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始新世低纬度裂谷湖有机质富集的构造-气候耦合控制机制:来自亚洲大陆边缘的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Marine and Petroleum Geology 3.7
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针对裂谷湖有机质富集机制不清这一科学问题,研究人员以南海北部始新世流沙港组为例,通过沉积学-地球化学-孢粉学多学科交叉,揭示了构造活动空间(EECO)与气候扰动协同控制生产力-缺氧-保存效率的三种富集模式,为全球新生代陆相烃源岩评价提供了新范式。
在探索地球碳循环奥秘的征程中,裂谷湖泊系统长期扮演着"熟悉的陌生人"角色。相比海洋环境,这些陆相盆地虽然仅占全球水域面积的极小部分,却因其对气候-构造扰动的高度敏感性,成为解码碳埋藏机制的关键密码箱。始新世流沙港组的黑色页岩,如同封存了5000万年前的"地质U盘",记录着低纬度裂谷湖在极端气候事件下的有机质富集密码。
传统理论框架将有机质富集简化为生产力与缺氧保存的二元博弈,但南海北部始新世裂谷盆地的复杂表现打破了这一认知。中国海洋石油集团有限公司湛江分公司联合中国地质大学的研究团队,选取北部湾盆地流沙港组为研究对象,通过174个岩心样品的多学科解码,揭示了构造-气候-湖泊系统的三重奏如何谱写有机质富集的交响乐章。
研究团队采用四大关键技术路径:X射线衍射(XRD)矿物组成分析、Rock-Eval热解评价烃源岩品质、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定微量元素、以及孢粉组合的古环境重建。特别关注了E2
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段下部优质烃源岩层,通过系统对比其与上部贫有机质层的差异,构建了动态富集模型。
【Lithology and mineralogy】揭示流沙港组三分性:下部E2
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以砂泥互层为主,中部E2
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底部发育高TOC(>4%)页岩,上部E2
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回归泥质沉积。黏土矿物组合显示E2
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段存在显著的化学风化增强事件。
【Paleoproductivity】通过生物标志化合物(如甾烷/藿烷比值)和生产力指标(Ba/Al、Cu/Al),证实E2
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下部存在藻类勃发事件,其初级生产力可达现代富营养化湖泊的3倍。
【Conclusions】提出三大创新认识:(1)裂谷强烈活动期形成的深水滞留盆地,叠加EECO气候最适期的温暖湿润条件,造就了分层水体结构——表层藻华绽放,底层硫化氢弥漫;(2)垂直分异机制:E2
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下部因火山物质输入带来营养盐"加餐",而E2
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上部受气候变冷和硅酸盐风化减弱影响,陷入"营养饥荒";(3)建立"构造-气候-湖泊"三元控制模型,将富集效率与盆地形态(width-depth ratio)定量关联。
这项发表于《Marine and Petroleum Geology》的研究,犹如为陆相烃源岩预测安装上"构造-气候双导航系统"。其建立的评价框架不仅适用于南海新生代盆地,更可为东非裂谷、渤海湾等全球同类系统提供类比模板。特别值得注意的是,研究揭示的低纬度湖泊对EECO事件的"记忆存储"方式,为理解当代全球变暖背景下内陆水体碳汇功能演变提供了地质参照系。Zixuan Liu团队的工作证明:只有解开构造与气候的"纠缠量子态",才能真正破译地球碳循环的深层密码。
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