《泥盆纪生物礁与侏罗纪生物礁形成条件及演化的对比》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泥盆纪生物礁与侏罗纪生物礁形成条件及演化的对比（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 1 页(共 14 页)泥盆纪生物礁与侏罗纪生物礁形成条件及演化的对比摘要 通过对比华南泥盆纪生物礁，藏北三岔口地区生物礁，德国泥盆纪生物礁以及藏北侏罗纪生物礁的形成条件与演化，表明其形成条件及演化均受温度，古气候，水体深度，植被-森林生态系统，盐度及陆源碎屑物的供给，大地构造及基底地形形态的控制的影响。并对藏北羌唐盆地的油气资源做出远景估计。 第 2 页(共 14 页)1 概述 文中采用的生物礁的定义为 :生物礁是由原地生物构建的隆起,与周围同期沉积物有别的碳酸盐地质体(Wood, 1999; Kiesslingetal., 2002)。1生物礁的发育受构造作用、海平面变化及古地理环境控
2、制,同时也受造礁生物兴衰演化的控制。近来研究认为,生物礁白云岩化膏盐油气金属矿床之间有着密切的联系,与生物礁有关的油气藏、金属矿床赋存的盆地的地质背景是拉张的裂谷环境,导致深部物质大量涌入,深部流体携带大量金属成矿元素形成热水沉积矿床,同时富含 CO2、CO 、H2 和 CH4的流体与生物礁中的有机质相互作用,形成油气田4。中国生物礁从震旦纪至新近纪均有发育,有泥盆纪、二叠纪和新近纪 3 个主要造礁期。2 泥盆世生物礁 21 早泥盆世生物礁(以埃姆斯期生物礁为例)211古地理概况与生物礁特征加里东运动之后,东南加里东造山带隆升,华南板块主体抬升为陆。根据野外观察实测以及相关地质资料编制了华南早
3、泥盆世埃姆斯期生物礁分布图(图 1)。图片据 1 第 3 页(共 14 页)图 1 华南早泥盆世埃姆斯期生物礁分布Fig1Distribution of the EarlyDevonian Emsian bioreefs in South China造礁生物:以床板珊瑚为主,少量层孔虫;附礁生物:主要为单体四射珊瑚、腕足类、海百合等。总的来说,埃姆斯期生物礁发育数量较少,分布比较零星,单个礁体规模较小,厚度一般小于 20 m。212早泥盆世生物礁(以埃姆斯期生物礁为例)分布规律及其控制因素1)水体连通性:生物礁发育地点以与外海相邻近的海域为主 ,水流畅通的海域容易发育生物礁。2) 水体深浅:海
4、盆基底或海平面垂向升降频繁,可以导致生物礁生长速率跟不上海平面升降的频率,致使生物礁暴露而死或溺死。3) 水体盐度及陆源碎屑物质供给:盐度异常(海水循环)、陆源碎屑供给和营养物质输入对生物礁发育可能带来的负面影响不容忽视。22中泥盆世生物礁 第 4 页(共 14 页)221古地理概况与生物礁特征碳酸盐岩分布面积极大地增加.根据野外观察实测以及前人地质资料编制了中国南方中泥盆世吉维特期生物礁分布图( 图 4).造礁生物:主要以层孔虫为主,次为四射珊瑚和床板珊瑚 .附礁生物:主要为腕足类、枝状层孔虫、单体四射珊瑚、海百合和腹足类等。图 2 华南中泥盆世吉维特期生物礁分布(同沉积断裂据董榕生, 19
5、92,有修改)Fig2Distribution of theMiddle Devonian Givetian bioreefs in South China (Syndepositional fracturesmodified from Dong, 1992)222中泥盆世生物礁(以吉维特期为例)分布规律及其控制因素1) 碳酸盐台地面积:海域迅速扩大,为造礁生物定殖 繁盛提供了合适的环境。2) 同沉积断裂:生物礁的分布与同沉积断裂密切相关 ,特别是台缘礁斜坡礁台盆礁的分布点的连线几乎与断裂走向平行(图 2)。3) 水体盐度及陆源碎屑物的供给: 盐度可能仍然对生物礁的发育起重要作用。陆源物质的减
6、少,为较大规模生物礁的发育提供了必要的条件。23晚泥盆世生物礁 第 5 页(共 14 页)231古地理概况与生物礁特征华南泥盆纪海侵最大时期,海水继续向北东方向推进。根据对前人资料的整理统计以及野外观察实测,编制了华南晚泥盆世弗拉期生物礁分布图( 图 3)图 3 华南晚泥盆世弗拉期生物礁分布图Fig3 Distribution of the Late Devonian Frasnian bioreefs in South China造礁生物: 主要为层孔虫,其次为四射珊瑚和菌藻类 ,开始出现菌藻礁( 微生物礁).附礁生物:枝状层孔虫、菌藻类等。232弗拉期生物礁分布规律及其控制因素1) 水体深
7、度:海平面快速上升,可能是导致弗拉期大范围台内礁和岸礁衰退 (溺死)的最重要、最直接的原因之一2) 菌藻类的繁盛:近岸海域海水恶化,如营养盐含量增加、海水富营养化、菌藻微生物繁盛(Martin, 1996;龚一鸣等, 2002, 2005;徐冉等, 2006; Fengetal.,2010)、菌藻类造礁作用加剧(表 4),可能是造礁层孔虫及珊瑚衰退和大灭绝的重要原因。3) 洋流的影响:弗拉期南华海表层洋流流经的地方 (杜远生等, 2009),往往出现生物礁密集区,说明洋流可能对生物礁有重要影响。24 华南泥盆纪生物礁的总体面貌 第 6 页(共 14 页)241 华南泥盆纪总体的生物礁古地理特征
8、与主要生物组成4) 从浅水到深水,华南泥盆纪生物礁的“稳定性” 增强 ;浅水礁变化最大,说明泥盆纪华南海域浅水区的环境变化大。5) 主要造礁生物为:床板珊瑚(埃姆斯期)床板、四射珊瑚和层孔虫(艾菲尔期)层孔虫和四射珊瑚(吉维特期)层孔虫(弗拉期) 菌藻类微生物(法门期)( 图 4)。图 4 华南泥盆纪生物礁类型和组成与古地理环境的关系Fig4Relationships between types and composition of theDevo-nian bioreefs and palaeogeographic environments in South China242华南泥盆纪生物礁
9、的主控因素2421温度目前,全球变暖引发的海水表面温度(SST)升高导致现代热带 亚热带海洋中珊瑚礁白化的现象受到了广泛的关注(Celliers and Schleyer, 2002;Douglas, 2003; Phinneyetal., 2006; Crabbe andJames, 2008)。因此 ,温度与生物礁的发育及其纬度分布 第 7 页(共 14 页)是生物礁的重要控制因素。华南泥盆纪生物礁与温度之间的关系可与现代进行对比:一定范围内( 如热带亚热带海域), SST 降低会导致生物礁的繁盛,而 SST 的升高则抑制生物礁发育和生长,进而导致生物礁衰退和灭绝。值得注意的是,现代礁型珊
10、瑚发育的最佳温度范围是2328(Fagerstrom, 1987),而艾菲尔期 SST 降低到 23之下,到吉维特期 SST 开始上升至 2325(图 5)。2422植被森林生态系:植被森林生态系对生物礁生态系的影响可能主要表现在以下两方面: (1)植被森林对对气候产生影响; (2)植被森林促进土壤的形成,植物根系进一步发达,促进大量的营养物质流入碳酸盐台地等近岸浅水区(Martin, 1996),促使礁相菌藻类繁盛(Riding,2006),进而出现微生物礁,极大地抑制了更喜欢寡营养环境的造礁层孔虫(Kershaw, 1998);菌藻微生物繁荣并最终导致频繁的赤潮及海洋水团缺氧(龚一鸣等,
11、2002, 2005),给宏体造礁生物带来了毁灭性的打击。综上可知生物礁与植被森林生态系之间关系可以简单地表示为以下两个方面:1)早泥盆世 中泥盆世:植被繁盛PCO2 降低和 PO2 升高气温降低热带亚热带地区 SST 降低珊瑚层孔虫礁繁盛。2)中泥盆世 晚泥盆世:森林繁盛化学风化、生物风化作用和土壤的形成加剧海水(近岸浅水区) 中营养物质过剩,菌藻类繁盛珊瑚层孔虫礁衰退。 第 8 页(共 14 页) 第 9 页(共 14 页)图 5 华南泥盆纪生物礁演化与全球环境参数变化的耦合关系Fig5Sketch showing coupling relationships between evolut
12、ion of the Devonian bioreefsin South China and changes of global environmental parametersPAL “present atmospheric level”的缩写,即“现今大气中的含量水25 藏西北三岔口地区泥盆系生物礁图 6 藏西北三岔口地区泥盆系生物礁251 藏西北三岔口地区泥盆系生物礁特征1)礁体发育于碳酸盐岩地层中,两个礁体的礁格架均为叠置礁,喜礁生物由碗足、腹足及单体珊瑚组成。13162)造礁生物 : 生物礁主要由群体珊瑚、层海绵组成。3)附礁生物 : 主要有碗足、腹足、海百合及单体珊瑚。252 藏北
13、三岔口地区泥盆纪生物礁的演化控制因素水体深度: 1 号礁体是由于海平面下降被干死。2 号礁体则是由于海平面快速上升淹没所致。726 德国泥盆纪生物礁261 德国泥盆纪生物礁特征 第 10 页(共 14 页)MoKerrow 和 Scot。se8的古地理研究成果表明，泥盆纪时，德国中部大体位于南纬 300 区以内。因此，在德国泥盆纪的海域里形成了大量的生物礁.2611 德国泥盆纪生物礁相特征归纳为四种岩相:盆地相 礁前相 礁核相 礁后相2612 德国泥盆纪生物礁生物组合造礁生物: 孔虫分布广泛、形态多样。大型块状层孔虫是主要的造礁生物。住礁生物:常见的住礁生物是腕足动物、棘皮动物、枝状层孔虫、单
14、体四射珊瑚、有孔虫、介形虫和钙藻等。2613 德国泥盆纪生物礁形成及演化控制因素1) 海底隆起: 该阶段是生物礁的萌生时期，在今天的布瑞隆地区曾形成了一个海底隆起。相应的岩石地层单位在德国被称为布瑞隆页岩。82)碳酸盐沉积: 大量的碳酸盐。大体相当于台地碳酸盐相，在布瑞隆和德国中部地区被称为施维尔姆相9。3)水体深度：海底的沉降速度虽然加快，但却与礁的生长保持平衡。 9布瑞隆环礁的灭亡可能与该地区的地壳上升有关。114)温度： Malmsheimerd 等12则认为气候的变冷可能是导致布瑞隆环礁灭亡的主要原因。133 侏罗纪生物礁 第 11 页(共 14 页)图 7 侏罗纪生物礁31 生物礁类
15、型及特征障积岩隆礁 (2) 粘结障积岩隆礁 (3) 生物岩隆礁1532 造礁生物层孔虫 ：1）枝状层孔虫 2）柱状层孔虫 3）块状层孔虫六射珊瑚双壳类16 33 藏北安多巴青地区侏罗纪生物礁类型及形成条件大地构造条件: 研究区侏罗纪生物礁主要沿班公错怒江缝合带一线展布。肖传桃、龚文平等认为尹光候等的观点较为合理,即班公错怒江缝合带东段经历了克拉通化阶段、克拉通阶段、怒江洋盆扩张阶段、俯冲消减阶段、闭合碰撞阶段和碰撞期后阶段。古气候条件：生物古地理研究表明,研究区在侏罗纪处于热带地理位置,为生物礁的发育创造了良好的条件。10岩相古地理条件及其对生物礁发育的影响：1)浅滩亚相的存在是生物礁发育的基础在研究区内均构筑于浅滩亚相基础之上。2)基底地形的形态控制了礁体的横向延伸规模基底地形控制浅滩在横向上的连续性和延伸规模的同时,最终控制了生物礁的横向连续性和延伸规模。3)相对海平面变化控制了生物礁的厚度和纵向上的连续性相对海平面变化控制沉积物的类型和结构。相对海平面上升速率略大于沉积物的堆积速率时,生物礁才能连续生长,并且可形成较大的厚度。 1734 藏北地区侏罗纪生物礁的发现意义 首先，该发现填补了藏北地区侏罗纪生物礁领域的空白。其次，近年来，我国 第 12 页(共 14 页)在最后一块大陆区藏北地区进行油气勘探的目的层为侏罗系，为藏北地区油气
