藏南江孜侏罗系/白垩系界线时期古海洋环境分析

doi:10.13745/j.esf.sf.2019.8.24

地学前缘 ›› 2020, Vol. 27 ›› Issue (4): 272-281.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.24

藏南江孜侏罗系/白垩系界线时期古海洋环境分析

高莲凤¹^,²(), 李璞壮¹, 张振国¹^,²^,^*(), 万晓樵³, 夏世强¹, 董桂玉¹, 王兆生¹, 冷春鹏¹, 张盈¹, 姚纪明¹, 张琳婷¹, 于江涛¹, 殷世艳¹

1.华北理工大学矿业工程学院, 河北唐山 063210
2.辽宁工程技术大学矿业学院, 辽宁阜新 123000
3.中国地质大学(北京) 生物地质与环境地质国家重点实验室, 北京 100083

收稿日期:2018-11-21 修回日期:2019-06-05 出版日期:2020-07-25 发布日期:2020-07-25
通讯作者: 张振国
作者简介:高莲凤(1970—),女,博士,教授,主要从事古生物学与地层学、古海洋学等领域的教学与研究。E-mail: ytgaolf@163.com
基金资助:
国际地质联合会全球对比计划项目(IGCP679);国家自然科学基金项目(41972004);中国地质调查局地质调查项目(DD20190009);中国地质调查局地质调查项目(1212010711603);河北省自然科学基金项目(D2017209236);河北省自然科学基金项目(E2019209339)

Paleoceanographic environment in Gyangzê, South Tibet during the Jurassic-Cretaceous boundary interval

GAO Lianfeng¹^,²(), LI Puzhuang¹, ZHANG Zhenguo¹^,²^,^*(), WAN Xiaoqiao³, XIA Shiqiang¹, DONG Guiyu¹, WANG Zhaosheng¹, LENG Chunpeng¹, ZHANG Ying¹, YAO Jiming¹, ZHANG Linting¹, YU Jiangtao¹, YIN Shiyan¹

1. College of Mining Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, China
2. College of Mining Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China
3. State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China

Received:2018-11-21 Revised:2019-06-05 Online:2020-07-25 Published:2020-07-25
Contact: ZHANG Zhenguo

摘要/Abstract

摘要：

为了探讨西藏南部江孜一带侏罗系/白垩系界线时期海洋沉积环境的变化,本研究对采自藏南江孜甲不拉沟剖面的样品进行了常量、微量和稀土元素分析。Fe₂O₃+MgO与TiO₂、Al₂O₃/SiO₂关系判别图显示,从晚侏罗世维美组到早白垩世甲不拉组,研究区构造运动相对平静,基本上以大洋岛弧的构造演化为主,继承性明显。Mn、Fe、V、Co、Ni、REE等指标元素和U/Th、V/Cr、Sr/Ba、La_n/Yb_n、V/(V+Ni)等比值结合显示,沉积条件从维美组浅海富氧、高盐、高沉积速率的环境演化为早白垩世甲不拉组深海、水体分层、沉积速率降低、具有明显深海沉积特征的环境。地化数据分析结果总体上与岩性成因分析相一致,即从维美组砂岩的浅海相沉积到甲不拉组下部的粉砂岩和上部的钙质泥岩、黑色页岩,水体经历了由浅到深的变化过程。

关键词: 侏罗系/白垩系界线, 地球化学特征, 古海洋环境, 江孜, 西藏南部

Abstract:

In order to investigate the evolution of marine sedimentary environments during the Jurassic-Cretaceous transition in the Gyangzê area, South Tibet, we collected samples from the Jiabulagou section, and performed major, trace and rare earth element analysis. The discrimination diagrams (Fe₂O₃+MgO vs. TiO₂ or Al₂O₃/SiO₂) showed that, from the Late Jurassic Weimei Formation to the Early Cretaceous Jiabula Formation, the tectonic setting in the study area is mainly oceanic island arc. The index elements of Mn, Fe, V, Co, Ni and REE, and U/Th, V/Cr, Sr/Ba, La_n/Yb_n and V/(V+Ni) ratios showed that the deposition conditions evolved from the Weimei Formation environment, characterized by shallow sea, oxygen-enriched, high-salt and high deposition rate, to the Early Cretaceous Jiabula Formation environment, featuring deep sea, water stratification and decreasing sedimentation rate, with obvious characteristics of deep sea sedimentary environment. The geochemical data were consistent with tectonic discrimination diagram, i.e., shallow sea facies sediment, indicated by sandstone in the Weimei Formation, and siltstone in the lower and calcareous mudstone in the upper Jiabula Formation, experienced water changes from shallow to deep.

Key words: Jurassic-Cretaceous boundary, geochemical characteristics, paleoceanographic environment, Gyangzê aera, South Tibet

中图分类号:

高莲凤, 李璞壮, 张振国, 万晓樵, 夏世强, 董桂玉, 王兆生, 冷春鹏, 张盈, 姚纪明, 张琳婷, 于江涛, 殷世艳. 藏南江孜侏罗系/白垩系界线时期古海洋环境分析[J]. 地学前缘, 2020, 27(4): 272-281.

GAO Lianfeng, LI Puzhuang, ZHANG Zhenguo, WAN Xiaoqiao, XIA Shiqiang, DONG Guiyu, WANG Zhaosheng, LENG Chunpeng, ZHANG Ying, YAO Jiming, ZHANG Linting, YU Jiangtao, YIN Shiyan. Paleoceanographic environment in Gyangzê, South Tibet during the Jurassic-Cretaceous boundary interval[J]. Earth Science Frontiers, 2020, 27(4): 272-281.

图/表 9

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样号	w_B/%
样号	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	MnO	TiO₂	P₂O₅	FeO	LOI
1	57.77	19.39	7.40	0.793	0.405	0.520	4.07	0.005	1.03	0.158	0.71	7.62
2	62.05	15.14	9.79	1.090	0.578	0.354	2.55	0.021	1.05	0.145	1.75	6.57
3	66.65	13.97	7.53	0.951	0.492	0.404	2.31	0.016	1.08	0.123	1.90	6.15
4	64.06	16.27	7.20	0.953	0.609	0.442	2.84	0.011	1.11	0.125	1.25	6.05
5	63.02	16.04	7.71	1.021	0.452	0.411	2.81	0.008	1.21	0.144	1.91	6.85
6	60.76	16.64	9.24	1.081	0.598	0.477	2.62	0.041	1.05	0.135	2.50	6.61
7	62.08	15.28	9.98	0.882	0.473	0.424	2.52	0.011	1.13	0.131	1.75	6.61
8	57.01	18.85	9.43	1.240	0.705	0.548	3.07	0.025	1.12	0.160	2.25	7.23
9	59.19	18.33	8.51	1.231	0.707	0.685	3.10	0.053	1.21	0.140	1.90	6.53
10	57.28	22.01	5.81	0.668	0.450	0.920	3.99	0.009	1.06	0.081	1.00	7.18
11	60.85	16.84	8.81	1.091	0.630	0.654	2.78	0.068	1.18	0.125	2.00	6.68
12	57.46	19.27	8.41	1.051	0.515	0.808	2.96	0.016	1.23	0.166	1.75	7.72
13	63.41	16.73	7.87	1.210	0.501	0.716	2.50	0.016	1.12	0.136	4.45	5.53
14	58.78	18.08	8.89	0.899	0.489	0.713	2.91	0.025	1.22	0.165	1.85	7.60
15	57.48	19.05	8.16	1.061	0.526	0.746	3.16	0.016	1.23	0.188	2.30	7.91
16	57.93	18.80	8.52	1.261	0.580	0.787	3.04	0.029	1.19	0.169	2.95	7.24
17	62.39	14.15	9.51	1.601	2.010	0.639	1.81	0.025	1.18	0.134	6.35	6.35

样号	w_B/%
样号	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	MnO	TiO₂	P₂O₅	FeO	LOI
1	57.77	19.39	7.40	0.793	0.405	0.520	4.07	0.005	1.03	0.158	0.71	7.62
2	62.05	15.14	9.79	1.090	0.578	0.354	2.55	0.021	1.05	0.145	1.75	6.57
3	66.65	13.97	7.53	0.951	0.492	0.404	2.31	0.016	1.08	0.123	1.90	6.15
4	64.06	16.27	7.20	0.953	0.609	0.442	2.84	0.011	1.11	0.125	1.25	6.05
5	63.02	16.04	7.71	1.021	0.452	0.411	2.81	0.008	1.21	0.144	1.91	6.85
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7	62.08	15.28	9.98	0.882	0.473	0.424	2.52	0.011	1.13	0.131	1.75	6.61
8	57.01	18.85	9.43	1.240	0.705	0.548	3.07	0.025	1.12	0.160	2.25	7.23
9	59.19	18.33	8.51	1.231	0.707	0.685	3.10	0.053	1.21	0.140	1.90	6.53
10	57.28	22.01	5.81	0.668	0.450	0.920	3.99	0.009	1.06	0.081	1.00	7.18
11	60.85	16.84	8.81	1.091	0.630	0.654	2.78	0.068	1.18	0.125	2.00	6.68
12	57.46	19.27	8.41	1.051	0.515	0.808	2.96	0.016	1.23	0.166	1.75	7.72
13	63.41	16.73	7.87	1.210	0.501	0.716	2.50	0.016	1.12	0.136	4.45	5.53
14	58.78	18.08	8.89	0.899	0.489	0.713	2.91	0.025	1.22	0.165	1.85	7.60
15	57.48	19.05	8.16	1.061	0.526	0.746	3.16	0.016	1.23	0.188	2.30	7.91
16	57.93	18.80	8.52	1.261	0.580	0.787	3.04	0.029	1.19	0.169	2.95	7.24
17	62.39	14.15	9.51	1.601	2.010	0.639	1.81	0.025	1.18	0.134	6.35	6.35

地层	参数类型	w_B/%
地层	参数类型	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	Fe₂O₃	FeO	MnO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	MgO
维美组 J₃w	最高值	66.65	19.39	1.21	9.98	2.50	0.053	0.707	0.685	4.07	0.160	1.240
	最低值	57.01	13.97	1.03	7.20	0.71	0.005	0.405	0.354	2.31	0.123	0.793
	平均值	61.40	16.66	1.11	8.53	1.77	0.021	0.577	0.474	2.877	0.140	1.027
甲不拉组 K₁j	最高值	63.41	22.01	1.23	9.51	6.35	0.068	2.010	0.920	3.99	0.188	1.601
	最低值	57.28	14.15	1.06	5.81	1.00	0.009	0.450	0.639	1.81	0.081	0.668
	平均值	59.45	18.12	1.176	8.25	2.83	0.026	0.713	0.748	2.894	0.146	1.105

地层	参数类型	w_B/%
地层	参数类型	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	Fe₂O₃	FeO	MnO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	MgO
维美组 J₃w	最高值	66.65	19.39	1.21	9.98	2.50	0.053	0.707	0.685	4.07	0.160	1.240
	最低值	57.01	13.97	1.03	7.20	0.71	0.005	0.405	0.354	2.31	0.123	0.793
	平均值	61.40	16.66	1.11	8.53	1.77	0.021	0.577	0.474	2.877	0.140	1.027
甲不拉组 K₁j	最高值	63.41	22.01	1.23	9.51	6.35	0.068	2.010	0.920	3.99	0.188	1.601
	最低值	57.28	14.15	1.06	5.81	1.00	0.009	0.450	0.639	1.81	0.081	0.668
	平均值	59.45	18.12	1.176	8.25	2.83	0.026	0.713	0.748	2.894	0.146	1.105

样号	w_B/10^-6
样号	Sc	V	Cr	Mo	Ni	Co	Cu	Zn	Rb	Sr	Ba	Hf	Th	U
1	18.5	253	127	0.559	14.6	2.76	24.1	61.5	164	123	1 205	7.02	25.4	2.77
2	15.9	183	89.5	0.996	40.8	16.5	28.5	117	92.5	84.0	845	5.53	22.8	2.33
3	13.2	153	77.1	0.818	32.7	11.9	19.0	180	87.6	84.9	753	5.70	20.8	2.17
4	14.5	168	86.5	0.598	40.6	14.2	21.5	120	106	97.3	849	6.01	24.2	2.39
5	15.9	190	92.9	0.419	26.6	6.93	18.1	92.2	106	98.0	853	5.12	20.1	2.15
6	18.0	201	98.2	0.716	39.3	16.1	27.8	133	98.5	98.4	891	5.88	24.1	2.65
7	16.0	111	83.6	0.811	38.4	19.9	22.6	92.7	90.6	83.8	708	5.04	19.8	2.04
8	19.3	216	105	0.567	46.0	18.1	35.6	140	119	108	931	6.28	23.2	2.74
9	18.2	198	98.0	0.881	48.3	21.4	47.3	135	116	106	1 010	5.63	24.1	2.96
10	20.4	151	115	0.696	18.2	8.42	48.5	64.7	166	118	1 364	6.03	27.4	3.59
11	18.6	190	94.4	0.554	30.8	10.0	46.5	144	108	97.7	963	5.73	21.7	2.75
12	18.7	215	107	0.821	32.5	8.90	36.6	111	115	104	940	5.78	25.0	2.85
13	16.2	210	102	0.746	42.1	10.4	40.7	133	95.1	82.6	862	6.09	23.5	2.90
14	19.4	221	110	0.942	38.1	24.0	34.9	120	122	97.4	1 028	6.21	25.3	3.00
15	19.4	208	111	0.583	38.3	11.9	28.5	118	126	106	1 035	6.26	24.1	3.12
16	18.5	142	107	0.768	37.4	11.7	32.3	118	118	92.4	978	5.59	24.3	2.72
17	13.9	101	81.4	0.501	33.2	11.5	20.6	117	71.1	74.5	542	5.56	20.7	2.19

藏南江孜侏罗系/白垩系界线时期古海洋环境分析

Paleoceanographic environment in Gyangzê, South Tibet during the Jurassic-Cretaceous boundary interval

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样号	岩性	层位	地层
1	钙质粉砂岩	2	维美组
2	石英砂岩	3	维美组
3	石英砂岩	3	维美组
4	钙质粉砂岩	4	维美组
5	钙质粉砂岩	6	维美组
6	钙质泥岩	7	维美组
7	钙质粉砂岩	8	维美组
8	钙质粉砂岩	9	维美组
9	钙质粉砂岩	9	维美组
10	钙质泥岩	10	甲不拉组
11	黑色泥岩	11	甲不拉组
12	黑色泥岩	12	甲不拉组
13	黑色泥岩	13	甲不拉组
14	钙质泥岩	14	甲不拉组
15	钙质粉砂岩	15	甲不拉组
16	钙质粉砂岩	16	甲不拉组
17	粉砂质泥岩	18	甲不拉组

样号	w_B/10^-6
样号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	∑REE
1	70.4	143	15.8	59.0	10.2	2.05	7.47	1.13	6.00	1.10	3.36	0.54	3.42	0.54	324.01
2	54.3	111	12.3	46.6	8.31	1.56	5.98	0.96	5.18	0.93	2.77	0.44	2.75	0.42	253.50
3	50.9	104	11.7	43.7	7.38	1.34	5.08	0.79	4.53	0.83	2.56	0.42	2.65	0.41	236.29
4	54.4	111	12.4	44.8	7.51	1.36	5.29	0.86	4.63	0.85	2.65	0.43	2.77	0.43	249.38
5	49.7	102	11.1	40.3	6.51	1.19	4.07	0.66	3.96	0.77	2.46	0.41	2.60	0.39	226.12
6	57.6	120	13.1	49.8	9.31	1.73	6.90	1.10	5.80	1.03	3.05	0.48	3.05	0.46	273.41
7	47.4	101	11.3	43.5	7.87	1.49	5.49	0.84	4.55	0.83	2.57	0.39	2.59	0.39	230.21
8	59.6	124	13.6	52.9	10.1	1.96	7.56	1.20	6.26	1.12	3.32	0.53	3.38	0.51	286.04
9	54.1	116	12.4	47.1	8.31	1.65	6.18	1.03	5.50	1.01	3.05	0.48	3.15	0.48	260.44
10	63.0	124	13.3	47.3	7.29	1.23	4.04	0.64	3.96	0.81	2.68	0.45	2.93	0.46	272.09
11	51.2	119	11.9	44.7	7.88	1.52	5.83	0.97	5.42	1.01	3.03	0.47	3.09	0.47	256.49
12	54.2	113	12.3	45.5	7.85	1.59	5.78	0.92	5.23	0.99	3.06	0.51	3.24	0.40	254.57
13	45.9	103	10.8	40.9	7.28	1.31	5.42	0.93	5.23	0.96	3.02	0.47	3.04	0.47	228.73
14	58.6	124	13.3	48.9	8.72	1.65	6.06	0.98	5.39	1.04	3.14	0.51	3.32	0.51	276.12
15	59.3	128	13.6	51.2	8.96	1.78	6.60	1.04	5.80	1.09	3.40	0.55	3.45	0.54	285.31
16	55.4	114	12.6	46.4	7.81	1.58	5.67	0.94	5.18	0.96	2.97	0.48	3.13	0.49	257.61
17	50.6	109	12.0	45.3	7.86	1.54	6.02	0.97	5.02	0.94	2.86	0.45	2.88	0.44	245.88

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