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富有机质页岩沉积环境特点与成岩作用

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于洋流上涌,水体中携带有大量营养物质,从而使得这些地区的生物产率很高,而水体中大量死亡有机物的存在进一步促进了对氧的需求,结果在上涌洋流下部更深水层中诱发了缺氧的环境,非洲西南部陆架海岸带就是洋流上涌形成缺氧的典型实例。

富有机质页岩沉积环境特点与成岩作用

洋流上涌是一种深部海水向表层运动的过程,大型的洋流上涌受风力所驱使,这种上涌流在海岸带一般发源于较浅深度,通常很少超过200 m水深,在现代大洋中发现于一些特定条件的海岸带,如加利福尼亚、秘鲁、智利、非洲西南部、墨西哥、澳大利亚西部等海岸带。

Ziegler等(1979)划分了3种有利于海岸带洋流上涌的地理环境:① 纬度在10° ~40°,位于大洋东侧南北海岸带的径向洋流上涌;② 纬度在15° 以内,位于赤道中央大陆东西海岸带的纬向洋流上涌;③ 纬度在15°以内,斜交赤道中央大陆西侧海岸带由季风引起的洋流上涌。同时在开阔大洋中,洋流上涌也出现于不同水体交界处,如南极大陆周边、赤道及在冰岛和挪威之间等。由于洋流上涌,水体中携带有大量营养物质(硝酸盐和磷酸盐),从而使得这些地区的生物产率很高,而水体中大量死亡有机物的存在进一步促进了对氧的需求,结果在上涌洋流下部更深水层中诱发了缺氧的环境,非洲西南部陆架海岸带就是洋流上涌形成缺氧的典型实例(图1—1)。

同样,秘鲁陆架也存在海岸洋流上涌形成的缺氧环境条件,由于南美西海岸盛行的由南向北的贸易风推动表层水向北运动,同时科利奥利力迫使水体向西运动,这种表层水的运动使得冷的底层水上涌,上涌水体深度在40~500 m不等。上涌水体相对少氧但营养物质丰富,从而造成非常高的生物产率,表层高生物产率水体与其下部相对缺氧的环境增进了下伏海相沉积物中有机质的保存,其有机碳平均含量为3.33%,高者可达11%,岩性为粉砂质黏土硅藻泥,深度为100~500 m。

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图1—1 非洲西南部陆架洋流上涌形成缺氧层的典型实例(D o ma is o n和Moore,1980)

当然并不是所有高生物产率和洋流上涌地区都能形成缺氧层和好的有机质保存条件,许多高生物产率和洋流上涌地区,其下伏仍为较高氧含量水体(其他含氧水流补给),沉积物中有机质大多被好氧细菌所破坏,如巴西东南部、北太平洋等洋流上涌带海底氧供给超过了生物化学氧的需求量,沉积物中有机碳含量低,一般小于1%。

地质历史时期洋流上涌缺氧层形成的特点是:磷酸盐与富有机质沉积物具有明显的共生关系;显生宙磷酸盐出现于低纬度且与洋流上涌有关;许多洋流上涌磷酸盐物质的形成时期与世界范围内海侵和最小含氧层的扩展期相对应,如北美西部盆地古生代磷质黑色页岩是该盆地的主要烃源岩(赵文智等,2002)。

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