安徽宿松之二叠统粘土矿物特性及环境意义

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1、安徽宿松之二叠统粘土矿物特性及环境意义第一章绪论1.1粘土矿物与古气候的研究现状及存在的问题粘土矿物与古气候的研究始于20世纪60年代，其中一个重要的影响因素是X射线衍射仪的诞生与应用。由于粘土矿物很小，一般集中于2μm以下，运用传统的方法很难进行粘土矿物的定性和定量工作。X射线衍射仪可以发射X射线，在矿物晶体上发生衍射效应，然后用接受仪器记录下来，就可以得到一张X射线谱图，根据衍射波峰的位置和强度就可以完成粘土矿物的定性和定量工作。X射线衍射仪的普及使得粘土矿物的研究进入了黄金时期。国内外学者利用粘土矿物的组合

2、特征，成功的恢复了不同地质时代的古气候。早期粘土矿物用于古气候的重建主要集中在第四纪沉积物的研究中。譬如Harlan（1966）提取、分析了墨西哥海湾SigsbeeDeep更新世以来沉积物中的粘土矿物，发现在间冰期，蒙脱石和高岭石的含量较高，在冰期，伊利石和绿泥石的含量较高[1]；Biscaye（1965）发现在高纬度地区的沉积物中，绿泥石富集，在北大西洋的沉积物中，伊利石含量最高，而在热带地区，气候湿润，淋滤作用较强，高岭石相对富集，认为伊利石和绿泥石可能与弱的风化强度有关，高岭石形成于较强的风化环境[2]。20世纪

3、80年代以后，有关粘土矿物与古气候的研究发展到了一个新的高度，其研究领域也不断扩大，研究深度进一步提高。研究者已经将粘土矿物运用到高原风化、湖泊沉积、冰川事件、降雨量等工作中，发表了大量的文章和成果。卢小霞（1985）对萨拉乌苏河地区第四纪地层中的粘土矿物进行研究，发现粘土矿物组合特征与冰期、间冰期交替关系密切，粘土矿物组合反映了该地区经历了五次气候冷暖交替，与北半球冰期、间冰期交替趋势大体一致[3]。王建华等（1990）对韩江三角洲第四纪地层中的粘土矿物进行了研究，发现粘土矿物的组合变化与其他环境指示因子的变化趋势相

4、同，与海陆沉积环境变化、古气候变化基本吻合，海侵层位蒙脱石、绿泥石较高，高岭石较少，伊利石结晶度较高，风化层和洪冲沉积物中的粘土矿物组合相反，并且发现伊利石的开形指数与冰期、间冰期的交替有对应关系[4]。.1.2选题、研究目的及研究意义本论文课题于国家自然基金项目（编号：41172097），项目名称为扬子北缘中二叠世碳酸盐斜坡精细研究及其环境响应。论文研究的主要目的是根据宿松地区中二叠统粘土矿物的组合特征及相对含量来恢复中二叠世的古气候，并与华南地区古气候变化进行对比，得出宿松中二叠世古气候的变化特征，结合岩相及沉积相

5、，对宿松中二叠世的沉积环境进行分析。其主要意义在于恢复宿松地区中二叠世的古气候和古环境，进一步了解下扬子板块北缘中二叠世古气候古环境的演化。.第二章安徽宿松地区区域地质特征2.1区域地质背景研究区在大地构造位置上属于下扬子板块，在地理位置上位于下扬子板块的北缘，靠近华北板块，西部为大别造山带，北部靠近郯庐断裂（图2.1）。早古生代，研究区主要属于加里东构造运动阶段，下扬子处于被动大陆边缘盆地，相对稳定，主要以碳酸盐岩沉积为主，在中晚泥盆世，下扬子发生地壳抬升，使得泥盆系中下部缺失；晚古生代，研究区处于海西运动阶段，下扬

6、子仍处于被动大陆边缘盆地，相对运动较弱，主要接受稳定的碳酸盐岩沉积，局部地壳仍有活动，产生了不同规模的海侵-海退旋回，到晚石炭世末期，受黔桂运动的影响，研究区地壳抬升，暴露地表，形成侵蚀区，造成了石炭系和二叠系之间的不整合接触；进入到中生代，印支运动对研究区产生了重大的影响，扬子板块与华北板块碰撞、拼接，古特提斯海关闭，下扬子海相沉积盆地瓦解，转化为陆相碎屑岩沉积，中侏罗世以后，扬子板块与华北板块碰撞较剧烈，下扬子地层遭受强烈的挤压、褶皱和变形，晚侏罗世，燕山运动剧烈，表现为岩浆活动和断陷盆地。自二叠纪以来，经历了中生

7、代和新生代强烈的构造运动，研究区没有大规模的推覆、平移，二叠系地层完整，可以作为中二叠世古气候的研究对象。研究区发育5条主要断裂：郯庐断裂、襄樊-广济断裂、长江断裂、江南断裂和马金-乌镇断裂（图2.2），这些断裂在不同程度上控制了下扬子的构造活动和沉积特征。郯庐断裂分割华北和扬子板块，南起湖北广济，向北延伸，经庐江、郯城、长春等地，一直延伸到俄罗斯远东地区，郯庐断裂以剪切运动方式为主，具有明显的分段性，不同地段的活动程度有明显的差别，不同学者，根据各自的研究目的，对其中的部分断裂进行了研究，产生了很多地方性名称，如依兰

8、-伊通断裂、开源-营口-潍坊断裂和郯城-庐江断裂，郯庐断裂是上述各地段断裂串联起来的总称。..2.2中二叠统地层自李四光、赵亚提出巫山灰岩以来，很多学者对二叠系地层进行了多方面的研究，但在地层划分方案上有些争议。上世纪三十年代，葛丽普、黄汲清等根据华南地层中蜓类的演化，对二叠系的划分提出了意见，到六十年代，盛金章等对二叠系海相地层