陕西镇安二叠系碳酸盐岩粘土矿物特征及其对古气候指示

摘要

陕西镇安地区二叠纪时为古特提斯洋东部的一个孤立台地，二叠系地层连续发育，厚度巨大，是研究二叠纪古气候古环境的理想之地。本文通过对陕西镇安地区二叠系碳酸盐岩粘土矿物组合特征及相对含量的研究，来探讨研究区二叠纪的古气候特征及演化规律，并与华南、古特提斯地区进行对比，对探讨世界二叠纪古气候具有重要意义。
　　本文对陕西镇安西口二叠系剖面（下二叠统三里冲组、石门垭组与垭子组，中二叠统五里坡组和水峡口组，下二叠统西口组、熨斗滩组和龙洞川组）进行了剖面测量和系统采样。实测剖面总长度7300m，地层总厚度3143m，采集样品272件，分离提取了其中172件碳酸盐岩样品中的粘土矿物。将分离得到的粘土矿物样品分别制备成自然定向片(N)、乙二醇定向片(EG)和高温定向片(550℃)，对其进行XRD分析，并利用扫描得到的图谱进行定性分析和半定量计算。
　　结果显示研究区粘土矿物组合为伊利石（平均含量70.9％）、高岭石（平均含量7.9％）、蒙脱石（平均含量4.4％）、绿泥石（平均含量8.6％）和伊蒙混层（平均含量8.3％）。样品的Kübler指数矫正前几乎均大于0.25△θ°，矫正后均大于0.42△θ°，伊利石结晶度高，且没有出现从下往上结晶度变小的趋势，说明研究区粘土矿物受到埋藏成岩和变质作用的影响较低，可以指示源区的风化条件。
　　根据研究区粘土矿物组合特征，本文用伊利石相对含量作为恢复古气候指标，伊利石含量高指示气候寒冷干燥，反之则温暖潮湿。伊利石相对含量变化显示研究区二叠纪古气候变化可分为8个段:即阿舍尔期(Asselian)至空谷期(Kungurian)中期的干冷期(P1);空谷阶(Kungurian)中期至卡匹敦期(Capitanian)中期经历了湿热(P2)-干冷(P3)-干冷暖湿交替(P4)的变化;卡匹敦期(Capitanian)中期至吴家坪期（Wuchiapingian）早期的气候变冷(P5);吴家坪期(Wuchiapingian)早期的短暂暖湿期(P6);吴家坪期（Wuchiapingian）早期至吴家坪期(Wuchiapingian)末期的气候逐渐变冷(P7);以及长兴期（Changhsingian）干冷暖湿交替显著的气候(P8)。同时，对比研究表明，研究区二叠纪古气候变化受晚古生代冰期事件(LPIA)、Kamura事件及G-LB生物灭绝事件的影响。此外，研究区罗德期(Roadian)存在一个持续约2.4 Ma的短暂寒冷期，这与前人认为的空谷期(Kungurian)以来气候逐渐变暖不一致，该寒冷期恰好位于二叠纪的第3个冰期(P3)，暗示其可能具有更广泛的对比意义。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究概况

1．1．1 二叠纪古气候研究概况

1．1．2 粘土矿物在古气候恢复中的应用

1．2 研究区古气候研究存在的问题

1．3 研究目的及研究意义

1．4 研究方案

1．5 主要工作量

第二章 陕西西口地区区域地质特征

2．1 区域地质背景

2．2 二叠系地层

2．2．1 地层划分

2．2．2 剖面特征

第三章 研究方法

3．1 样品采集

3．2 实验仪器及所需药品

3．3 粘土矿物的提取

3．4 粘土矿物定向片制备

3．5 粘土矿物定性分析

3．6 粘土矿物半定量分析方法及结果

第四章 气候指标及可行性分析

4．1 粘土矿物的性质及分类

4．1．1 伊利石(Illite)

4．1．2 高岭石(Kaolinite)

4．1．3 蒙脱石(Montmorillonite)

4．1．4 绿泥石(Chlorite)

4．1．5 混层矿物

4．2 气候指标

4．3 可行性分析

第五章 二叠纪古气候分析

5．1 西口二叠纪古气候特征

5．2 二叠纪古气候对比

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况