华南扬子地台埃迪卡拉纪陡山沱期碳同位素组成和总有机碳含量

The Doushantuo Formation in South China is one of the most well-preserved Ediacaran stratigraphic units and provides precious data to study the potential petroleum exploration owing to its exceptionally high contents of organic matter in Doushantuo black shale and carbonate rocks. Numerous studies on the Ediacaran successions have been carried out in the middle and upper Yangtze platform, whereas studies about the lower Yangtze platform are few even though relatively higher total organic carbons (TOC) contents have been found in the Lantian and low part of Xifengsi formations in this area, which hinders us understanding the distribution of potential source rock in Ediacaran. In this project, we will carry out the high resolution of litho, TOC and carbon (organic and inorganic carbon) isotopic chemostratigraphic studies on the both shallow and deep water facies Ediacaran successions in the lower Yangtze platform. Combined with other geochemical analysis, the high-resolution Ediacaran isotopic chemostratigraphy from the lower Yangtze platform will improve our knowledge on the regional TOC spatial and temporal distribution, as well as carbon isotopic distribution patterns and their possible causation. In addition, intergrated studies on the deep and shallow water facies successions, this project is designed to investigate the spatial variations of the palaeooxidation gradience from shallow to deep oceans, and to discuss the causation and process of the pronounced carbon isotope negative shift and their regional and global correlations. The research results will provide important clues for understanding the evolutionary pattern of the paleoenvironmental redox status and the exploration of the potential petroleum source rocks.

华南扬子台地发育较好的埃迪卡拉系地层，其陡山沱期的黑色页岩和碳酸盐岩中含有大量有机质，是重要的潜在烃源岩。以往研究多集中在以峡东地区为代表的中上扬子区，尽管下扬子区以蓝田组和西峰寺组下段为代表的陡山沱期地层中的总有机碳含量显著高于峡东地区，但因其化学地层学相关研究较为薄弱，阻碍了我们对该时期潜在烃源岩时空分布特征的总体认识。本项目选取下扬子区系列地层为研究对象，获取高分辨率岩性变化、TOC含量、碳（有机碳、无机碳）同位素数据，并综合分析其他地化数据（氧、硫同位素、微量元素）。本研究将完善下扬子区埃迪卡拉系不同沉积相剖面的高分辨率化学地层数据，获得陡山沱期总有机碳的时空分布特征，揭示华南扬子地台碳同位素组成异同及其成因，进而探讨该时期古海洋从深至浅氧化还原梯度的空间变化，分析影响有机质分布的因素，以及碳同位素负漂移的引发机制和发生过程。研究结果可为该时期潜在的烃源岩的勘探提供新的见解和线索。

华南扬子地台埃迪卡拉纪陡山沱期的黑色页岩和碳酸盐岩中含有大量有机质，是重要的潜在烃源岩。以往研究多集中在以峡东地区为代表的中上扬子区，而忽略了以蓝田组和西峰寺组为代表的下扬子区陡山沱期的沉积地层研究。本项目以此为前提，选取下扬子区沉积地层为研究对象，旨在获取该区高分辨率的岩性变化、TOC%、碳、硫同位素数据，及所反映的古环境变化。研究内容包括系统开展了埃迪卡拉纪浙西、皖南地区不同沉积相区露头剖面同位素组成的研究，详细分析了该地区不同沉积相区地层中高分辨率TOC%、碳（δ13Ccarb、δ13Corg）、硫（δ34SCAS、δ34Spyr）同位素组成的时空变化。利用安徽南部埃迪卡拉纪深水相岩芯剖面，综合分析了埃迪卡拉纪早中期深水区海洋沉积物的高分辨率TOC%、无机碳（δ13Ccarb）、有机碳（δ13Corg）、氧（δ18O）、硫酸盐中的硫（δ34SCAS）、黄铁矿中的硫（δ34Spyr）、沉积物中的氮（δ15Nsed）稳定同位素的协同变化特征，并与峡东地区浅水相地层分析结果进行了详细的时间和空间上的对比。在以上工作基础上，对黑色页岩中两类丘尔藻化石及其赋存的岩石进行了详细的化石结构、岩石学、总有机碳（TOC）、总硫（TS）和黄铁矿硫同位素（δ34Spyr）等研究。尝试进行了黑色页岩中黄铁矿形成机理的研究，以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例，识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征，对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。利用天文旋回方法，采用自然伽马测井数据为替代指标，重建了华南宜昌埃迪卡拉系陡山沱组1米左右的沉积周期。以上研究结果丰富了陡山沱时期潜在烃源岩的勘探资料，提供了进一步的勘探依据。