引言
富含黏土的沉积岩在重建地球地质和古环境条件方面发挥着关键作用。这些岩石能够保存矿物学和地球化学的影响,如化学风化强度、物源以及沉积环境条件。黏土矿物由于其本身的细粒特性以及对地表和成岩过程的化学敏感性,可有效地用于确定源岩特征、解释古气候条件以及揭示古氧化还原条件(Singer, 1984, Chamley, 1989, Mathews et al., 2020, Wang et al., 2024, Zhuang et al., 2025, Oladimeji et al., 2025, Sun et al., 2025, Qiao et al., 2025)。沉积岩中黏土矿物的发育在很大程度上受物源区气候的控制(Singh et al., 2009, Godet et al., 2023)。
在碳酸盐岩为主的地层中出现的富含黏土的层段为研究陆源碎屑输入和环境条件的变化提供了极好的机会,而这些变化可能无法通过碳酸盐岩相单独完全捕捉(Tucker and Wright, 1990, Flügel, 2010)。这些层段保存了独特的地球化学和矿物学特征,反映了源岩组成、风化强度、沉积物输运路径和沉积条件(Taylor and McLennan, 1985, Chamley, 1989)。此外,它们构成了重建沉积物物源、古气候、古氧化还原条件和沉积过程的重要记录(Nesbitt and Young, 1982, Tribovillard et al., 2006)。因此,对富含黏土的层段进行详细研究有助于我们更好地理解大陆风化过程、沉积物供给、输运机制与海相碳酸盐沉积系统之间的相互作用(McLennan et al., 1993, Algeo and Maynard, 2004)。
根据已发表的数据,高岭石通常在温暖湿润的气候和强烈的化学风化条件下形成。而伊利石和绿泥石则形成于相对较冷且更为干旱的条件下,或由高地快速侵蚀产生,其化学变化有限(Chamley, 1989)。除矿物学证据外,不可移动的微量元素和稀土元素(REE)也可用于区分富含黏土层段中的酸性与基性火成岩源岩(Taylor and McLennan, 1985, McLennan et al., 1993)。地球化学参数如蚀变化学指数(CIA)也可提供源区风化强度的定量评估,这与古气候条件密切相关(Nesbitt and Young, 1982)。对Eh变化敏感的elements以及沉积物和富含黏土的岩石中的保守比值可用于解释沉积环境的古氧化还原条件。如U/Th、V/Cr、Cu/Zn和Ni/Co等比值以及稀土元素配分模式中的Ce异常,被广泛应用于重建古氧化还原条件(Johnson et al., 1989, Jones and Manning, 1994, Tribovillard et al., 2006, Maher et al., 2009, Bonazzi et al., 2024, Rodrigues et al., 2024, Rabea et al., 2026)。
伊朗西北部白垩纪的Tizkuh组被认为是在伊朗高原活跃构造框架中重要的沉积单元。在显生宙期间,伊朗这一地区经历了大陆碰撞、盆地演化和气候波动的复杂相互作用,导致了多样的沉积记录(Alavi, 1996)。该组在Maragheh以南、东阿塞拜疆省Amirabad地区由石灰岩和富含黏土的层段组成。这些层段的存在为考虑沉积物供给、化学风化强度与沉积条件之间的关系以及区域气候控制下的响应提供了合适的机会。本研究致力于从根本上综合考虑在Amirabad地区Tizkuh组富含黏土的层段中,从主量和微量元素矿物学与地球化学中获得的全部数据,以及物源、古氧化还原条件和古气候变化。作者希望本研究的结果能够为沉积过程和古环境条件提供有效的新见解,有助于更好地理解伊朗西北部的地质事件。