四川盆地东部开江-梁平海槽东西两侧三叠系飞仙关组碳酸盐岩碳氧同位素组成对比及古海洋学意义

摘要

海相碳酸盐岩的碳氧同位素组成具有显著的古海洋学意义,其组成具有随时间变化的长期趋势,但不同沉积环境中古海水碳氧同位素组成的异同仍存在争议并需要进一步深入研究.本文测试了四川盆地东部开江-梁平海槽东侧孤立台地内的四川宣汉渡口剖面飞仙关组及相邻地层133件海相碳酸盐岩样品的碳氧同位素组成,对比研究了海槽西侧作为镶边陆棚沉积的华蓥/邻水仰天窝剖面对应地层样品的碳氧同位素组成.研究表明,孤立碳酸盐台地和镶边陆棚飞仙关组具有非常类似的碳同位素组成和演化趋势,并与对应时间全球海水碳同位素演化趋势一致,显示全球事件是海水碳同位素组成的主要控制因素.然而,开江-梁平海槽东侧孤立碳酸盐台地和西侧镶边陆棚飞仙关组的氧同位素组成并不完全一致,存在如下共性和个性:(1)两种台地类型飞仙关组的氧同位素组成都显示出类似的变化样式,即从二叠-三叠纪界线附近δ18O的低值演化至其余时间相对稳定的氧同位素组成,曲线主体氧同位素组成也具有类似的变化幅度;(2)两种台地类型飞仙关组底部地层中都检测到氧同位素组成非常低的样品,它们可能不完全是成岩蚀变的结果,如可能与界线附近广泛的热事件有关,但仍需要数据的进一步积累以及更多剖面高分辨率年代框架内氧同位素的对比研究;(3)孤立台地内碳酸盐岩δ18O显著低于镶边陆棚,差值达到1‰左右,由此换算的古海水温度差值大致在4℃左右,显示孤立台地内部具有更高的碳酸盐形成温度;(4)孤立台地存在一些氧同位素组成较正、且显著偏离演化曲线主体的样品,其高δ18O值的原因除白云石-水和方解石-水具有不同的氧同位素分馏系数以外,同时还反映海槽东侧孤立台地内部飞仙关组沉积时海水具有较高的盐度.开江-梁平海槽东西两侧氧同位素组成的差别表明东侧孤立碳酸盐台地内海水比西侧镶边陆棚内具有更高的温度和盐度,海水循环更受限制,台内海水更具有白云石化作用的潜力,这不仅造成东侧台地内飞仙关组发育更多的与萨布哈模式有关的准同生白云岩,还会通过回流作用或台内热对流作用造成台地边缘滩相颗粒岩的白云石化,这使得开江-梁平海槽东侧的滩相颗粒岩更可能成为质量较好的颗粒白云岩储层.