吉林大学学报(地球科学版)

• 地质与资源 • 上一篇    下一篇

湖北江陵凹陷古新统沙市组四段硫酸盐硫同位素组成及其地质意义

王春连1,刘成林1,徐海明1,王立成1,沈立建2   

  1. 1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037;
    2.中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083
  • 收稿日期:2012-11-22 出版日期:2013-05-26 发布日期:2013-05-26
  • 通讯作者: 刘成林(1963-),男,教授,博士生导师,主要从事盐湖沉积与钾盐矿床方面研究 E-mail:liuchengl@263.net
  • 作者简介:王春连(1983-),男,博士研究生,主要从事矿床学方面研究,E-mail:wangchunlian312@yahoo.com.cn
  • 基金资助:

    国家“973”计划项目(2011CB403007);中国地质调查局钾盐资源调查评价项目(1212010011808)

Sulfur Isotopic Composition of Sulfate and Its Geological Significance of Member 4 of Palaeocene Shashi Formation in Jiangling Depression of Hubei Province

Wang Chunlian1, Liu Chenglin1, Xu Haiming1, Wang Licheng1, Shen Lijian2   

  1. 1.Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037, China;
    2.School of Earth Sciences and Resources, China University of Geoscienses, Beijing100083, China
  • Received:2012-11-22 Online:2013-05-26 Published:2013-05-26

摘要:

江汉盆地江陵凹陷古新统沙市组四段硬石膏和钙芒硝中硫同位素组成为25.2‰~32.6‰,远远高于同时期海水硫同位素(20‰)。结合研究区古新统沙四段蒸发岩87Sr/86Sr研究,借助Mg、Ca、Sr、Ba等元素及其Mg/Ca、Sr/Ba,认为江陵凹陷沙四段时期湖盆为封闭的陆相盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育和指示气候干旱程度的Fe2O3/FeO特征,可以推断研究区在沙市组四段沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。在温暖干旱的气候环境下,硫酸盐沉积物供给率较低,因此当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。通过Fe、Mn、Al、 Mg、Ca、Ni、V 、Co、Cu等主微量元素以及Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、w(V+Ni+Mn)、V/(V + Ni)、Ni /Co、Cu/Zn的研究表明,研究区沙市组四段环境为湖盆浪基面之下的缺氧还原环境,为常年性较深水分层湖泊。上述缺氧沉积环境下存在大量的厌氧细菌,表生(≤50 ℃)条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO2-4还原成H2S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,再加上当时的内陆环境对硫酸盐是相对封闭的,这种硫循环过程是造成研究区硬石膏和钙芒硝硫同位素值较高的原因,也是研究区最重要的硫同位素分馏过程。

关键词: 厌氧细菌, 江陵凹陷, 硫酸盐, 硫同位素, 还原作用, 沉积环境, 古新统

Abstract:

The sulphur isotope of anhydrite and glauberite in Member 4 of Palaeocene Shashi Formation in Jiangling depression changes between 25.2‰-32.6‰, which is much higher than the sulphur isotope of synchronism sea water (20‰). Through the study of strontium isotope in evaporate in Member 4 of Palaeocene Shashi Formation and the comparison analysis of Mg, Ca, Sr, Ba content and Sr/Ba, Mg/Ca ratio, the authors propose that lake basin of Jiangling depression is closed continental salt lake facies. Primary glauberite, typically warm facies saline minerals, is widely developed in this formation. The Fe2O3/FeO ratio represents drought climate. This feature reveals that Palaeocene Shashi Formation of south Jiangling depression in Jianghan basin is drought and warm paleoclimate. In drought and warm paleoclimate condition, because of the low supply rate of sulphate deposites, the sedimentary environment at that time is closed to sulfate. Through the study of main trace element, including Fe, Mn, Al, Mg, Ca, Ni, V, Co, Cu and Fe/Mn, (Fe+Al)/(Ca+Mg), w(V+Ni+Mn), V/(V+Ni), Ni/Co,Cu/Zn ratio, it reveals that the environment of Member 4 of Shashi Formation is anoxic and reducing environment under wave base of lake basin, which is relative deep layered lake for years. A lot of anaerobic bacteria lived in this anoxic sedimentary environment. Under hypergene condition (≤50 ℃), anaerobic bacteria reduced SO2-4 to H2S, which reacted with metal ion to form sulfide or escaped from the system. In addition, the continental environment at that time is relative closed to sulfate. This cyclicprocess caused the high sulphur isotope value of anhydrite and glauberite, which was also the most important sulfur isotope fractionation process in the study area.

Key words: anaerobic bacteria, Jiangling depression, sulfate, sulfur isotopic, reduction, sedimentary environment, Paleocene

中图分类号: 

  • P597.2
[1] 于影, 陈俊杰, 林耿煨, 李青松. 多孔结构CuFe2O4-P材料制备及其催化过一硫酸盐降解咖啡因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 1002-1012.
[2] 柳蓉, 何天鑫, 张浩然, 刘强浩, 张苡铭. 中国典型含油气盆地热液作用及其对沉积环境的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1785-1805.
[3] 邢昌柱, 韩四红, 陈久灿, 刘娜.

粉状黑云母活化过硫酸盐降解染料活性绿19的活化机制 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1298-1308.

[4] 易定红, 刘应如, 李积永, 李红哲, 徐晓玲, 吴颜雄, 王爱萍, 马元琨, 涂加沙, 贾正良. 柴达木盆地南八仙地区渐新世沉积环境及储层物性控制因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 705-720.
[5] 周元发, 王腾飞, 周维维. 沉积型磷质岩粒度特征及其指示意义:以云南镇雄县羊场磷矿为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 758-774.
[6] 何中波, 冀华丽, 胡宝群, 孙萧, 钟军, 杨喆, 陈虹. 准噶尔盆地北部晚白垩世至新近纪沉积介质环境演化特征及其对铀成矿的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 800-810.
[7] 郭春涛, 史江涛, 刘亮, 荆雪婷, 刘杨晋. 塔里木盆地塔河地区中下奥陶统沉积特征及其演化模式#br#[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(1): 68-82.
[8] 高家俊, 孟庆涛, 曾文人, 李金国, 李丽, 康嘉楠, . 依兰盆地始新统达连河组油页岩有机地球化学特征及沉积环境分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(1): 60-72.
[9] 梁天意, 刘敬党, 李猛猛, 王刚, 李琛, 王利. 大兴安岭中段林西组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 442-462.
[10] 李天军, 黄志龙, 王瑞, 苟红光, 张品, 殷越. 银根—额济纳旗盆地天草凹陷下白垩统巴音戈壁组有效烃源岩地球化学特征及其形成环境[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 957-972.
[11] 任何军, 林雯雯, 鲁松, 李婷婷, 周睿. 热活化过硫酸盐降解氧氟沙星特性及响应面优化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 887-897.
[12] 范蕾, 王国芝, 石学法, Astrid Holzheid, Basem A. Zoheir. 南大西洋中脊26°S热液区成矿物质来源探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(6): 1648-1659.
[13] 李洪梁, 李光明, 丁俊, 张志, 卿成实, 付建刚, 凌晨, 刘宇奇. 藏南扎西康铅锌多金属矿床成因——硫化物原位硫同位素证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(5): 1289-1303.
[14] 黄式庭, 于晓飞, 吕志成, 刘家军, 李永胜, 杜泽忠, 吕鑫, 孙海瑞, 杜轶伦. 甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(5): 1387-1403.
[15] 刘娜, 张朋朋, 丁隆真, 陈红, 焦昕倩. 氮掺杂碳材料活化过硫酸盐降解4-氯苯酚[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(4): 1173-1181.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 吴远坤, 刘成林, 于春勇. 松辽盆地双城断陷深层原油成藏模式[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1443 -1456 .
[2] 马荣,石建省,刘继朝. 人工内分泌网络模型在水文地质参数研究中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(3): 914 -921 .
[3] 李宁, 王成文. 东北及邻区晚古生代地层接触关系与佳-蒙地块的形成和演化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(5): 1331 -1340 .
[4] 胡大千,初凤友,姚 杰. 中太平洋YJA海山富钴结壳矿物组成与元素地球化学[J]. J4, 2006, 36(01): 32 -0037 .
[5] 姜 雪, 程日辉,于民凤. 裂谷地层的气候和构造控制:Zscape模型分析与在松辽盆地北安断陷的应用[J]. J4, 2006, 36(01): 54 -0059 .
[6] 李春柏,张新涛,刘 立,任延广,孟 鹏. 布达特群热流体活动及其对火山碎屑岩的改造作用--以海拉尔盆地贝尔凹陷为例[J]. J4, 2006, 36(02): 221 -0226 .
[7] 孟宪纲,薄万举,刘志广,刘勇,畅柳,李朝柱,王子平. 芦山7.0级地震与巴颜喀拉块体中东段的活动性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(5): 1705 -1711 .
[8] 陈欢庆, 梁淑贤, 舒治睿, 邓晓娟, 彭寿昌. 冲积扇砾岩储层构型特征及其对储层开发的控制作用——以准噶尔盆地西北缘某区克下组冲积扇储层为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(1): 13 -24 .
[9] 贾大成,邢立新, 潘 军, M. J. van Bergen, H. van Roermund. 伊通上地幔剪切带捕虏体中富铝尖晶石的地球化学特征[J]. J4, 2006, 36(04): 497 -502 .
[10] 谢忠雷,杨佰玲,包国章,董德明. 茶园土壤不同形态镍的含量及其影响因素[J]. J4, 2006, 36(04): 599 -604 .