微量元素特别是氧化-还原敏感元素(V、Mo、U等)及Th/U、V/(V+Ni)、V/Cr、V/Sc、Ba/Sr、6Eu、6Ce等微量元素比值的地球化学分析认为：阿克苏-乌什地区早寒武世海洋可能与扬子地块相似，均为分层海。苏盖特布拉克剖面早寒武世玉尔吐斯组底部含磷黑色岩系的沉积环境为缺氧～次氧化，沉积过程中可能有热液的参与，上覆碳酸盐沉积在次氧化的环境中。含磷黑色岩系的TOC含量较低，δCe负异常明显，通过分析认为低的TOC含量和δCe负异常特征与分层水体海平面的变化有关：富含有机质的磷矿层形成于分层海的缺氧区，由于海平面的下降使磷矿层的沉积环境转变为少氧(次氧化)环境。次氧化的沉积环境氧化分解了磷矿层中大部分的TOC(有机质)。尤尔美那克剖面底部黑色页岩沉积在缺氧～次氧化的沉积环境中，可能有热液的参与，上覆碳酸盐的沉积环境为次氧化环境。
早寒武世阿克苏.乌什地区适宜的构造环境、沉积条件以及丰富的磷质来源是玉尔吐斯组底部磷矿层形成的必备条件。研究剖面含磷建造的成矿物质主要来源于海底热液、深部洋流上升和生物，同时生物的聚磷作用对磷的富集起到了很重要的作用。研究剖面含磷建造是在海进和海退交替作用、浅海陆棚的古地理环境、丰富的成矿物质来源、缺氧～次氧化的沉积环境以及阿克苏古隆起边缘的古构造环境背景下形成的。