华南中-晚奥陶世古海洋环境演化的沉积地球化学记录

This project studies sedimentary characteristics, sedimentary sequences, and spacial and temporal evolution of composition for the rocks deposited from the platform to slope-deep water basins in south China during the middle - late Ordovician. The purpose is to understand the sea level change and evolution of paleo-ocean environments during the transition period of the middle - upper Ordovician, the influence of Ordovician rapid rise of sea level to the platform deposits, and the cause of oceanographic anoxic event during the middle - upper Ordovician. For this purpose, fine chemostratigraphic studies of trace elements including REE, stable C and O isotopes and Sr isotopes of carbonate rocks, and organic C isotopes of mudstones from the representative sedimentary sections in south China, combined with some sedimentary sequencial and paleobiological data are the major contents in this project. The results obtained in this project are significant for understanding the evolution of the Ordovician paeo-ocean and its connection with oceanographic anoxic event. In addition, it is possible to provide valuable data for evaluation of the oil-gas producing potential and for study of the generation of the Ordovician Mn ore deposits in south China.

选择华南奥陶纪碳酸盐台地、台地边缘斜坡、深水盆地典型的沉积剖面，运用沉积学、层序地层学、旋回地层学和微量元素、稀土元素、碳氧稳定同位素、有机碳同位素以及锶同位素等分析等手段，研究中-晚奥陶世碳酸盐台地-台地边缘斜坡-盆地沉积体系的沉积特征、垂向序列与时空演化规律，恢复中-晚奥陶世转折期海平面变化及古海洋环境变化，尤其重点解剖中奥陶世后全球海平面快速上升对华南地区碳酸盐台地从发展到消亡的沉积演化特点，探讨大规模古海洋缺氧事件形成的控制因素。对比不同环境沉积层序发育特征、古生物特征及其古海洋地球化学特征，建立华南地区精细的微量元素（包括稀土元素）、碳酸盐岩稳定碳氧同位素、锶同位素及泥质岩有机碳同位素演化曲线并进行全球对比。上述研究对于阐明华南奥陶纪古海洋演化特征及缺氧事件成因联系具有重要的理论意义。对华南奥陶系地层含油气性研究及沉积锰矿床研究提供理论指导。

针对华南地区奥陶纪碳酸盐台地、台地边缘斜坡、深水盆地典型的沉积剖面，运用沉积学、层序地层学、旋回地层学和碳氧稳定同位素、锶同位素等分析等手段，研究中—晚奥陶世碳酸盐台地—台地边缘斜坡—盆地沉积体系的沉积特征、垂向序列与时空演化规律，研究中—晚奥陶世转折期海平面变化及古海洋环境变化对碳酸盐台地演化的影响，尤其重点解剖中奥陶世后全球海平面快速上升对华南地区碳酸盐台地从发展到消亡的沉积演化特点，探讨大规模古海洋缺氧事件形成的控制因素。对比不同环境沉积层序发育特征、古生物特征及其古海洋地球化学特征，建立华南地区精细的碳酸盐岩稳定碳氧同位素、锶同位素演化曲线并进行全球对比。中-晚奥陶世转折期在全球范围内为海侵期 ,体现在全球范围广泛的黑色页岩沉积及笔石动物的大规模繁盛，华南地区这一时期地层发育完全，从碳酸盐台地 - 斜坡 - 外陆架盆地均有不同程度的响应。 在台地区表现为碳酸盐台地的淹没，斜坡区表现为碳酸盐重力流及黑色页岩、粉砂岩沉积，形成碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积，而在外陆架盆地区表现为黑色岩系大规模发育及笔石的大量繁盛。扬子地台黄花场剖面的87Sr/86Sr曲线在中晚奥陶世交界处牯牛潭组上部至宝塔组的中下部出现陡降，87Sr/86Sr值从0.7088快速下降至0.7083。与国际上已建立的奥陶纪锶同位素曲线吻合较好。中晚奥陶世界线附近的两次碳同位素正漂事件（MDICE和GICE）在扬子地区也发育良好，MDICE和GICE最高值分别出现在牯牛潭组上部和宝塔组中下部，其值分别为1.7‰和2.2‰。且都与锶同位素比值的陡降紧密相伴。上述研究对于阐明华南奥陶纪古海洋演化特征及缺氧事件成因联系具有重要的理论意义。对华南奥陶系地层含油气性研究及沉积锰矿床研究提供理论指导。